本發(fā)明涉及一種可用于中溫硫化的陶瓷化耐火硅橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
：社會在發(fā)展過程中硅橡膠阻燃材料起到的作用越來越顯著，傳統(tǒng)的阻燃材料是在硅橡膠中添加十溴二苯醚等鹵素阻燃劑，雖然阻燃效果良好但是會釋放出大量的有毒氣體，嚴(yán)重危害人們的身體健康。現(xiàn)在的很多無鹵阻燃的硅橡膠阻燃效率不高或者是燃燒后形成沒有強(qiáng)度的粉末狀，繼續(xù)阻燃效果低下。陶瓷化耐火硅橡膠是在硅橡膠中加入陶瓷化填料使其具有良好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和加工性能，使用該產(chǎn)品制成的耐火制品在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠形成類似陶瓷狀的堅(jiān)硬外殼，能夠起到隔絕火焰和阻止火災(zāi)的發(fā)生，并且無有毒、腐蝕性氣體的產(chǎn)生，可以最大程度的保護(hù)人身及財(cái)產(chǎn)安全。目前的陶瓷化耐火硅橡膠是在硅橡膠中加入各種填料和添加劑，以有機(jī)過氧化物為硫化劑，通過模壓或者熱空氣硫化等方式，在高溫(＞120℃)中硫化，制得具有陶瓷化功能的產(chǎn)品。但是有機(jī)過氧化物在高溫中容易分解為酸類物質(zhì)，對人體健康有危害。CN專利201210357193.7公開了一種陶瓷化耐火硅橡膠的制備方法。該方法使用如下組分：甲基乙烯基硅橡膠，白炭黑，氧化鋁，結(jié)構(gòu)控制劑，燒結(jié)添加劑，表面處理劑，交聯(lián)劑。其中交聯(lián)劑為過氧化物?？梢孕纬商沾苫突鸸柘鹉z，但是使用過氧化物做硫化劑需要高溫硫化，有些還需要二次硫化，且有副產(chǎn)物釋放，不僅影響環(huán)境而且大大浪費(fèi)了人力物力財(cái)力。CN專利200910308393.1公開了一種陶瓷化硅橡膠電纜料配方。該方法使用如下組分：甲基乙烯基硅橡膠，礦物硅酸鹽，阻燃劑，補(bǔ)強(qiáng)填充劑。阻燃劑的加入在燃燒過程中，生成的物質(zhì)可以使火焰逐漸熄滅，從而達(dá)到阻燃的效果，同時(shí)可以提高硅橡膠的熱氧化降解活化能，使材料的燃燒降解變得困難。但是這種材料燃燒之后會變成粉體，沒有附著力，起不到絕緣的作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種中溫(＜80℃)硫化的陶瓷化耐火硅橡膠，完全具備高溫硫化陶瓷化硅橡膠的優(yōu)良性能，并且硫化時(shí)間短、無需二次硫化、無副產(chǎn)物產(chǎn)生、節(jié)約資源。本發(fā)明所述的陶瓷化耐火硅橡膠按照質(zhì)量份數(shù)配比如下：甲基乙烯基硅橡膠100份，白炭黑10-40份，氧化鋁9-20份，硼酸5-10份，瓷化粉30-50份，表面處理劑0.25-1.5份，交聯(lián)劑0.5-2份，氯鉑酸以鉑的質(zhì)量計(jì)20-60*10-6份，延緩劑1-9份。本發(fā)明中所用的白炭黑為氣相法白炭黑或沉淀法白炭黑。本發(fā)明中所用的氧化鋁為α型納米氧化鋁。本發(fā)明中所用的瓷化粉為硅酸鋁，硅酸鎂。本發(fā)明中所用的表面處理劑乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷。本發(fā)明中所用的交聯(lián)劑為聚甲基氫硅氧烷，四甲基二氫二硅氧烷。本發(fā)明中所用的延緩劑為乙烯基硅氧烷，乙炔醇，二甲基富馬酸。本發(fā)明所述的中溫硫化陶瓷化耐火硅橡膠的制備方法如下：(1)將甲基乙烯基硅橡膠包輥混煉。(2)在步驟(1)中得到的包輥生膠中加入上述質(zhì)量份數(shù)的白炭黑、氧化鋁、瓷化粉、硼酸、表面處理劑，混煉均勻。(3)在步驟(2)得到的混煉膠中加入交聯(lián)劑，混煉均勻。