CN108003619A - 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108003619A
CN108003619A CN201711116815.6A CN201711116815A CN108003619A CN 108003619 A CN108003619 A CN 108003619A CN 201711116815 A CN201711116815 A CN 201711116815A CN 108003619 A CN108003619 A CN 108003619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicone oil
retardant
composite material
low content
graphene modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711116815.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108003619B (zh
Inventor
汤龙程
李扬
张国栋
曹承飞
赵丽
龚丽秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Normal University
Original Assignee
Hangzhou Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Normal University filed Critical Hangzhou Normal University
Priority to CN201711116815.6A priority Critical patent/CN108003619B/zh
Publication of CN108003619A publication Critical patent/CN108003619A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108003619B publication Critical patent/CN108003619B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/102—Azo-compounds
    • C08J9/103—Azodicarbonamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0023—Use of organic additives containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/009—Use of pretreated compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0095—Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/125—Water, e.g. hydrated salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/142—Compounds containing oxygen but no halogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/10—Water or water-releasing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/12—Organic compounds only containing carbon, hydrogen and oxygen atoms, e.g. ketone or alcohol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds

Abstract

本发明涉及有机硅技术领域，为解决目前有机硅泡沫中需要添加很高含量的阻燃剂才能达到阻燃的效果，及有些阻燃剂存在危害人体健康以及污染环境的问题，本发明提供一种低含量石墨烯改性有机硅绿色阻燃泡沫复合材料及其制备方法，复合材料由各原料制备而成，各原料的重量份为：有机硅油40‑98，发泡剂0.2‑10，阻燃剂0.01‑10，催化剂0.0002‑0.02，抑制剂0.1‑5.0。该材料不仅具有优良的阻燃自熄性能，同时也具有良好的弹性性能、压缩性能和疏水性能。

Description

一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及有机硅技术领域，具体涉及一种低含量石墨烯改性有机硅绿色阻燃泡沫复合材料的制备方法。
背景技术
目前，泡沫材料由于具有质轻、隔热、吸音、减震、防静电等一系列突出的优点，因此广泛应用于包装、床垫、建筑、交通运输、航空航天等领域。近年来，泡沫材料生产工业发展迅速，产量和种类与日俱增。常见的泡沫材料有聚氨酯海绵（PU）、聚乙烯泡沫（PE）、聚苯乙烯泡沫（EPS）等，它们都有泡沫材料本身所具有的共通特点。一方面，它们都具有较低的密度，良好的弹性等优点，但是另一方面，它们又存在易燃烧、易热分解进而产生有毒物质危害人体健康以及破坏生态环境的问题。例如，属于易燃材料的聚氨酯海绵，燃烧后会产生大量的气体，这些气体中包括一氧化碳、氮氧化物以及氰化氢等有毒气体，人一旦吸入体内不仅会危害身体健康，严重地甚至会导致死亡。所以当发生火灾时，这些泡沫材料由于不完全燃烧以及遇热分解会产生大量的烟气，而多数的火灾遇害者正是因为吸入了这些有毒的烟气而导致死亡。
有机硅聚合物是一种由“硅-氧-硅”骨架的硅氧烷结构构成的，并通过硅与有机基团形成侧链。由于这种特殊的结构，所以使它一方面具有有机材料的一些优异性能，同时另一方面也具有无机材料的一些优异性能。例如，优良的耐高低温性能，良好的抗老化性能、突出的抗紫外线性能以及难燃性能。而有机硅泡沫将有机硅聚合物和泡沫材料的特点结合，同时具备有机硅聚合物和泡沫材料的优良性能。因此，相较于聚氨酯海绵等泡沫材料，有机硅泡沫的难燃性使其在阻燃方面具有潜在的应用前景。
当前主要是通过向有机硅泡沫中添加阻燃剂从而达到阻燃的目的。传统的阻燃剂一般有氢氧化铝、氢氧化镁等金属氧化物，但是需要添加很高的含量才能达到阻燃的效果。除此以外，卤素也是一种常用的阻燃剂，但是存在危害人体健康以及污染环境的问题。所以急需研究一种绿色环保且在低含量时能达到阻燃效果的阻燃剂。
发明内容
