CN112226198A - 一种石墨烯防火阻燃密封胶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防火胶制备技术领域，具体公开了一种石墨烯防火阻燃密封胶。所述的石墨烯防火阻燃密封胶，包含防火胶基料，所述的防火胶基料包含室温硫化甲基硅橡胶、二甲基硅油、阻燃隔热剂A、阻燃隔热剂B；所述阻燃隔热剂A包含活性纳米钙和氢氧化铝；所述的阻燃隔热剂B包含气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶。本发明提供的防火阻燃密封胶具有较好的阻燃隔热性能，同时具有较长的使用寿命，且伸长率好具有较强的抗位移能力。

Description

一种石墨烯防火阻燃密封胶
技术领域
本发明涉及防火胶制备技术领域，具体涉及一种石墨烯防火阻燃密封胶。
背景技术
目前的防火阻燃密封胶经过几十年的发展，技术相对成熟，采用普通的硅酮胶，添加阻燃剂和一系列助剂和填料，使得产品受火条件下轻微膨胀后起到封堵的作用。在建筑防火封堵领域有了较多的应用，但目前这类产品存在以下的技术问题亟待解决：(1)由于产品的主要胶体为有机物，因此即使添加阻燃剂最高使用温度也不超过500℃。目前已经可以选用阻燃性能比较好的阻燃剂，但也仅仅是提高了产品的阻燃性能，对最高使用温度并无太大帮助；(2)隔热效果差，在封堵的时候，防火阻燃密封胶通过轻微膨胀后，最外侧与火焰接触的部分发生化学反应，但其余的成分需要靠密封胶的隔热性来满足对外界热量的隔绝，因此密封胶的隔热性能也需要进一步提高；(3)稳定性差等技术问题；由于硅酮胶本身会进行分子量的降解，而建筑主体的寿命一般会达到50年以上，这一难题也需要进一步攻克；(4)伸长率差，导致传统防火胶固化后较硬，抗位移能力差。
针对上述问题，发明专利CN 110819295 A公开了一种防火阻燃胶，其以室温硫化硅橡胶、氢氧化铝、活性钙、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷等原料制备而成。该发明采用氢氧化铝与活性钙互相协同配合，有利于更好地提高防火阻燃胶的防火阻燃的性能的同时使得防火阻燃胶的胶粘强度更加不容易受到影响，有利于防火阻燃胶更好地发挥作用。通过加入甲基三丁酮肟基硅烷与乙烯基三丁酮肟基硅烷互相协同配合，有利于更好地提高防火阻燃胶的耐候性能，使得防火阻燃胶的胶粘强度更加不容易受到时间的影响，有利于延长防火阻燃胶的使用寿命。由此可见，发明专利CN 110819295 A公开的防火阻燃胶以室温硫化硅橡胶、氢氧化铝、活性钙、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷为原料，可以有效的克服硅酮胶阻燃、隔热效果差以及稳定性差、使用寿命短的问题；但是发明专利CN 110819295 A仍然存在胶伸长率以及抗位移能力差的技术缺陷。
发明内容
为了克服现有技术中的防火阻燃胶存在伸长率差的技术问题，本发明提供了一种石墨烯防火阻燃密封胶；该石墨烯防火阻燃密封胶具有较好的伸长率，具有较强的抗位移能力。
本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种石墨烯防火阻燃密封胶，包含防火胶基料，所述的防火胶基料包含室温硫化甲基硅橡胶、二甲基硅油、阻燃隔热剂A、阻燃隔热剂B；
所述阻燃隔热剂A包含活性纳米钙和氢氧化铝；
所述的阻燃隔热剂B包含气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶。
发明人在研究中发现，加入由气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组成的阻燃隔热剂B不仅增加了防火阻燃密封胶的阻燃隔热性能，还能增强防火阻燃密封胶的伸长率，使得防火阻燃密封胶具有较强的抗位移能力。发明人进一步研究发现，在增强防火阻燃密封胶的伸长率方面，阻燃隔热剂B中的气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶必须同时加入才能增强防火阻燃密封胶的伸长率；阻燃隔热剂B单独选择气相二氧化硅、石墨烯或气凝胶只能起到阻燃隔热作用，对于伸长率的并无贡献；阻燃隔热剂B必须同时选择气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶才能大幅增加防火阻燃密封胶的拉伸强度。
优选地，所述的防火胶基料包含：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油50～70份。
优选地，所述的防火胶基料包含：阻燃隔热剂A 800～1500份。
进一步优选地，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙300～500份；氢氧化铝600～1000份。
再进一步优选地，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙350～400份；氢氧化铝700～800份。
最优选地，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙350份；氢氧化铝800份。
优选地，阻燃隔热剂B 30～70份。
进一步优选地，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅20～40份；石墨烯10～20份；气凝胶3～8份。
再进一步优选地，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅20～40份；石墨烯10～20份；气凝胶3～8份。
最优选地，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅30份；石墨烯15份；气凝胶5份。
