一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硅橡膠復(fù)合材料及其制備工藝，具體涉及一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料及其制備工藝，屬于耐火材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平和消防安全意識的提高，以及城市人口的急劇增長，阻燃和耐火材料在國民生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域起著越來越重要的作用，在一些人群密集的場所，使用阻燃、耐火且具有一定力學(xué)強(qiáng)度的建筑材料是工程設(shè)計(jì)所必須考慮的。
[0003]硅橡膠具有獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性，耐高低溫性，耐候性，絕緣性，同時(shí)在燃燒時(shí)少煙無毒，燃燒熱值低，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，使其在航空航天，電子電氣，電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的硅橡膠難免會(huì)存在缺陷，阻燃效果欠缺等，研發(fā)一種新型的硅橡膠材料成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料及其制備工藝，該硅橡膠復(fù)合材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，腦高低溫性，耐候性，絕緣性，同時(shí)在燃燒時(shí)少煙無毒，燃燒熱值低。
[0005]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料，該硅橡膠復(fù)合材料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
硅橡膠生膠80-90份
催化劑15-20份
熱穩(wěn)定劑5-10份
耐火填料5-8份
玻璃流料5-10份
阻燃劑12-15份
協(xié)同阻燃劑5-9份
結(jié)構(gòu)抑制劑10-15份
偶聯(lián)劑20-30份
硅橡膠生膠為甲基乙烯基硅橡膠；催化劑為氧化鋁、氫氧化鈉或是氫氧化鉀中的一種；熱穩(wěn)定劑為2-乙基己酸鹽、酚鹽、苯甲酸鹽或硬脂酸鹽；耐火填料為白炭黑、云母、碳酸鈣、硅灰石、高嶺土、滑石粉、玻璃粉或蒙脫土中得一種；玻璃流料為含硼熔塊、氧化鉍玻璃或硼酸鹽氧化物玻璃中得一種；阻燃劑為鉑與炭黑、各種金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鈣、硅樹脂中任意一種的混合物；協(xié)同阻燃劑為硼酸鋅或紅磷；結(jié)構(gòu)抑制劑為六甲基環(huán)三硅氮烷、二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷中的至少一種；偶聯(lián)劑為乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0.04-0.06%的甲基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷，其中:金屬氧化物包括氧化銅、氧化亞鐵、氧化鐵、稀土金屬化合物及貴金屬鈀、銠、鉬的化合物。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
前述可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料中，該硅橡膠復(fù)合材料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基乙烯基硅橡膠:80份，氧化鋁:15份，2-乙基己酸鹽:5份，云母:7份，含硼熔塊:10份，鉑與炭黑的混合物:13份，紅磷:9份，甲基苯基二乙氧基硅烷:10份，甲基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷:30份。
[0007]前述可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料中，該硅橡膠復(fù)合材料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基乙烯基硅橡膠:90份，氫氧化鉀:18份，硬脂酸鹽:10份，碳酸鈣:8份，氧化鉍玻璃:5份，鉑與碳酸鈣的混合物:15份，硼酸鋅:5份，二苯基硅二醇:15份，甲基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷:25份。
[0008]前述可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料中，該硅橡膠復(fù)合材料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基乙烯基硅橡膠:85份，氫氧化鈉:20份，酚鹽:8份，蒙脫土:5份，硼酸鹽氧化物玻璃:8份，鉑與硅樹脂的混合物:12份，硼酸鋅:7份，六甲基環(huán)三硅氮烷:12份，甲基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷:20份。