为解决目前有机硅泡沫中需要添加很高含量的阻燃剂才能达到阻燃的效果，及有些阻燃剂存在危害人体健康以及污染环境的问题，本发明提供一种低含量石墨烯改性有机硅绿色阻燃泡沫复合材料及其制备方法，该材料不仅具有优良的阻燃自熄性能，同时也具有良好的弹性性能、压缩性能和疏水性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料由各原料制备而成，各原料的重量份为：
有机硅油 40-98，
发泡剂 0.2-10，
阻燃剂 0.01-10，
催化剂 0.0002-0.02，(按照Pt含量计算)，
抑制剂 0.1-5.0。
作为优选，各原料的重量份为：
有机硅油 60-98，
发泡剂 0.5-5.0，
阻燃剂 0.02-1.0，
催化剂 0.0002-0.01，(按照Pt含量计算)，
抑制剂 0.5-2.0。
所述有机硅油包括羟基硅油、含氢硅油、乙烯基硅油，所述有机硅油包括羟基硅油、含氢硅油、乙烯基硅油，其中羟基硅油占有机硅油总质量百分比为20-85%；含氢硅油占有机硅油总质量百分比为5-30%；乙烯基硅油占有机硅油总质量百分比为10-50%。
所述的羟基硅油选自具有不同侧链和分子量的羟基硅油中的一种或几种，优选为羟基封端聚甲基苯基硅油、羟基封端聚二甲基硅油中的一种或几种，粘度为在25℃下2000-200000mpa·s。
所述含氢硅油选自具有不同含氢量和分子量的含氢硅油中的一种或几种，其中，含氢硅油活性氢质量分数为0.1-1.65% ，粘度为10-50mPa.s。
所述乙烯基硅油选自具有不同侧链和分子量的乙烯基硅油中的一种或几种。 优选为甲基乙烯基硅油、苯基乙烯基硅油中的一种或几种，粘度为在25℃下100-200000mpa·s。
所述发泡剂选自AC发泡剂、水/亲水溶剂、聚乙二醇等中的一种或几种。
所述阻燃剂选自石墨烯及其衍生物中的一种或几种，优选为KH550功能化石墨烯、KH560功能化石墨烯、KH570功能化石墨烯、十八烷基三乙氧基硅烷偶联剂改性氧化石墨烯、含氢氯硅烷改性氧化石墨烯中的一种或几种。
所述催化剂选自铂系催化剂中的一种或多种，优选为氯铂酸-异丙醇溶液、卡斯特铂系催化剂中的一种或几种。
所述的抑制剂选自3-甲基丁炔醇-3、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、氨基硅油、马来酸二烯丙酯、富马酸二乙酯中的一种或多种。
本发明在有机硅油中加入阻燃剂、催化剂、发泡剂和抑制剂后，通过简单的机械共混即可制得轻质、泡孔均匀的有机硅改性泡沫复合材料。
一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料的制备方法包括以下步骤：
（1）首先将含氢硅油、羟基硅油与阻燃剂、抑制剂、发泡剂混合后制得A组份，同时将乙烯基硅油与催化剂充分混合均匀制得B组份；
（2）然后将A、B组份按照质量比1:1，通过机械搅拌混合，在10-180℃的温度下固化10-30分钟制备出有机硅阻燃泡沫复合材料。
本发明采用简单的机械共混的这种方法，利用有机硅泡沫自身优良的难燃性、耐高温性制备了有机硅阻燃泡沫复合材料，制备过程简单易操作，同时所使用的原料绿色无污染。该泡沫密度低、泡孔结构均匀，具有优异阻燃自熄的效果和良好的力学回弹性。
本发以有机硅油为基体，结合了新型的、绿色的阻燃剂－石墨烯及其衍生物，在催化剂、发泡剂、抑制剂的共同作用下制备了绿色无污染的有机硅阻燃改性泡沫复合材料。因有机硅泡沫自身良好的难燃性、无毒性，和阻燃剂共同作用可达到低含量、无危害、绿色环保同时有效阻燃的目的。该材料制备过程简单易操作，属于绿色环保型的轻质阻燃泡沫复合材料，在航空航天、建筑等领域有广阔的应用前景。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）该材料密度低、泡孔结构均匀，具有优异阻燃自熄的效果（达到UL-94V0级）和良好的力学回弹性；
（2）该材料制备过程简单易操作，属于绿色环保型的轻质阻燃泡沫复合材料。
附图说明
图1为石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料的扫描电镜图；
图2为未添加阻燃剂（图A）有机硅泡沫和添加1 wt%石墨烯（图B）有机硅泡沫燃烧对比实验。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。
实施例1
取粘度25mPa.s、含氢量0.3%的含氢硅油以及粘度10Pa.s的羟基硅油共100g向其中加入1gKH550功能化石墨烯、2g 3,5-二甲基-1-己炔-3-醇和5g AC发泡剂，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为5Pa.s的乙烯基硅油30g，加入含有1500ppm的氯铂酸-异丙醇溶液0.30g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在80℃温度下固化5分钟后高温180℃处理15分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条1。
目测样条1泡孔均匀，扫描电镜图如图1所示，通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果表明添加KH550功能化石墨烯的有机硅泡沫不易燃烧同时具有自熄性。根据UL94垂直燃烧测试标准，该轻质有机硅泡沫复合材料达到了UL-94V0级。
实施例2：
取粘度30mPa.s、含氢量0.2%的含氢硅油以及粘度5Pa.s的羟基硅油共40g，向其中加入0.5g石墨烯粉体、1.5g 3,5-二甲基-1-己炔-3-醇和1.6g水，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为5Pa.s的乙烯基硅油20g，加入含有1500ppm的氯铂酸-异丙醇溶液0.25g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在40℃温度下固化10分钟后高温180℃处理20分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条2。
如图2所示，通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果，可得知：未添加阻燃剂的有机硅泡沫样条迅速燃烧，燃烧10s后移开酒精喷灯，未添加阻燃剂的有机硅泡沫样条继续持续燃烧。相较于未添加阻燃剂的有机硅泡沫，添加了石墨烯粉体的有机硅泡沫样条经过酒精喷灯燃烧10s后移开火源可自熄，且燃烧过程无有毒气体释放。
实施例3：
取粘度25mPa.s、含氢量0.5%的含氢硅油以及粘度12Pa.s的羟基硅油共30g向其中加入0.4g KH560功能化石墨烯、0.45g 3-甲基丁炔醇-3和1.4g聚乙二醇，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为10Pa.s的乙烯基硅油60g，加入含有2000ppm的卡斯特铂金催化剂0.25g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在90℃温度下固化5分钟后高温150℃处理20分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条3。