优选地，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、硅烷偶联剂以及二丁基二月桂酸锡。
进一步优选地，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：
甲基三丁酮肟基硅烷30～50份；乙烯基三丁酮肟基硅烷3～8份；硅烷偶联剂5～10份；二丁基二月桂酸锡0.2～0.5份。
最优选地，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：
甲基三丁酮肟基硅烷40～50份；乙烯基三丁酮肟基硅烷5～8份；硅烷偶联剂8～10份；二丁基二月桂酸锡0.25～0.3份。
有益效果：与现有技术相比，本发明阻燃隔热剂B不仅进一步增加了防火阻燃密封胶的阻燃隔热性能，同时还增强了防火阻燃密封胶的伸长率，使得防火阻燃密封胶具有较强的抗位移能力。本发明提供的防火阻燃密封胶具有较好的阻燃隔热性能，同时具有较长的使用寿命，且伸长率好具有较强的抗位移能力。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1石墨烯防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：40kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：5kg；硅烷偶联剂KH-550：8kg；二丁基二月桂酸锡：0.25kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油60份；阻燃隔热剂A 1150份；阻燃隔热剂B 50份；
1150份阻燃隔热剂A由活性纳米钙350份和氢氧化铝800份组成；
50份阻燃隔热剂B由30份气相二氧化硅、15份石墨烯以及5份气凝胶组成。
制备方法：
(1)将室温硫化甲基硅橡胶和二甲基硅油放入搅拌设备中，然后加入阻燃隔热剂A搅拌混合均匀；
(2)再加入阻燃隔热剂B搅拌混合均匀；
(3)最后加入剩余的原料组分搅拌均匀即得所述的石墨烯防火阻燃密封胶。
实施例2石墨烯防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：30kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：8kg；硅烷偶联剂KH-550：5kg；二丁基二月桂酸锡：0.2kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油50份；阻燃隔热剂A 1300份；阻燃隔热剂B 38份；
1300份阻燃隔热剂A由活性纳米钙300份和氢氧化铝1000份组成；
38份阻燃隔热剂B由20份气相二氧化硅、10份石墨烯以及8份气凝胶组成。
制备方法同实施例1。
实施例3石墨烯防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：50kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：3kg；硅烷偶联剂KH-550：10kg；二丁基二月桂酸锡：0.5kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油70份；阻燃隔热剂A 1100份；阻燃隔热剂B 63份；
1100份阻燃隔热剂A由活性纳米钙500份和氢氧化铝600份组成；
63份阻燃隔热剂B由40份气相二氧化硅、20份石墨烯以及3份气凝胶组成。
制备方法同实施例1。
对比例1防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：40kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：5kg；硅烷偶联剂KH-550：8kg；二丁基二月桂酸锡：0.25kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油60份；阻燃隔热剂A 1150份；
1150份阻燃隔热剂A由活性纳米钙350份和氢氧化铝800份组成。
制备方法同实施例1。对比例1与实施例1的区别在于，防火胶基料中不含阻燃隔热剂B。
对比例2防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：40kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：5kg；硅烷偶联剂KH-550：8kg；二丁基二月桂酸锡：0.25kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油60份；阻燃隔热剂A 1150份；阻燃隔热剂B 50份；
1150份阻燃隔热剂A由活性纳米钙350份和氢氧化铝800份组成；
阻燃隔热剂B为气相二氧化硅。
制备方法同实施例1。对比例2与实施例1的区别在于，防火胶基料中阻燃隔热剂B仅仅选自气相二氧化硅，而实施例1中的阻燃隔热剂B是由气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组成。
对比例3防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：40kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：5kg；硅烷偶联剂KH-550：8kg；二丁基二月桂酸锡：0.25kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油60份；阻燃隔热剂A 1150份；阻燃隔热剂B 50份；
