低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠及其制備方法，該硅橡膠由以下質(zhì)量份數(shù)的組份組成：改性的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份；改性的α-羥基-ω-甲基聚二甲基硅氧烷10~40份；無機(jī)功能填料10~20份；氣相法白炭黑3~10份；炭黑0.5~2份；氣相法二氧化鈦1~5份；交聯(lián)劑1~15份；鈦酸酯催化劑?1~10份；硅烷偶聯(lián)劑0~5份；本發(fā)明改善了鈦酸酯催化體系的加工性能、儲(chǔ)存性能，可以制備低粘度的硅橡膠；改善了填料與硅橡膠體系相容性、顏色均勻性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性和電性能；實(shí)現(xiàn)UL94-V0級別阻燃，燃燒時(shí)不釋放任何有毒氣體；制備的硅橡膠密度更低、粘度可調(diào)范圍更廣、成本更低，對接觸材料無腐蝕，滿足電子電器行業(yè)的要求。
【專利說明】低密度無南阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子密封材料領(lǐng)域，尤其是涉及無鹵阻燃的單組份鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應(yīng)是靠與空氣中的水分發(fā)生作用而硫化成彈性體。隨著交聯(lián)劑的不同，可分為脫酸型、脫肟型、脫醇型、脫胺型、脫酰胺型和脫丙酮型等許多品種。根據(jù)添加的填料和添加劑不同，具有不同的密度、粘度、流動(dòng)性和觸變性，展現(xiàn)出不同的特殊性能如耐熱、導(dǎo)熱、耐燒蝕、阻燃、導(dǎo)電等，從而應(yīng)用于不同的行業(yè)領(lǐng)域。
[0003]其中，在電子電器行業(yè)，隨其發(fā)展以及環(huán)保要求的提高，對用于保護(hù)電器電子的某些有機(jī)硅密封劑性能要求愈加嚴(yán)格:首先硅橡膠對電子電器等元器件沒有腐蝕、較低的價(jià)格以及優(yōu)異的老化性能；其次要求UL94-V0級別阻燃且不含鹵素、同時(shí)要求較低密度及粘度；最后，歐盟出臺(tái) 了一些法規(guī)限制未來有機(jī)錫使用。綜合需求及未來的發(fā)展動(dòng)向，采用鈦酸酯催化的脫甲醇體系，可以滿足價(jià)格、歐盟法規(guī)等限制要求。而目前現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)無鹵阻燃一般有如下方式:1)氮磷類膨脹性阻燃劑如多磷酸酯、聚磷酸銨、紅磷、三聚氰胺、亞磷酸酯等，但應(yīng)用于單組份室溫硫化硅橡膠中會(huì)影響儲(chǔ)存性；2)鉬元素/炭黑類阻燃劑，可以促進(jìn)成碳，而形成絕緣層，阻止熱量傳遞而阻燃，但鉬金屬價(jià)格高；3)諸如氫氧化鋁、氫氧化鎂、堿式碳酸鋅等可高溫分解產(chǎn)生水、惰性氣體的物質(zhì)，可以吸收熱量降低材料表面溫度、形成阻隔層阻止熱量傳遞，但采用無機(jī)填料實(shí)現(xiàn)VO阻燃需要高填充量，導(dǎo)致密度和粘度高且無機(jī)填料會(huì)與基膠發(fā)生相分離。
[0004]因此，迄今為止，如何實(shí)現(xiàn)無鹵、低密度、UL94-V0阻燃且不含有機(jī)錫的儲(chǔ)存穩(wěn)定的鈦酸酯體系硅橡膠是一個(gè)迫切需要解決的問題。
[0005]鈦酸酯脫醇型阻燃硅橡膠具有氣味小、對接觸材料無腐蝕、且不含錫，在電子電器行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是需要高填充量的阻燃填料實(shí)現(xiàn)無鹵阻燃，這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)粘度高、加工性能不良、填料與基膠發(fā)生相分離等不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低密度、無鹵素、鈦酸酯催化的且具有高效阻燃性能的有機(jī)硅橡膠以及該有機(jī)硅橡膠的制備方法；同時(shí)提供一種解決無機(jī)填料與有機(jī)硅體系相容性的方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出一種低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，所述硅橡膠由以下質(zhì)量份數(shù)的組份組成:
改性的α，ω - 二羥基聚二甲基硅氧烷 100份；
改性的α-羥基-ω-甲基聚二甲基硅氧烷 10-40份；
無機(jī)功能填料10-20份；氣相法白炭黑3~10份；
炭黑0.5^2份；
氣相法二氧化鈦I飛份；
交聯(lián)劑f 15份；
鈦酸酯催化劑f 10份；
硅烷偶聯(lián)劑0-5份；
所述改性的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷是具有如下結(jié)構(gòu)的物質(zhì):
【權(quán)利要求】
1.一種低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述硅橡膠由以下質(zhì)量份數(shù)的組份組成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述的無機(jī)功能填料為未處理的氫氧化鋁，粒徑為4000-7000目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述炭黑為爐法炭黑中的乙炔法炭黑，比表面積為5(T100 m2 /g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述鈦酸酯催化劑為鈦酸異丙酯的乙酰乙酸乙酯螯合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述交聯(lián)劑為甲基三甲氧硅烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為氨基類硅烷偶聯(lián)劑與環(huán)氧類硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)物。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠的制備方法，包括步驟: (1)改性α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的制備: 合適粘度α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷、封端反應(yīng)催化劑、四甲氧基硅烷按一定質(zhì)量比加入反應(yīng)釜中，在N2氛圍中，120-150°C攪拌反應(yīng)4~8h，然后在100°C，大于-0.09MPa真空條件下加熱f2h脫除過量的四甲氧基硅烷和其他低沸物，然后降至室溫后過濾除去催化劑； (2)改性的α-羥基-ω-甲基聚二甲基硅氧烷的制備: 合適粘度^-羥基_?-甲基聚二甲基硅氧烷、封端反應(yīng)催化劑、四甲氧基硅烷按一定質(zhì)量比加入反應(yīng)附中，在N2氛圍中，120-150°C攪拌反應(yīng)4~8h，然后在100°C，大于-0.09MPa真空條件下加熱f 2h脫除過量的四甲氧基硅烷和其他低沸物，然后降至室溫后過濾除去催化劑； (3)填料的表面改性處理: 上述制備的改性的 ^-羥基-?-甲基聚二甲基硅氧烷10-40份、無機(jī)功能填料10-20份、炭黑0.5~2份、氣相法二氧化鈦I飛份加入高速分散攪拌機(jī)內(nèi)，于真空度>-0.09MPa條件下混勻，然后氮?dú)馄普婵蘸螅诘獨(dú)獗Ｗo(hù)下，于10(Tl3(rC條件下攪拌反應(yīng)l~2h，然后于該溫度及真空度>-0.09MPa條件下脫除低沸物而實(shí)現(xiàn)對填料的表面改性； (4)將氣相法白炭黑110°C~130°C烘干脫水3飛小時(shí)； (5)室溫下，改性的填料體系中加入上述改性的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份，于真空度>-0.09MPa條件下攪拌l(Tl5min ;加入氣相法白炭黑3~10份，于真空度>-0.09MPa條件下攪拌反應(yīng)15~20min ;加入交聯(lián)劑1~15份、鈦酸酯催化劑1~10份、硅烷偶聯(lián)劑O~5份，于真空度>-0.09MPa條件下攪拌反應(yīng)30min~60min得到低密度無鹵阻燃單組分鈦酸酯催化室溫硫化硅橡膠。
【文檔編號】C08L83/06GK103834172SQ201410066445
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】肖明, 蘇丹, 王德波, 鄭妙生 申請人:北京天山新材料技術(shù)股份有限公司