通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果表明添加KH560功能化石墨烯的有机硅泡沫不易燃烧同时具有自熄性。根据UL94垂直燃烧测试标准，该轻质有机硅泡沫复合材料达到了UL-94V0级。
实施例4：
取含氢量0.8%、粘度30mPa.s的含氢硅油以及粘度5Pa.s的羟基硅油共80g向其中加入1gKH570功能化石墨烯、0.96g 3-甲基丁炔醇-3和8g水，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为10Pa.s的乙烯基硅油20g，加入含有2000ppm的卡斯特铂金催化剂0.22g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在50℃温度下固化15分钟后高温120℃处理20分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条4。
通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果表明添加KH570功能化石墨烯的有机硅泡沫不易燃烧同时具有自熄性。根据UL94垂直燃烧测试标准，该轻质有机硅泡沫复合材料达到了UL-94V0级。
实施例5：
取含氢量1.2%、粘度25mPa.s的含氢硅油以及粘度5Pa.s的羟基硅油共100g向其中加入1.6g十八烷基三乙氧基硅烷偶联剂改性氧化石墨烯、4g氨基硅油和8g聚乙二醇，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为10Pa.s的乙烯基硅油100g，加入含有3000ppm的氯铂酸-异丙醇溶液0.32g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在50℃温度下固化15分钟后高温120℃处理30分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条5。
通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果表明添加十八烷基三乙氧基硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的有机硅泡沫不易燃烧同时具有自熄性。根据UL94垂直燃烧测试标准，该轻质有机硅泡沫复合材料达到了UL-94V0级。
实施例6：
取含氢量1.5%、粘度30mPa.s的含氢硅油以及粘度5Pa.s的羟基硅油共80g向其中加入1.2g含氢氯硅烷改性氧化石墨烯、1.2g氨基硅油和7.2g AC发泡剂，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到A组份；同时，取粘度为10Pa.s的乙烯基硅油150g，加入含有4000ppm的卡斯特铂金催化剂0.6g，通过机械搅拌充分混合均匀后制备得到B组份。
然后以1:1的质量比将A、B组份通过机械搅拌30s混合均匀，再在50℃温度下固化15分钟后高温100℃处理30分钟制得有机硅阻燃泡沫复合材料样条6。
通过垂直燃烧测试后，对比燃烧的结果表明添加含氢氯硅烷改性氧化石墨烯的有机硅泡沫不易燃烧同时具有自熄性。根据UL94垂直燃烧测试标准，该轻质有机硅泡沫复合材料达到了UL-94V0级。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于上述实施例，还可以许多的操作组合。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有情形，均应当认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于，所述的复合材料由各原料制备而成，各原料的重量份为：
有机硅油 40-98，
发泡剂 0.2-10，
阻燃剂 0.01-10，
催化剂 0.0002-0.02，
抑制剂 0.1-5.0。
2.根据权利要求1所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述有机硅油包括羟基硅油、含氢硅油、乙烯基硅油，其中羟基硅油占有机硅油总质量百分比为20-85%；含氢硅油占有机硅油总质量百分比为5-30%；乙烯基硅油占有机硅油总质量百分比为10-50%。
3.根据权利要求2所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：羟基硅油选自具有不同侧链和分子量的羟基硅油中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述含氢硅油选自具有不同含氢量和分子量的含氢硅油中的一种或几种，其中，含氢硅油活性氢质量分数为0.1-1.65% ，粘度为10-50mPa.s。
5.根据权利要求2所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述乙烯基硅油选自具有不同侧链和分子量的乙烯基硅油中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述发泡剂选自AC发泡剂、水/亲水溶剂、聚乙二醇等中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述阻燃剂选自石墨烯及其衍生物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述催化剂选自铂系催化剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料，其特征在于：所述的抑制剂选自3-甲基丁炔醇-3、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、氨基硅油、马来酸二烯丙酯、富马酸二乙酯中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）首先将含氢硅油、羟基硅油与阻燃剂、抑制剂、发泡剂混合后制得A组份，同时将乙烯基硅油与阻燃剂、催化剂充分混合均匀制得B组份；
（2）然后将A、B组份按照质量比1:1，通过机械搅拌混合，在10-180℃的温度下固化10-30分钟制备出有机硅阻燃泡沫复合材料。