1150份阻燃隔热剂A由活性纳米钙350份和氢氧化铝800份组成；
阻燃隔热剂B为石墨烯。
制备方法同实施例1。对比例3与实施例1的区别在于，防火胶基料中阻燃隔热剂B仅仅选自石墨烯，而实施例1中的阻燃隔热剂B是由气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组成。
对比例4防火阻燃密封胶的制备
原料组成(单位为kg)：防火胶基料：1000kg；甲基三丁酮肟基硅烷：40kg；乙烯基三丁酮肟基硅烷：5kg；硅烷偶联剂KH-550：8kg；二丁基二月桂酸锡：0.25kg。
所述的防火胶基料的重量份配比如下：室温硫化甲基硅橡胶1000份；二甲基硅油60份；阻燃隔热剂A 1150份；阻燃隔热剂B 50份；
1150份阻燃隔热剂A由活性纳米钙350份和氢氧化铝800份组成；
阻燃隔热剂B为气凝胶。
制备方法同实施例1。对比例4与实施例1的区别在于，防火胶基料中阻燃隔热剂B仅仅选自气凝胶，而实施例1中的阻燃隔热剂B是由气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组成。
实验例将实施例1～3以及对比例1～4制备得到的石墨烯防火阻燃密封胶参照GB/T6344-2008中的方法测试其断裂伸长率；测试结果见表1。
表1.石墨烯防火阻燃密封胶断裂伸长率测试结果
断裂伸长率(％)
实施例1石墨烯防火阻燃密封胶 172％
实施例2石墨烯防火阻燃密封胶 144％
实施例3石墨烯防火阻燃密封胶 153％
对比例1防火阻燃密封胶 58％
对比例2防火阻燃密封胶 53％
对比例3防火阻燃密封胶 65％
对比例4防火阻燃密封胶 61％
由表1断裂伸长率测试结果可知，实施例1～3制备得到的石墨烯防火阻燃密封胶的断裂伸长率大于100％，这说明本发明制备得到的石墨烯防火阻燃密封胶具有较好的拉升性能，具有较强的抗位移能力。
由实施例1和对比例1的断裂伸长率测试结果可知，实施例1制备得到的石墨烯防火阻燃密封胶其断裂伸长率为172％，远远大于对比例1制备得到的防火阻燃密封胶的58％；这说明，石墨烯防火阻燃密封胶中加入由气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组成的阻燃隔热剂B可以大幅提高石墨烯防火阻燃密封胶的断裂伸长率。
由实施例1、对比例1和对比例2～4的断裂伸长率测试结果可知，对比例2～4的断裂伸长率与对比例1相当，实施例1的断裂伸长率远远大于对比例2～4；这说明气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶单独作为阻燃隔热剂B加入到石墨烯防火阻燃密封胶中并不能有效提升石墨烯防火阻燃密封胶的断裂伸长率；必须将气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶组合后作为阻燃隔热剂B加入到石墨烯防火阻燃密封胶中才能大幅提高石墨烯防火阻燃密封胶的断裂伸长率。

Claims (10)

1.一种石墨烯防火阻燃密封胶，包含防火胶基料，其特征在于，所述的防火胶基料包含室温硫化甲基硅橡胶、二甲基硅油、阻燃隔热剂A、阻燃隔热剂B；
所述阻燃隔热剂A包含活性纳米钙和氢氧化铝；
所述的阻燃隔热剂B包含气相二氧化硅、石墨烯以及气凝胶。
2.根据权利要求1所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，所述的防火胶基料包含：室温硫化甲基硅橡胶 1000份；二甲基硅油 50～70份。
3.根据权利要求1所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，所述的防火胶基料包含：阻燃隔热剂A 800～1500份。
4.根据权利要求3所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙 300～500份；氢氧化铝 600～1000份。
5.根据权利要求3所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙 350～400份；氢氧化铝 700～800份；
最优选地，800～1500份阻燃隔热剂A中包含：活性纳米钙 350份；氢氧化铝 800份。
6.根据权利要求1所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，所述的防火胶基料包含：阻燃隔热剂B 30～70份。
7.根据权利要求6所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅 20～40份；石墨烯 10～20份；气凝胶 3～8份。
8.根据权利要求6所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅 20～40份；石墨烯 10～20份；气凝胶 3～8份；
最优选地，30～70份阻燃隔热剂B中包含：气相二氧化硅 30份；石墨烯 15份；气凝胶 5份。
9.根据权利要求1所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、硅烷偶联剂以及二丁基二月桂酸锡。
10.根据权利要求9所述的石墨烯防火阻燃密封胶，其特征在于，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：
甲基三丁酮肟基硅烷 30～50份；乙烯基三丁酮肟基硅烷 3～8份；硅烷偶联剂 5～10份；二丁基二月桂酸锡 0.2～0.5份；
最优选地，所述的石墨烯防火阻燃密封胶还包含：
甲基三丁酮肟基硅烷 40～50份；乙烯基三丁酮肟基硅烷 5～8份；硅烷偶联剂 8～10份；二丁基二月桂酸锡 0.25～0.3份。
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