[0009]本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料制備工藝，硅橡膠復(fù)合材料的制備工藝具體包括以下步驟:
(O將硅橡膠生膠、催化劑、熱穩(wěn)定劑加入到密閉式煉膠機(jī)中，攪拌速度為100-1201./min，攬拌時(shí)間為50_60min ；
(2)然后邊攪拌邊向步驟(I)中的密閉煉膠機(jī)中加入耐火填料、玻璃流料及偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌，攪拌速度為200-250r/min，攪拌時(shí)間為20_30min ；
(3)最后加入阻燃劑、協(xié)同阻燃劑及結(jié)構(gòu)抑制劑，攪拌速度為100-120r/min，攪拌時(shí)間為50-60min得到成團(tuán)的混合物；
(4)將步驟(3)中成團(tuán)的混合物繼續(xù)加熱，升溫至180-200°C，在保溫l_2h，然后緩慢冷卻至100-120°C，保溫0.5-lh，最后自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中冷卻至室溫的成團(tuán)混合物送至開放式煉膠機(jī)中進(jìn)行煉膠，即可得到可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
前述可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料制備工藝中，步驟(2)中的耐火填料的顆粒直徑為 0.6-0.8mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
鉑及鉑的化合物對硅橡膠的阻燃作用主要有2種:(I)阻止能促進(jìn)解聚的過渡絡(luò)合物的生成；(2)在裂解時(shí)通過填料或氧化物的中間體固定一部分
冷凝產(chǎn)物，有利于形成絕緣性阻隔層，在大約400-500°C熱處理過程中，Pt化合物引起了硅橡膠中GH3-Si的斷裂以及自由基的耦合，這導(dǎo)致了交聯(lián)點(diǎn)的形成。
[0012]當(dāng)鉑和這些化合物配合使用時(shí)，可進(jìn)一步抑制小環(huán)狀硅氧烷的生成，增強(qiáng)阻隔層，從而改善硅橡膠的阻燃性能。
[0013]云母對于硅橡膠的阻燃作用主要是在兩個(gè)方面:(I)在燃燒聚合物表面形成堅(jiān)硬且連續(xù)的陶瓷層，起到阻隔作用，降低熱釋放速率；(2)云母片層狀結(jié)構(gòu)的阻隔減緩了物質(zhì)和熱量的傳遞。
[0014]氫氧化鋁是一種環(huán)保型阻燃劑，在水、光、熱環(huán)境中性能穩(wěn)定，不揮發(fā)，且價(jià)格低廉，原料易得，同時(shí)在燃燒過程中不會(huì)釋放有害氣體，燃燒后的殘?jiān)粫?huì)污染環(huán)境，因而得到了廣泛的應(yīng)用。
[0015]氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，其在燃燒時(shí)無有害氣體釋放，燃燒后的殘?jiān)膊粫?huì)對環(huán)境造成污染，因而作為環(huán)保型阻燃劑得到了日益廣泛的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料，該硅橡膠復(fù)合材料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括以下組分:
甲基乙烯基硅橡膠:80份，氧化鋁:15份，2-乙基己酸鹽:5份，云母:7份，含硼熔塊:10份，鉑與炭黑的混合物:13份，紅磷:9份，甲基苯基二乙氧基硅烷:10份，甲基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷:30份。
[0017]上述可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料制備工藝，硅橡膠復(fù)合材料的制備工藝具體包括以下步驟:
(1)將硅橡膠生膠甲基乙烯基硅橡膠、催化劑氧化鋁、熱穩(wěn)定劑2-乙基己酸鹽加入到密閉式煉膠機(jī)中，攪拌速度為100-120r/min，攪拌時(shí)間為50_60min ；
(2)然后邊攪拌邊向步驟(I)中的密閉煉膠機(jī)中加入顆粒直徑為0.6-0.8mm的耐火填料云母、玻璃流料含硼熔塊及偶聯(lián)劑基乙烯基有機(jī)聚硅氧烷，繼續(xù)攪拌，攪拌速度為200-250r/min，攪拌時(shí)間為 20_30min ；
(3)最后加入阻燃劑鉑與炭黑的混合物、協(xié)同阻燃劑紅磷及結(jié)構(gòu)抑制劑甲基苯基二乙氧基硅烷，攪拌速度為100-120r/min，攪拌時(shí)間為50_60min得到成團(tuán)的混合物；
(4)將步驟(3)中成團(tuán)的混合物繼續(xù)加熱，升溫至180-200°C，在保溫l_2h，然后緩慢冷卻至100-120°C，保溫0.5-lh，最后自然冷卻至室溫；
(5)將步驟(4)中冷卻至室溫的成團(tuán)混合物送至開放式煉膠機(jī)中進(jìn)行煉膠，即可得到可瓷化阻燃耐火硅橡膠復(fù)合材料。
[0018]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種可瓷