CN201711116815.6A 2017-11-13 2017-11-13 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法 Active CN108003619B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711116815.6A CN108003619B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711116815.6A CN108003619B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108003619A true CN108003619A (zh) 2018-05-08
CN108003619B CN108003619B (zh) 2021-03-09

Family

ID=62051471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711116815.6A Active CN108003619B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108003619B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109265948A (zh) * 2018-08-16 2019-01-25 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种导电有机硅泡沫
CN110294935A (zh) * 2018-11-19 2019-10-01 浙江天易新材料有限公司 一种高导热发泡硅胶材料的成型方法
CN110305368A (zh) * 2019-06-20 2019-10-08 杭州师范大学 一种阻燃发泡剂及其制备方法和应用
CN110819119A (zh) * 2019-12-12 2020-02-21 苏州然创新材料科技有限公司 组合物及阻燃液体导热硅胶泡棉
CN111848091A (zh) * 2020-08-04 2020-10-30 湖州五好建材有限公司 一种低成本防火粉刷石膏的制备方法
CN112795198A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 广德祥源新材科技有限公司 一种高阻燃有机硅泡棉片材及其制备方法
CN115246992A (zh) * 2021-09-01 2022-10-28 上海首孚复合材料有限公司 一种高弹性硅胶泡沫及其应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4593049A (en) * 1985-10-16 1986-06-03 Dow Corning Corporation Method of producing elastomeric silicone foam
US5900438A (en) * 1997-08-08 1999-05-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Thermosetting foamable organopolysiloxane composition and process of curing the same
JP2008150447A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Shin Etsu Chem Co Ltd 発泡性オルガノポリシロキサン組成物およびシリコーンゴムスポンジ
CN103665891A (zh) * 2013-12-10 2014-03-26 海龙核材科技（江苏）有限公司 一种双组份超低密度防火硅酮泡沫材料及其制备工艺
CN104387776A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法
CN105860537A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 山东船舶技术研究院 一种高阻燃有机硅海绵体材料及其制备方法
CN106084796A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 山东船舶技术研究院 一种高阻燃有机硅海绵体材料及其制备方法
CN106589954A (zh) * 2017-02-13 2017-04-26 成都硅宝科技股份有限公司 低粘度阻燃室温硫化泡沫硅橡胶及其制备方法
CN106832956A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 深圳市森日有机硅材料股份有限公司 一种阻燃型室温固化发泡液体硅橡胶的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4593049A (en) * 1985-10-16 1986-06-03 Dow Corning Corporation Method of producing elastomeric silicone foam
US5900438A (en) * 1997-08-08 1999-05-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Thermosetting foamable organopolysiloxane composition and process of curing the same
JP2008150447A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Shin Etsu Chem Co Ltd 発泡性オルガノポリシロキサン組成物およびシリコーンゴムスポンジ
CN103665891A (zh) * 2013-12-10 2014-03-26 海龙核材科技（江苏）有限公司 一种双组份超低密度防火硅酮泡沫材料及其制备工艺
CN104387776A (zh) * 2014-10-28 2015-03-04 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种抗静电阻燃硅橡胶泡沫材料的制备方法
CN105860537A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 山东船舶技术研究院 一种高阻燃有机硅海绵体材料及其制备方法
CN106084796A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 山东船舶技术研究院 一种高阻燃有机硅海绵体材料及其制备方法
