CN109880373A

CN109880373A - 一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109880373A
Application number: CN201910052084.6A
Authority: CN
Inventors: 王建民; 温志杰; 张秋林
Original assignee: Guangzhou Department Of Innovation Materials Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Department Of Innovation Materials Co Ltd
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明公开了一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂及其制备方法，所述应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂按重量份计，包括甲基硅氧烷生胶100份、铂金催化剂6~30份、苯丙三氮唑5~30份和有机羧酸5~30份，所述甲基硅氧烷生胶的分子量为50~110万。利用本发明的添加剂制备的透明阻燃硅橡胶无需添加阻燃剂就能够平衡阻燃硅橡胶的阻燃性能与力学性能，同时能保证所制备的阻燃硅橡胶具有较高的透明度。

Description

一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅橡胶领域，具体涉及一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂及其制备方法。

背景技术

硅橡胶阻燃一般采用添加阻燃剂的方式，常用的添加型阻燃剂有：铂络合物、有卤阻燃剂、无卤阻燃剂。缺点主要表现为：铂络合物阻燃剂能达到透明硅胶面罩阻燃的要求，但成本较高，且铂化合物常与氧化铁或三氧化二铁进行复配使用，聚合物中存在少量浅绿色的二价铁离子，和黄褐色的三价铁离子，会使透明硅橡胶变色，而影响制品的外观和透光性。用于硅橡胶的有卤阻燃剂主要包括：氯化石蜡、四溴双酚A、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯等，此类阻燃剂对硅橡胶有较好的阻燃效果，但因燃烧时会释放出有毒气体对环境危害较大，也不宜采用。用于硅橡胶的无卤阻燃剂主要包括：氢氧化镁、氢氧化铝、红磷等，氢氧化镁和氢氧化铝等无卤阻燃剂在燃烧时无有害气体释放，不会造成环境污染，但因其阻燃效率低，必须提高添加量才能达到明显阻燃效果，但大量添加阻燃剂对硅橡胶的物理性能产生较大损害(拉伸、冲击强度降低)；且红磷颜色深红，对透明硅橡胶透光度影响较大。

而硅橡胶在用作高性能阻燃产品和颜色鲜艳的阻燃制品的原料时，必须要保证透明硅橡胶的透明度和力学性能，同时还要求具备优异的阻燃效果。现有技术中通过添加阻燃剂的方法制备的透明阻燃硅橡胶，必然因添加阻燃剂而牺牲部分材料的力学性能，比如使得材料的拉伸和冲击强度下降，而且易造成材料染色和透明度降低。这是目前急需解决的技术问题。

发明内容

针对背景技术中存在的不足，本发明提供了一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂及其制备方法。

一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂，按重量份计，包括甲基硅氧烷生胶100份、铂金催化剂6~30份、苯丙三氮唑5~30份和有机羧酸5~30份，所述甲基硅氧烷生胶的分子量为50~110万。

优选地，所述有机羧酸为硬脂酸、月桂酸、肉桂酸、十六酸或富马酸中的一种。所述有机羧酸均具有较高的沸点，能作用于高温加工环境中。

优选地，所述甲基硅氧烷生胶、铂金催化剂、苯丙三氮唑和有机羧酸按重量份计依次为100份、15份、10份和15份。

上述一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将甲基硅氧烷生胶投入捏合机升温至80℃；

S2：将铂金催化剂、苯丙三氮唑和有机羧酸投入其中，捏合均匀，保温1小时；

S3：冷却至50℃，维持0.1~0.6MPa真空度10~100分钟，出料即得添加剂。

一种透明阻燃硅橡胶，包括以下重量份的组份：基础胶100份和上述制备方法制得的添加剂1~5份。

优选地，所述基础胶包括以下重量份的组份：乙烯基含量0.12的生胶100份、白炭黑47份、羟基硅油3份、脱模剂1.6份和1000CS甲基硅油0.5份。

上述一种透明阻燃硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

1）基础胶的制备：

S1：控制高温真空捏合机温度低于50℃，真空度不低于-0.05MPa，一次性投入乙烯基含量0.12的生胶、羟基硅油、脱模剂，分三次等量加入白炭黑、1000CS甲基硅油，打开冷却循环水，开启捏合并控制频率35~40Hz进行冷搅；

