CN109810512B - 一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂置于反应容器中进行氧化反应，得到可膨胀石墨；二、将含氨基硅氧烷和可膨胀石墨置于反应容器中进行插层反应，得到插层可膨胀石墨；三、将含磷聚合物和插层可膨胀石墨置于反应容器中进行吸附反应，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；四、将硅氧烷和含磷聚合物插层可膨胀石墨置于反应容器中进行包覆反应，得到多孔硅胶阻燃剂。本发明采用鳞片状石墨为基体，依次通过氧化反应、插层反应、吸附反应和包覆反应，有效解决了氮磷阻燃剂对铂金催化剂的影响，同时降低了阻燃剂的添加量，提高了阻燃剂的阻燃效率。
Description
技术领域
本发明属于阻燃剂技术领域，具体是涉及一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法。
背景技术
多孔硅胶是一种新型的、柔性、多孔、功能性的高分子弹性体，是硅橡胶经发泡后制成的。其不但保留了硅橡胶的优良性能外，而且具有质轻、隔声、隔热、绝缘、比强度高、密封、减震等泡沫材料性能，作为阻尼、减震、隔声、隔热等高性能材料广泛应用于国防、航天航空、交通运输、电子工业、农业等领域。一些功能化、高性能的泡沫材料在军事和航天航空等尖端领域发挥了极大作用，是高分子泡沫材料领域最受关注的材料之一。然而，硅橡胶侧链上为碳氢或取代碳氢有机基团，该类基团在燃烧时首先降解，形成可燃小分子，促进硅橡胶的燃烧。泡沫硅橡胶尤其是开孔型泡沫硅橡胶，由于泡孔互通，孔径较小，燃烧时会形成虹吸作用，加快空气流通，促进硅橡胶的燃烧。此外，硅橡胶以硅氧键为主链，碳氢有机基团不能形成有效的碳层保护硅橡胶主链，燃烧中加速了硅橡胶结构的破坏。但目前针对多孔硅胶阻燃研究较少，主要是采用无机阻燃剂，如氢氧化镁、氢氧化铝等不含氮磷类的阻燃剂，该类阻燃剂要想达到预期的阻燃效果，需添加质量分数30％左右，甚至更高，致使多孔硅胶的力学性能大幅下降，因此限制了其应用领域。且氮磷类阻燃剂会致使多孔硅胶硫化时铂金催化剂中毒，导致硫化失效。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法。该方法采用鳞片状石墨为基体，依次通过氧化反应、插层反应、吸附反应和包覆反应，有效解决了氮磷阻燃剂对铂金催化剂的影响，同时降低了阻燃剂的添加量，提高了阻燃剂的阻燃效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照(0.98～1):(3～5):(0.08～0.20)的质量比置于反应容器中，在25℃～35℃的温度条件下进行氧化反应25min～35min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在30℃～35℃下烘干，得到可膨胀石墨；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照(0.01～0.03)：(0.97～0.99)的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在60℃～65℃的温度条件下进行插层反应1.5h～2.5h后，得到插层可膨胀石墨；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照(0.05～0.20)：(0.80～0.95)的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在25℃～30℃的温度条件下进行吸附反应1.5h～2h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照(0.01～0.03)：(0.97～0.99)的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在60℃～65℃的温度条件下进行包覆反应1h～2h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在30℃～35℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸或质量分数是68％的浓硝酸，所述强氧化剂为高锰酸钾、重铬酸钾或双氧水。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述鳞片状石墨、强酸和强氧化剂的质量比为0.99:4:0.14。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述含氨基硅氧烷和可膨胀石墨的质量比为0.02：0.98。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述含磷聚合物为聚磷酸铵、六氯环三磷腈或磷酸酯。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述含磷聚合物和插层可膨胀石墨的质量比为0.125：0.875。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二乙氧基二甲基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述硅氧烷和含磷聚合物插层可膨胀石墨的质量比为0.02：0.98。
上述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述无水乙醇的加入量为可膨胀石墨体积的2～3倍，步骤三中所述无水乙醇的加入量为插层可膨胀石墨体积的2～3倍，步骤四中所述无水乙醇的加入量为含磷聚合物插层可膨胀石墨的2～3倍。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用鳞片状石墨为基体，依次通过氧化反应、插层反应、吸附反应和包覆反应，有效解决了氮磷阻燃剂对铂金催化剂的影响，同时降低了阻燃剂的添加量，提高了阻燃剂的阻燃效率。
2、本发明以鳞片状石墨为基体，通过氧化反应和插层反应过程会使部分鳞片状石墨剥离，形成单层石墨烯，有助于提高多孔泡沫的导热性，进一步提高了多孔硅胶的阻燃性能。
3、本发明方法制备的多孔硅胶阻燃剂较传统阻燃剂可以将添加量降低到10％以内，并使多孔泡沫硅胶达到建筑B1阻燃等级要求。
4、本发明方法制备的多孔硅胶阻燃剂本身具有可膨胀性，可减少发泡剂的加入量，降低生产成本。
5、本发明制备的多孔硅胶阻燃剂有效解决了目前硅橡胶泡沫阻燃剂添加量大、氮磷系阻燃剂严重影响铂金催化剂的难题，同时，无需引入发泡剂，阻燃剂在成型时即可部分分解，实现发泡；且该阻燃剂加入5％后，即可满足建筑B1阻燃等级的要求，是一种优良的多孔硅橡胶阻燃剂。
下面通过具体实施例，对本发明做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.99:4:0.14的质量比置于反应容器中，在32℃的温度条件下进行氧化反应26min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在33℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸，所述强氧化剂为高锰酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.02：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2.2倍的无水乙醇做溶剂，在62.5℃的温度条件下进行插层反应1.8h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.05：0.80的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在25℃的温度条件下进行吸附反应2h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为聚磷酸铵；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.01：0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2.8倍的无水乙醇做溶剂，在65℃的温度条件下进行包覆反应1h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在30℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.98:4:0.1的质量比置于反应容器中，在25℃的温度条件下进行氧化反应35min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在32℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是68％的浓硝酸，所述强氧化剂为重铬酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.01：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