本发明属于硅橡胶,具体涉及一种阻燃发泡硅胶材料及其制备方法。
背景技术:
1、发泡硅胶材料即硅橡胶泡沫材料,硅橡胶泡沫材料兼具硅橡胶与泡沫材料的双重特性,如传统硅橡胶的耐高低温、耐热老化、耐紫外线等,还增加了泡沫材料的吸音、减震、密封和高回弹性能。
2、但纯硅橡胶泡沫的阻燃性能难以满足生产生活的需求,传统的制备方法(阻燃剂共混法、阻燃剂表面涂覆法等)存在阻燃剂添加量高、稳定性差或工艺复杂等问题。例如,公开号为cn106189260a的专利申请公开了一种硅胶发泡材料及其制备方法,所述硅胶发泡材料按质量份数计,包括如下组分:液态硅胶30-70份,甲基乙烯基硅油5-40份,含氢硅油1-5份,铂金催化剂0.5-1.5份,抑制剂0.01-0.05份,发泡剂1-5份,阻燃剂10-50份,补强剂10-50份;所述阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、硅酸铝、碳酸钙、碳酸镁或玻璃微珠中的一种或至少两种的组合;通过加入上述无机阻燃剂使硅胶发泡材料具有良好的防火性,避免火灾隐患,无机阻燃剂具有阻燃性和填充性,可用于复合材料的阻燃添加剂,但为达到一定的阻燃级别,通常需要添加大量的无机阻燃剂,而无机阻燃剂一般为极性材料,与非极性材料亲和性较差,用量较大时会严重影响复合材料的力学性能。
3、因此亟须制备一种阻燃型硅橡胶泡沫,在不破坏硅橡胶泡沫材料力学等性能的条件下,实现其优异的阻燃效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种阻燃发泡硅胶材料及其制备方法,以解决阻燃发泡硅胶材料力学性能差的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种阻燃发泡硅胶材料,包括a组分、b组分和乙烯基硅烷改性无机阻燃剂;按照重量份计,a组分包括100-110份乙烯基硅油、13-15份羟基硅油、0.1-0.2份铂催化剂和2-3份补强填料;b组分包括10-11份乙烯基硅油和10-11份含氢硅油;
4、所述乙烯基硅烷改性无机阻燃剂的用量为a组分和b组分总重量的20%-25%,所述乙烯基硅烷改性无机阻燃剂为乙烯基硅烷修饰的无机阻燃剂。
5、作为本发明进一步优选的方案,所述乙烯基硅油黏度为100mpa·s,乙烯基质量分数为0.3%;
6、所述羟基硅油中羟基质量分数为7%;
7、所述含氢硅油中活泼氢的质量分数为1.6%;
8、铂催化剂中铂的质量分数为0.06%-0.08%。
9、作为本发明进一步优选的方案,所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷和7-辛烯基三甲氧基硅烷中的一种。
10、作为本发明进一步优选的方案,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。
11、作为本发明进一步优选的方案,所述补强填料为气相法二氧化硅。
12、作为本发明进一步优选的方案,所述无机阻燃剂的粒径为600-1000目。
13、作为本发明进一步优选的方案,所述乙烯基硅烷改性无机阻燃剂制备过程中的改性温度为80℃,改性时间为20min,乙烯基硅烷的用量为无机阻燃剂质量的1.5%。
14、一种阻燃发泡硅胶材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
15、第一步、按重量份计,将a组分和b组分中的原料分别混合均匀,在温度为-5℃~-10℃条件下,将混合好后的a组分、b组分和乙烯基硅烷改性无机阻燃剂混合均匀,得到胶料;
16、第二步、将胶料置于模具中依次经过低温硫化发泡、升温硫化,得到阻燃发泡硅胶材料。
17、作为本发明进一步优选的方案,低温硫化发泡的温度为50℃,低温硫化发泡的时间为30-40min。
18、作为本发明进一步优选的方案,升温硫化分为4个梯度,70℃、3min;90℃、3min;110℃、3min;130℃、60min。
19、本发明的有益效果:
20、本发明以乙烯基硅油为基材,羟基硅油为发泡助剂,含氢硅油为交联剂,添加乙烯基硅烷改性无机阻燃剂作为阻燃组分,制备出兼具良好阻燃性能、力学性能的阻燃发泡硅胶材料。
21、本发明中的乙烯基硅烷改性无机阻燃剂是以无机阻燃剂和乙烯基硅氧烷为原料制备得到的阻燃组分,通过水解缩合接枝修饰到无机阻燃剂表面,使得无机阻燃剂表面有机化,提高了无机阻燃剂与硅橡胶网络的相容性,避免大量无机阻燃剂的添加,降低了生产成本,并且相对于常规的烷基硅烷偶联,乙烯基硅烷偶联剂还可以作为发泡硅胶材料硫化过程中的交联点,进一步改善发泡硅胶材料的力学性能。
22、本发明中阻燃发泡硅胶结合了硅橡胶和泡沫材料的优点,适合用于需要高安全标准的各种工业和消费产品中,可以用于需要防火保护的场合。
1.一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,包括a组分、b组分和乙烯基硅烷改性无机阻燃剂;按照重量份计,a组分包括100-110份乙烯基硅油、13-15份羟基硅油、0.1-0.2份铂催化剂和2-3份补强填料;b组分包括10-11份乙烯基硅油和10-11份含氢硅油;
2.根据权利要求1所述的一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,所述乙烯基硅油黏度为100mpa·s,乙烯基质量分数为0.3%;
3.根据权利要求1所述的一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,所述无机阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,所述补强填料为气相法二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,所述无机阻燃剂的粒径为600-1000目。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃发泡硅胶材料,其特征在于,所述乙烯基硅烷改性无机阻燃剂制备过程中的改性温度为80℃,改性时间为20min,乙烯基硅烷的用量为无机阻燃剂质量的1.5%。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的阻燃发泡硅胶材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
8.根据权利要求7所述的一种阻燃发泡硅胶材料的制备方法,其特征在于,低温硫化发泡的温度为50℃,低温硫化发泡的时间为30-40min。
9.根据权利要求7所述的一种阻燃发泡硅胶材料的制备方法,其特征在于,升温硫化分为4个梯度,70℃、3min;90℃、3min;110℃、3min;130℃、60min。
