CN116041962A - 一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：甲基乙烯基硅橡胶80～120份；二苯基二羟基硅烷3～8份；气相法白炭黑6～15份；沉淀法白炭黑3～8份；羟基硅油10～20份；六甲基二硅氮烷3～18份；Al(OH)315～26份；Mg(OH)28～23份；2,5‑二甲基‑2,5‑二(叔丁基过氧基)己烷10～22份。通过在硅橡胶原料中添加无机混合阻燃剂Al(OH)3与Mg(OH)2，并对两者的质量比进行了优化，使两者之间发挥最大的协同作用以确保最终的硅橡胶材料获得最优异的阻燃性能；通过添加气相法白炭黑与沉淀法白炭黑两种填料，发挥二者之间的协同作用使硅橡胶材料具有优异的机械性能；在硅橡胶的制备工艺上进行了优化，通过添加羟基硅油与六甲基二硅氮烷，提高了硅橡胶的压缩永久变形性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料。
背景技术
硅橡胶是常用的密封材料，具有优异的耐高低温、耐臭氧、耐天候、耐老化性能。
压缩永久变形性是指橡胶在一定温度下承受的压缩载荷去除后所表现出的回弹性。硫化橡胶经受压缩应力的作用，当应力卸除后，有部分形变无法恢复，成为永久变形。当压缩永久变形增加到一定值时，橡胶密封制品会出现泄露现象，使制品失去使用价值，因而压缩永久变形是衡量橡胶制品密封性能好坏及使用寿命长短的重要指标之一。
为提高硅橡胶的阻燃性能，常见的做法是在制备硅橡胶的过程当中添加阻燃剂，常用的阻燃剂主要包括有机阻燃剂和无机阻燃剂两类。其中有机阻燃剂包括卤素系阻燃剂、磷系阻燃剂、复合型阻燃剂；无机阻燃剂包括红磷、水合金属氧化物、硼化物和钼化物、氧化锑及其他金属化合物。卤素系阻燃剂中的溴系阻燃剂燃烧时，会产生较多烟、腐蚀性气体和有毒产物，氯系阻燃剂燃烧时会放出四氯化碳，均会危害人们身体。有机磷系阻燃剂具有毒性和环境危害性，有些已被停产；无机磷系阻燃剂由于阻燃效果持久、不挥发等优点而受欢迎。无机阻燃剂具有稳定性好、不析出、不挥发、无毒、不产生腐蚀性气体、安全性高等而受到青睐。
为提高硅橡胶的应用场景使硅橡胶同时拥有优异的低压缩性与阻燃性能，故需要对硅橡胶的原料工艺进行进一步的优化。
发明内容
为使硅橡胶获得低压缩性与优异的阻燃性能，本发明提供了一种低压缩阻燃式硅橡胶材料，具体方案如下：
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶80～120份；
二苯基二羟基硅烷3～8份；
气相法白炭黑6～15份；
沉淀法白炭黑3～8份；
羟基硅油10～20份；
六甲基二硅氮烷3～18份；
Al(OH)3 15～26份；
Mg(OH)2 8～23份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷10～22份。
进一步的，羟基硅油中羟基含量为8％～10％。
进一步的，Al(OH)3与Mg(OH)2的质量比为1:(0.5～3)。
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理。
进一步的，S3中热处理的具体参数为温度设置为100～150℃，时间为45min。
进一步的，S4中辊温的温度为50～53℃。
进一步的，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
有益效果：
本发明提供了一种低压缩阻燃式硅橡胶材料，通过在硅橡胶原料中添加无机混合阻燃剂Al(OH)3与Mg(OH)2，并对两者的质量比进行了优化，使两者之间发挥最大的协同作用以确保最终的硅橡胶材料获得最优异的阻燃性能；通过添加气相法白炭黑与沉淀法白炭黑两种填料，发挥二者之间的协同作用使硅橡胶材料具有优异的机械性能；在硅橡胶的制备工艺上进行了优化，通过添加羟基硅油与六甲基二硅氮烷，提高了硅橡胶的压缩永久变形性能。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶80份；
二苯基二羟基硅烷3份；
气相法白炭黑6份；
沉淀法白炭黑3份；
羟基硅油10份；
六甲基二硅氮烷3份；
Al(OH)3 15份；
Mg(OH)2 8份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷10份
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，温度设置为100℃，时间为45min，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片，其中辊温温度为50℃；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
实施例2
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶120份；
二苯基二羟基硅烷8份；
气相法白炭黑15份；
沉淀法白炭黑8份；
羟基硅油20份；
六甲基二硅氮烷18份；
Al(OH)326份；
Mg(OH)2 23份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷22份
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，温度设置为150℃，时间为45min，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片，其中辊温温度为53℃；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
实施例3
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶100份；
二苯基二羟基硅烷5份；
气相法白炭黑8份；
沉淀法白炭黑5份；
羟基硅油13份；
六甲基二硅氮烷5份；
Al(OH)3 20份；
Mg(OH)2 12份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷13份
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，温度设置为120℃，时间为45min，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片，其中辊温温度为51℃；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
实施例4
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶110份；
二苯基二羟基硅烷7份；
气相法白炭黑12份；
沉淀法白炭黑6份；
羟基硅油16份；
六甲基二硅氮烷14份；
Al(OH)3 20份；
Mg(OH)2 15份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷16份
一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，温度设置为120℃，时间为45min，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片，其中辊温温度为53℃；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
对实施例1～4制得的硅橡胶材料进行阻燃性能的测定
对实施例1～4制得的硅橡胶材料进行压缩永久变形性能检测，压缩永久变形(177℃*22h)＜15％
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
甲基乙烯基硅橡胶80～120份；
二苯基二羟基硅烷3～8份；
气相法白炭黑6～15份；
沉淀法白炭黑3～8份；
羟基硅油10～20份；
六甲基二硅氮烷3～18份；
Al(OH)3 15～26份；
Mg(OH)2 8～23份；
2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷10～22份。
2.根据权利要求1所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，其特征在于，羟基硅油中羟基含量为8％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料，其特征在于，Al(OH)3与Mg(OH)2的质量比为1:(0.5～3)。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备硅橡胶母胶：将甲基乙烯基硅橡胶在开炼机上包辊，加入二苯基二羟基硅烷、气相法白炭黑；
S2：将S1得到的硅橡胶母胶、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、羟基硅油、六甲基二硅氮烷、Al(OH)3、Mg(OH)2投入捏合机中捏合成团；
S3：投料完成后进行升温热处理，然后脱低，温度控制在160℃，冷却后出料；
S4：缩小辊距至包辊，加入2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷，混炼均匀后调整到最小辊距，出片；
S5：将物料在平板硫化机上进行硫化处理。
5.根据权利要求4所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，S3中热处理的具体参数为温度设置为100～150℃，时间为45min。
6.根据权利要求4所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，S4中辊温的温度为50～53℃。
7.根据权利要求4所述的一种低压缩性阻燃式硅橡胶材料的制备方法，其特征在于，S5中硫化条件为(180±5)℃*(8±5)min。
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