在65℃的温度条件下进行插层反应2.2h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.20：0.80的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2.3倍的无水乙醇做溶剂，在30℃的温度条件下进行吸附反应1.6h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为聚磷酸铵；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.02：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2.6倍的无水乙醇做溶剂，在62℃的温度条件下进行包覆反应1.8h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在35℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.98:3:0.20的质量比置于反应容器中，在30℃的温度条件下进行氧化反应30min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在34℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸，所述强氧化剂为高锰酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.02：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在60℃的温度条件下进行插层反应1.5h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.14：0.82的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在28℃的温度条件下进行吸附反应1.9h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为六氯环三磷腈；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.01：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2.5倍的无水乙醇做溶剂，在64℃的温度条件下进行包覆反应1.5h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在33℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照1:4.5:0.12的质量比置于反应容器中，在27℃的温度条件下进行氧化反应28min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在30℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸，所述强氧化剂为重铬酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.01：0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2.4倍的无水乙醇做溶剂，在63℃的温度条件下进行插层反应2.4h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.20：0.90的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2.7倍的无水乙醇做溶剂，在29℃的温度条件下进行吸附反应1.8h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为磷酸酯；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.01：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在60℃的温度条件下进行包覆反应2h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在32℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二苯基二乙氧基硅烷。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.99:3:0.18的质量比置于反应容器中，在30℃的温度条件下进行氧化反应25min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在32℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是68％的浓硝酸，所述强氧化剂为双氧水；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.03：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在61℃的温度条件下进行插层反应1.7h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.125：0.875的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在27.5℃的温度条件下进行吸附反应2h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为聚磷酸铵；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.03：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2.2倍的无水乙醇做溶剂，在62.5℃的温度条件下进行包覆反应1.6h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在34℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为乙烯基三乙氧基硅烷。
实施例6
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.98:3:0.08的质量比置于反应容器中，在26℃的温度条件下进行氧化反应33min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在32.5℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸，所述强氧化剂为高锰酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.03：～0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2.8倍的无水乙醇做溶剂，在65℃的温度条件下进行插层反应2h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.15：0.95的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2.5倍的无水乙醇做溶剂，在28℃的温度条件下进行吸附反应1.5h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为六氯环三磷腈；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.03：0.97的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在65℃的温度条件下进行包覆反应1h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在30℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷(质量比1:1)。
实施例7
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照0.98:3.5:0.15的质量比置于反应容器中，在28℃的温度条件下进行氧化反应30min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在35℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是98％的浓硫酸，所述强氧化剂为双氧水；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.02：0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2.6倍的无水乙醇做溶剂，在62℃的温度条件下进行插层反应2.5h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.20：0.95的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在30℃的温度条件下进行吸附反应1.75h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为聚磷酸铵；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.02：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在60℃的温度条件下进行包覆反应1.2h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在35℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷(质量比1:1:2)。