CN106832956A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 深圳市森日有机硅材料股份有限公司 一种阻燃型室温固化发泡液体硅橡胶的制备方法
CN106589954A (zh) * 2017-02-13 2017-04-26 成都硅宝科技股份有限公司 低粘度阻燃室温硫化泡沫硅橡胶及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAQUEL VERDEJO ET AL.: "Physical properties of silicone foams filled with carbon nanotubes and functionalized graphene sheets", 《EUROPEAN POLYMER JOURNAL》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109265948A (zh) * 2018-08-16 2019-01-25 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种导电有机硅泡沫
CN110294935A (zh) * 2018-11-19 2019-10-01 浙江天易新材料有限公司 一种高导热发泡硅胶材料的成型方法
CN110305368A (zh) * 2019-06-20 2019-10-08 杭州师范大学 一种阻燃发泡剂及其制备方法和应用
CN110819119A (zh) * 2019-12-12 2020-02-21 苏州然创新材料科技有限公司 组合物及阻燃液体导热硅胶泡棉
CN111848091A (zh) * 2020-08-04 2020-10-30 湖州五好建材有限公司 一种低成本防火粉刷石膏的制备方法
CN112795198A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 广德祥源新材科技有限公司 一种高阻燃有机硅泡棉片材及其制备方法
CN112795198B (zh) * 2020-12-31 2022-08-16 广德祥源新材科技有限公司 一种高阻燃有机硅泡棉片材及其制备方法
CN115246992A (zh) * 2021-09-01 2022-10-28 上海首孚复合材料有限公司 一种高弹性硅胶泡沫及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108003619B (zh) 2021-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108003619A (zh) 一种低含量石墨烯改性有机硅阻燃泡沫复合材料及其制备方法
Zhang et al. Expandable graphite‐methyl methacrylate‐acrylic acid copolymer composite particles as a flame retardant of rigid polyurethane foam
Ye et al. Facile synthesis of lithium containing polyhedral oligomeric phenyl silsesquioxane and its superior performance in transparency, smoke suppression and flame retardancy of epoxy resin
CN109438992A (zh) 一种阻燃有机硅泡沫材料及其制备方法
CN109575605A (zh) 一种阻燃硅胶泡棉及其制备方法
CN105949432B (zh) 一种改性煤矸石-硬质聚氨酯泡沫塑料复合保温材料
CN112831174B (zh) ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂的制备及应用
CN109180952A (zh) 一种接枝石墨烯的氮磷硅协效无卤阻燃剂及其制备方法
CN108003620A (zh) 一种生物基发泡剂发泡硅橡胶材料及其制备方法
CN105086925B (zh) 一种环保阻燃硅酮密封胶及其制备方法
Zeng et al. Molecular-micron multiscale toughening and flame retarding for polyurethane foams
CN109251721B (zh) 密封胶及其制备方法
CN107459619A (zh) 一种基于可膨胀石墨的含磷阻燃硬质聚氨酯泡沫及其制备方法
CN101942366B (zh) 电气设备清洗剂
Kang et al. Effects of talc/hollow glass beads on the flame retardancy of silicone foams
CN102911468A (zh) 一种控制电力组合型电缆料及其制备方法
CN101717583B (zh) 具有耐辐照性能的加成型热硫化硅橡胶及其制备方法
Jiang et al. Inorganic-organic hybrid coatings from tea polyphenols and laponite to improve the fire safety of flexible polyurethane foams
Jia et al. Applications of GO/OA‐POSS Layer‐by‐Layer self‐assembly nanocoating on flame retardancy and smoke suppression of flexible polyurethane foam
Wang et al. Effects of expandable graphite on the flame-retardant and mechanical performances of rigid polyurethane foams
Chen et al. Phosphonitrile decorating expandable graphite as a high-efficient flame retardant for rigid polyurethane foams
CN104987493B (zh) 含硅含硼水性聚氨酯及其制备方法
CN111607219B (zh) 一种低烟热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法
CN109867948A (zh) 一种弹性高效防火封堵板材及其制备方法
KR101368864B1 (ko) 난연성 실리콘조성물을 이용한 발포시트제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant