阻燃硅橡胶
一.阻燃硅橡胶简介
硅橡胶易燃,一遇明火就会持续燃烧,从而在一定程度上限制了其在电子电气、电线电缆、汽车、航空航天等领域的应用,因此需要对硅橡胶进行阻燃改性以扩大其使用范围。硅橡胶阻燃的常用方法是向高聚物中加入阻燃剂,以降低燃烧物表面温度,稀释可燃物分子浓度,切断氧气的供给,在硅橡胶燃烧表面形成阻隔层,阻止热能向硅橡胶纵深传递,抑制温度升高来达到阻燃的目的。阻燃剂按使用方法,可分为反应型和添加型两大类。采用添加型阻燃剂工艺简单,效果显著,在阻燃有机硅材料中应用广泛,国内外已经做了很多相关研究。
①研制成功阻燃性室温硫化硅橡胶,主要是向黏度为3~100Pa·s的聚二有机基硅氧烷中加入了5~100份的氰脲酸三聚氰胺或/和十溴联苯醚,阻燃性达到UL94V0级,遇火时具有良好的自熄性能。
②研发的液体阻燃硅橡胶,其原料为(按质量分数):聚二甲基硅氧烷30%70%,氧化锌1%~10%,二氧化硅1%~10%,铂化合物0.02%~0.10%以及有机硅氧烷0.98%~9.90%,所得制品具有良好的阻燃性、柔软性及黏结性,可作为灭火专用涂覆胶进行应用。
③研制出一种厚0.20~0.66mm的电缆。向质量分数为30%~90%乙烯基封端的硅橡胶填充硅藻土、白炭黑及硅灰石,所得制品通过了UL910阻燃测试。
④向黏度为1~6Pa·s的液体硅橡胶填充(0.2~250)×10-(质量分数)的铂、1~20份的氢氧化铝以及0.001~2.000份的氧化镁,所制得的阻燃硅橡胶在816~1093℃的火焰下灼烧60s,将火焰移走后,即可自熄。
二.阻燃硅橡胶制备实例
(1)配方(质量份)
硅橡胶 100 Al(OH)3 45
氯铂酸 50 羟基硅油 4.0
乙炔炭黑/铁锡化合物 2.0 白炭黑 40
(2)制备方法
①氢氧化铝的表面处理把氢氧化铝放入三口烧瓶中,加入适量的表面处理剂在一定温度下搅拌回流2~4h;然后在真空下脱去低沸物,冷却,密闭保存备用。(促进剂实力厂家-欧文新材料)
②混炼工艺取一定量的硅橡胶混炼胶,经塑炼、薄通,停放4h后,加入氢氧化铝,混炼,小辊距薄通6次以上;再加入氯铂酸等助剂,混炼,薄通3次,下片,放置24h。
③制片取上述混炼胶塑炼,加入适量 DPBMH,混匀;在平板硫化机上170℃、14.5MPa条件下硫化15min,试片厚度为2mm。
三、性能
氢氧化铝对热硫化硅橡胶具有较好的阻燃效果。随着氢氧化铝用量的增加,热硫化硅橡胶的阻燃性能提高;但力学性能降低。氯铂酸、铁锡复合氧化物和乙炔炭黑等阻燃剂与氢氧化铝并用时,具有较好的协同阻燃作用;为达到相同等级的阻燃效果,可减少氢氧化铝的用量,从而提高硅橡胶的力学性能。用六甲基二硅氮烷、y氯丙基三甲氧基硅烷及乙烯基之乙氧基硅烷等对氢氧化铝进行表面处理,可不同程度地提高硅橡胶的力学性能。
