專利名稱：環(huán)保阻燃硅橡膠海綿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保阻燃硅橡膠海綿及其制備方法，它屬于橡膠塑料類。
背景技術(shù)：
硅橡膠海綿用于要求低溫柔性、耐熱性、耐UV、耐臭氧和良好電絕緣性能的場合， 此外海綿橡膠還具有輕量、阻尼和隔熱的特點。國內(nèi)及國外對硅膠海綿的需求量極大，主要用于國防、電子、航空、電力機車、建筑等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。硅橡膠海綿生產(chǎn)方法是硅橡膠膠料中加入化學(xué)發(fā)泡劑(有機類以及無機類)，高溫硫化過程中發(fā)泡劑分解產(chǎn)生氣泡，氣泡被包裹在橡膠中形成孔狀結(jié)構(gòu)。另外一種新方法就是用鉬加成硫化，用水作發(fā)泡劑。上述所提到的新方法，用水作發(fā)泡劑，工藝復(fù)雜難以控制，穩(wěn)定性較差；同時，用鉬加成硫化，成本較高，因此大規(guī)模推廣生產(chǎn)受到限制。通常海綿橡膠主要使用加工穩(wěn)定性和發(fā)氣量穩(wěn)定性較好的有機類發(fā)泡劑，如偶氮二甲酰胺，二亞硝基五亞甲基四胺等。其中，偶氮二甲酰胺發(fā)氣量過大，且易受橡膠中水分的影響進而阻礙硫化，同時使孔狀結(jié)構(gòu)不均勻； 二亞硝基五亞甲基四胺價格低廉，發(fā)氣量也大，但分解的副產(chǎn)物具有強烈異味，而且易燃， 難以控制。另一方面，聚硅氧烷海綿發(fā)泡以往多用AIBN (偶氮二異丁腈)，AIBN每一分子量受熱產(chǎn)生的氮氣量較大，應(yīng)用少許即可得到高發(fā)泡倍率的海綿。但AIBN在分解時生成有機氰化物，具有一定的毒性，海綿的使用安全性較低。隨著用量的增加，市場對硅膠海綿提出環(huán)保阻燃的要求，其發(fā)泡劑阻燃劑等添加劑必須環(huán)保無毒。三、發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)硅橡膠海綿穩(wěn)定性較差、發(fā)泡不均勻，海綿發(fā)泡易受環(huán)境及橡膠中水分的影響，以及有毒害等方面的不足之處，提供一種具有較低壓縮永久變形率、回彈性好，阻燃環(huán)保且制品表面光滑、發(fā)泡均勻的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿及其制備方法本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的該組合物包含㈧、100重量份的有機聚硅氧烷，平均分子式為R4_2nSiOn，R可為甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基等末取代或取代的烴基，可相同也可不同；(B) ,5-50重量份的有機磺?；ｋ蓊惏l(fā)泡劑及0. 5-20重量份的無機發(fā)泡劑碳酸氫鈉；(C)、0· 1-5 重量份助發(fā)泡劑明礬 2KA1 (SO4)2. IOH2O ；(D)、1-300重量份補強性二氧化硅；(E)、使A成分硫化成型的適量的硫化劑；(F)、10-100重量份環(huán)保型阻燃劑；本發(fā)明的技術(shù)方案詳述如下(A) 100重量份的有機聚硅氧烷。平均分子式為R4_2nSiOn，R可為甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基等末取代或取代的烴基，可相同也可不同。優(yōu)選甲基、乙烯基，且優(yōu)選中乙烯基含量在0. 05-0. 5%為最佳。乙烯基含量對硫化作用及硫化膠耐熱性有很大影響，過低則作用不顯著；過高則降低硫化膠的耐熱性。
(B)本發(fā)明使用有機磺酰基酰胼類發(fā)泡劑，并可與無機發(fā)泡劑并用。
有機磺?；ｋ蓊惏l(fā)泡劑可為苯磺酰胼、二苯磺酰胼醚、對甲苯磺酰胼、甲苯_2， 4-二磺酰胼、苯基-1，3磺酰胼等。優(yōu)選苯磺酰胼、二苯磺酰胼醚。為方便分散，常用油組分預(yù)制成糊狀。有機發(fā)泡劑重量份為5-50份，優(yōu)選10-45重量份。
碳酸氫鈉與碳酸氫銨、亞硝酸胺以及疊氮類無機發(fā)泡劑不同，不會分解形成強酸及強堿，且無刺鼻性氣味。同時碳酸氫鈉發(fā)氣量大，少量添加可形成發(fā)泡倍率較高的海綿。 無機發(fā)泡劑重量份為0. 5-20份，優(yōu)選1-15重量份。
(C)O. 1-5重量份助發(fā)泡劑明礬2KA1 (SO4)2. IOH2O等兩性水合物