实施例8
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照1:5:0.08的质量比置于反应容器中，在35℃的温度条件下进行氧化反应32min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在30℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是68％的浓硝酸，所述强氧化剂为重铬酸钾；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.01：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积2.5倍的无水乙醇做溶剂，在64℃的温度条件下进行插层反应1.6h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.15：0.85的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2.9倍的无水乙醇做溶剂，在26℃的温度条件下进行吸附反应1.5h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为磷酸酯；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.02：0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2.4倍的无水乙醇做溶剂，在63℃的温度条件下进行包覆反应1.5h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在32℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二乙氧基二甲基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷(质量比1:2:1:3:2)。
实施例9
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照1:5:0.20的质量比置于反应容器中，在25℃的温度条件下进行氧化反应30min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在35℃下烘干，得到可膨胀石墨；所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5％，所述强酸为质量分数是68％的浓硝酸，所述强氧化剂为双氧水；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照0.03：0.98的质量比置于反应容器中，并加入体积为可膨胀石墨体积3倍的无水乙醇做溶剂，在60℃的温度条件下进行插层反应2h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照0.05：0.95的质量比置于反应容器中，并加入体积为插层可膨胀石墨体积2.8倍的无水乙醇做溶剂，在25℃的温度条件下进行吸附反应1.8h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；所述含磷聚合物为磷酸酯；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照0.03：0.99的质量比置于反应容器中，并加入体积为含磷聚合物插层可膨胀石墨体积2倍的无水乙醇做溶剂，在61℃的温度条件下进行包覆反应2h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在32.5℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷(质量比2:1:1:1)。
将实施例2、实施例4、实施例6和实施例8制备的多孔硅胶阻燃剂分别应用于多孔液体硅胶中，应用方法具体为：称取多孔液体硅胶100份，含氢硅油1.3份，抑制剂0.004份，本发明制备的多孔硅胶阻燃剂X份，混合均匀后，加入铂金催化剂0.12份，然后移入磨具中于110℃的条件下模压成型，即得到阻燃多孔硅橡胶。
其中，多孔硅胶阻燃剂的称取量X份是指，实施例2制备的多孔硅胶阻燃剂称取5份、实施例4制备的多孔硅胶阻燃剂称取10份、实施例6制备的多孔硅胶阻燃剂称取5份、实施例8制备的多孔硅胶阻燃剂称取10份。
表1为采用本发明制备的多孔硅胶阻燃剂制成的阻燃多孔硅橡胶与对比例的多孔硅胶的性能指标对比表。注：对比例的多孔硅胶是硅胶不加阻燃剂时通过硅氢加成反应制备而成的。
从表1可以看出，采用本发明制备的多孔硅胶阻燃剂制成的阻燃多孔硅橡胶综合性能优良，且具有多孔硅胶阻燃剂的添加量少，效果显著的优点。采用本发明制备的多孔硅胶阻燃剂制成的阻燃多孔硅橡胶，其氧指数不低于38，烟密度等级小于75，总热释放量小于20MJ/m2，阻燃等级达到UL94-V0级别，拉伸强度在1MPa左右，压缩强度为0.3MPa以上，密度小于0.5g/cm3。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将鳞片状石墨、强酸和强氧化剂按照（0.98～1）:（3～5）:（0.08～0.20）的质量比置于反应容器中，在25℃～35℃的温度条件下进行氧化反应25min～35min后，采用蒸馏水将氧化后的鳞片状石墨洗涤至中性，并在30℃～35℃下烘干，得到可膨胀石墨；
步骤二、将含氨基硅氧烷和步骤一中得到的可膨胀石墨按照（0.01～0.03）：（0.97～0.99）的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在60℃～65℃的温度条件下进行插层反应1.5h～2.5h后，得到插层可膨胀石墨；所述含氨基硅氧烷为氨丙基三乙氧基硅烷；
步骤三、将含磷聚合物和步骤二中得到的插层可膨胀石墨按照（0.05～0.20）：（0.80～0.95）的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在25℃～30℃的温度条件下进行吸附反应1.5h～2h后，得到含磷聚合物插层可膨胀石墨；
步骤四、将硅氧烷和步骤三中得到的含磷聚合物插层可膨胀石墨按照（0.01～0.03）：（0.97～0.99）的质量比置于反应容器中，并加入无水乙醇做溶剂，在60℃～65℃的温度条件下进行包覆反应1h～2h后，采用旋转蒸发仪将包覆后的含磷聚合物插层可膨胀石墨上的无水乙醇去除，然后在30℃～35℃下烘干，得到多孔硅胶阻燃剂；所述硅氧烷为二乙氧基二甲基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述鳞片状石墨的质量纯度大于99.5%，所述强酸为质量分数是98%的浓硫酸或质量分数是68%的浓硝酸，所述强氧化剂为高锰酸钾、重铬酸钾或双氧水。
3.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述鳞片状石墨、强酸和强氧化剂的质量比为0.99:4:0.14。
4.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述含氨基硅氧烷和可膨胀石墨的质量比为0.02：0.98。
5.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述含磷聚合物为聚磷酸铵。
6.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中所述含磷聚合物和插层可膨胀石墨的质量比为0.125：0.875。
7.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述硅氧烷和含磷聚合物插层可膨胀石墨的质量比为0.02：0.98。
8.根据权利要求1所述的一种多孔硅胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述无水乙醇的加入量为可膨胀石墨体积的2～3倍，步骤三中所述无水乙醇的加入量为插层可膨胀石墨体积的2～3倍，步骤四中所述无水乙醇的加入量为含磷聚合物插层可膨胀石墨的2～3倍。
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