S2：待胶料成型后关闭冷却循环水，开蒸汽与循环水，控制温度140~150℃，捏合频率25~35Hz，热炼2小时；

S3：热炼完毕后开启真空，控制真空度不低于-0.05MPa，其他参数与S2相同，真空持续1.5小时；

S4：真空结束后开盖，自检胶料温度不低于165℃，出料，即得基础胶；

2）添加剂的制备：

采用上述添加剂的制备方法；

3）透明阻燃硅橡胶的制备：

将1）和2）制得的基础胶和添加剂按照比例充分捏合均匀，温度低于60℃，捏合时间10~30分钟。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明采用铂金催化剂、苯丙三氮唑和有机羧酸配合使用，铂在活性氮的作用下具有很强的阻燃催化能力，有机羧酸能够促进陶瓷化的形成，降低烧结温度，有利于基材表层形成稳定的隔热层，三者配合协同作用，从而无需添加阻燃剂就能使硅橡胶达到V0级别的阻燃效果；同时，由于没有外加阻燃剂，不会牺牲阻燃硅橡胶的力学性能；也由于没有外加阻燃剂，不会使透明硅橡胶变色，影响阻燃硅橡胶的透明度和透光度，同时，有机羧酸的加入能提高苯丙三氮唑的相容性，从而保持硅橡胶的透明度。从而采用本发明的添加剂制备的阻燃硅橡胶中无需添加阻燃剂就能使硅橡胶具有优异的阻燃性，并能够平衡阻燃性能与力学性能，同时还能保证所制备的阻燃硅橡胶具有较高的透明度和透光率。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

所述有机羧酸为硬脂酸、月桂酸、肉桂酸、十六酸或富马酸中的一种。

S1：将甲基硅氧烷生胶投入捏合机升温至80℃；

其中，所述基础胶包括以下重量份的组份：乙烯基含量0.12的生胶100份、白炭黑47份、羟基硅油3份、脱模剂1.6份和1000CS甲基硅油0.5份。

上述一种透明阻燃硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

1）基础胶的制备：

2）添加剂的制备：

采用上述添加剂的制备方法；

3）透明阻燃硅橡胶的制备：

实施例1~22和对比例的配方如下表所示：

基础胶：

添加剂：

透明阻燃硅橡胶：

效果测试实验

分别对实施例1~22制备得到的阻燃硅橡胶分别进行测试，测试项目包括：阻燃级别、拉伸强度、撕裂强度和光透过率，实验结果见下表:

从上述测试结果可以看出，对比例中未加入本发明的添加剂，从而制得的硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度和光透过率并无影响，但其完全不具备阻燃能力。而本发明的透明阻燃硅橡胶在达到较高的阻燃级别的同时，透明度没有下降，力学强度也没有下降，当基础胶为100份时，添加剂加到3~5份，阻燃级别即能达到V0，说明铂金催化剂、苯丙三氮唑和有机羧酸三者配合协同作用，无需添加阻燃剂就能使硅橡胶具有优异的阻燃性，并能够平衡阻燃性能与力学性能，同时还能保证所制备的阻燃硅橡胶具有较高的透明度。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂，其特征在于，按重量份计，包括甲基硅氧烷生胶100份、铂金催化剂6~30份、苯丙三氮唑5~30份和有机羧酸5~30份，所述甲基硅氧烷生胶的分子量为50~110万。

2.根据权利要求1所述的一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂，其特征在于，所述有机羧酸为硬脂酸、月桂酸、肉桂酸、十六酸或富马酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂，其特征在于，所述甲基硅氧烷生胶、铂金催化剂、苯丙三氮唑和有机羧酸按重量份计依次为100份、15份、10份和15份。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的应用于透明阻燃硅橡胶的添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将甲基硅氧烷生胶投入捏合机升温至80℃；

5.一种透明阻燃硅橡胶，其特征在于，包括以下重量份的组份：基础胶100份和采用权利要求4所述制备方法制得的添加剂1~5份。

6.根据权利要求5所述的一种透明阻燃硅橡胶，其特征在于，所述基础胶包括以下重量份的组份：乙烯基含量0.12的生胶100份、白炭黑47份、羟基硅油3份、脱模剂1.6份和1000CS甲基硅油0.5份。

7.一种根据权利要求5或6所述的透明阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）基础胶的制备：

2）添加剂的制备：

采用权利要求4所述的制备方法；

3）透明阻燃硅橡胶的制备：

将步骤1）和2）制得的基础胶和添加剂按照比例充分捏合均匀，温度低于60℃，捏合时间10~30分钟。