明礬2KA1 (SO4) 2. IOH2O為兩性水合物，若橡膠熱處理過程或環(huán)境中吸附水分，由于明礬的存在而水解將水分吸收，而本身則形成氫氧化鋁凝膠，同時氫氧化鋁還可以起到阻燃的作用；明礬在橡膠中分布均勻后，遇熱失去水分而形成氣體，起發(fā)泡作用。
(D) 1-300重量份補強性二氧化硅；
為使硅橡膠海綿得到較好的機械強度，利用二氧化硅增加強度。可為氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑，優(yōu)選氣相法白炭黑。其比表面積優(yōu)選150 400m2/g?？捎靡环N，也可兩種或兩種以上并用，使用量為1-300重量份，優(yōu)選1-200重量份。
(E)使A成分硫化成型的適量的硫化劑；
使A成分硫化成型的硫化劑可為過氧化苯甲酰，2，4-二氯過氧化苯甲酰，過苯甲酸叔丁酯，過氧化二叔丁基，過氧化二異丙苯，2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷等有機過氧化物。選用其中一種或兩種并用。選其一時，選用份數(shù)(質(zhì)量份)為0.5-15;
(F) 10-100重量份環(huán)保型阻燃劑；
環(huán)保型阻燃劑包括氫氧化物類，含硼類以及含鉬類；即氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、三氧化鉬等，優(yōu)選質(zhì)量份10-100份。
本發(fā)明環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其制備方法
(1)、按組份在雙輥煉膠機上制備膠料
(2)、將A組分在開放式煉膠機上塑煉約10 20min，加入D組分，混煉至顏色均勻，表面光滑后薄通5 8次，下片；
(3)、烘箱溫度設(shè)定在100 400°C，將混煉膠熱處理0. 5 4h，之后置于室溫條件下儲存M 96h ；
(4)、返煉熱處理后的混煉膠0. 5 2h，按一定比例加入E組分與F組分，混合均勻后，加入B組分與C組分，再混合均勻，出片厚度約10mm，置于100 300°C的烘箱內(nèi)熱空氣硫化約5 30min后，得到硅橡膠海綿。
本發(fā)明提供的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其具有
1、表面光滑平整，孔徑均勻，表面結(jié)皮厚度適中且均勻。
2、發(fā)泡海綿硬度范圍(海綿硬度計)15 40，拉伸強度不小于mcg/cm2，25%壓縮負荷 0. 3 0. 8kg/cm ；
3、按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試，發(fā)泡海綿阻燃劑級別達到VO級(標(biāo)準(zhǔn)中阻燃等級由HB，V-2, V-I，V-O逐級遞增，V-O為最高阻燃等級)。本發(fā)明的最佳實施例實例1 將乙烯基含量為0. 3mol %的500g的有機聚硅氧烷在開放式煉膠機上塑煉約 lOmin，加入比表面積為180m3/g的氣相法白炭黑25g，混煉至顏色均勻，表面光滑后薄通 5 8次，下片；烘箱溫度設(shè)定在250°C，將混煉膠熱處理0. 5h,之后置于室溫條件下儲存 96h ；返煉熱處理后的混煉膠0. 5h,加入2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷3g，氫氧化鋁50g，將其混合均勻后，加入二苯磺酰胼醚50g、碳酸氫鈉IOg以及明礬lg，再混合均勻，出片厚度約10mm，置于250°C的烘箱內(nèi)熱空氣硫化約IOmin后，得到硅橡膠海綿。實例2:將乙烯基含量為0. 25mol%的500g的有機聚硅氧烷在開放式煉膠機上塑煉約 IOmin小時，加入比表面積為380m3/g的氣相法白炭黑30g，混煉至顏色均勻，表面光滑后薄通5 8次，下片；烘箱溫度設(shè)定在220°C，將混煉膠熱處理池，之后置于室溫條件下儲存 30h ；返煉熱處理后的混煉膠0. 5h,加入2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷4g，三氧化鉬55g，混合均勻后，加入二苯磺酰胼醚45g、碳酸氫鈉8g以及明礬0. 8g，再混合均勻，出片厚度約10mm，置于250°C的烘箱內(nèi)熱空氣硫化約IOmin后，得到硅橡膠海綿。實例1以及實例2制得發(fā)泡硅橡膠海綿的效果列表如下
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，該組合物包含(A)、100重量份的有機聚硅氧烷，平均分子式為R4_2nSiOn，R可為甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基等末取代或取代的烴基，可相同也可不同；(B),5-50重量份的有機磺酰基酰胼類發(fā)泡劑及0. 5-20重量份的無機發(fā)泡劑碳酸氫鈉；(C)、0·1-5重量份助發(fā)泡劑明礬2KA1 (SO4)2. IOH2O(D)、1-300重量份補強性二氧化硅；(E)、使A成分硫化成型的適量的硫化劑；(F)、10-100重量份環(huán)保型阻燃劑。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其中(A)成份中優(yōu)選甲基、乙烯基，且優(yōu)選中乙烯基含量在0. 05-0. 5 %為最佳。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其中(B)成份中有機發(fā)泡劑優(yōu)選10-45 重量份，無機發(fā)泡劑優(yōu)選1-15重量份。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其中(D)成份中補強性二氧化硅可為氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑，優(yōu)選氣相法白炭黑，其比表面積優(yōu)選150-400m2/g ；可用一種， 也可兩種或兩種以上并用，使用量為1-300重量份，優(yōu)選1-200重量份。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其中(E)成份中的硫化劑可為過氧化苯甲酰，2，4- 二氯過氧化苯甲酰，過苯甲酸叔丁酯，過氧化二叔丁基，過氧化二異丙苯，2， 5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己烷等有機過氧化物；選用其中一種或兩種并用；選其一時，選用份數(shù)(質(zhì)量份)為0. 5-15。
6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其中(F)成份中的環(huán)保型阻燃劑包括: 氫氧化物類，含硼類以及含鉬類；即氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、三氧化鉬，優(yōu)選質(zhì)量份 10-100 份。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿，其制備方法(1)、按組份在雙輥煉膠機上制備膠料(2)、將A組分在開放式煉膠機上塑煉約10 20min，加入D組分，混煉至顏色均勻，表面光滑后薄通5 8次，下片；(3)、烘箱溫度設(shè)定在100 400°C，將混煉膠熱處理0.5 4h，之后置于室溫條件下儲存24 96h ；(4)、返煉熱處理后的混煉膠0.5 2h，按一定比例加入E組分與F組分，混合均勻后， 加入B組分與C組分，再混合均勻，出片厚度約10mm，置于100 300°C的烘箱內(nèi)熱空氣硫化約5 30min后，得到硅橡膠海綿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保阻燃硅橡膠海綿及其制備方法，該組合物包含(A)、100重量份的有機聚硅氧烷，平均分子式為R4-2nSiOn，R可為甲基、乙烯基、苯基或三氟丙基等末取代或取代的烴基，可相同也可不同；(B)、5-50重量份的有機磺?；ｋ骂惏l(fā)泡劑及0.5-20重量份的無機發(fā)泡劑碳酸氫鈉；(C)、0.1-5重量份助發(fā)泡劑明礬2KAl(SO4)2.10H2O；(D)、1-300重量份補強性二氧化硅；(E)、使A成分硫化成型的適量的硫化劑；(F)、10-100重量份環(huán)保型阻燃劑；本發(fā)明生產(chǎn)的環(huán)保阻燃硅橡膠海綿1、表面光滑平整，孔徑均勻，表面結(jié)皮厚度適中且均勻；2、發(fā)泡海綿硬度范圍(海綿硬度計)15～40，拉伸強度不小于6kg/cm2，25％壓縮負荷0.3～0.8kg/cm；3、按照美國UL94和CSA C22.2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試，發(fā)泡海綿阻燃劑級別達到V0級。
文檔編號C08K3/36GK102516770SQ20111041850
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者文閩軍, 王瑞婷 申請人:西北橡膠塑料研究設(shè)計院