(4)在步驟(3)得到的混煉膠中加入延緩劑，混煉均勻。(5)在步驟(4)得到的混煉膠中加入氯鉑酸，混煉均勻，薄通后，下片。得到本發(fā)明中溫硫化的陶瓷化耐火硅橡膠。本發(fā)明上述步驟(1)～(5)中雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后；總的混煉時(shí)間為30～40min。本發(fā)明上述步驟(5)中的薄通次數(shù)為3～7次。本發(fā)明中涉及的阻燃機(jī)理：硅橡膠在高溫下燃燒時(shí)發(fā)生裂解，分解的生成二氧化硅可以和無機(jī)填料發(fā)生反應(yīng)，可以在填料的邊緣處形成一種液相共熔體，這種共熔材料不斷擴(kuò)散，在二氧化硅粒子和填料粒子之間起橋接作用，從而在著火溫度下固化冷卻時(shí)形成致密的陶瓷狀硬殼，以此阻礙火焰的傳播。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：可以在溫度低于80℃條件下硫化，適用于一些對于硫化條件有限制的領(lǐng)域。無硫化副產(chǎn)物的生成，簡化工藝流程，節(jié)約資源。此外隨著本發(fā)明硫化膠放置時(shí)間的延長，硫化膠的整體性能基本不會變化，具有儲存穩(wěn)定性；能夠在遇高溫著火后產(chǎn)生陶瓷化，轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬的自支撐的陶瓷化產(chǎn)物，這種陶瓷化產(chǎn)物具有一定的強(qiáng)度且能承受一定的沖擊力，可抵抗600℃—1000℃明火的燒蝕并能保持制品的完整性，燒蝕時(shí)間越長、溫度越高，堅(jiān)硬的效果越明顯；阻燃性好，可達(dá)FV—0級，氧指數(shù)在35以上:；優(yōu)良的電絕緣性，體積電阻率可達(dá)1015Ω·cm，擊穿強(qiáng)度大于20KV/mm，介電損耗正切小于10-2；優(yōu)良的耐高、低溫性，能夠在-60℃﹣250℃的范圍內(nèi)長期使用；具體實(shí)施方式實(shí)施例1中溫硫化陶瓷化耐火硅橡膠的組分及質(zhì)量份如下：甲基乙烯基硅橡膠100份氣相法白炭黑40份α型納米氧化鋁9份硼酸5份硅酸鋁30份乙烯基三乙氧基硅烷0.25份聚甲基氫硅氧烷0.5份乙烯基硅氧烷1份氯鉑酸(以鉑的質(zhì)量計(jì))20*10-6份制備方法如下：(1)將甲基乙烯基硅橡膠包輥混煉，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為5min。(2)在步驟(1)中得到的包輥生膠中加入上述質(zhì)量份數(shù)的氣相法白炭黑、α型納米氧化鋁、硅酸鋁、硼酸、乙烯基三乙氧基硅烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為15min。(3)在步驟(2)得到的混煉膠中加入聚甲基氫硅氧烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為3min。(4)在步驟(3)得到的混煉膠中加入乙烯基硅氧烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為5min。(5)在步驟(4)得到的混煉膠中加入氯鉑酸，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為2min，薄通3次，下片。得到本發(fā)明中溫硫化的陶瓷化耐火硅橡膠。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)將本硅橡膠進(jìn)行測試，結(jié)果如下：性能數(shù)值拉伸強(qiáng)度/(MPa)8.1斷裂伸長率/(％)450撕裂強(qiáng)度/(kN/m)24體積電阻率1015Ω·cm阻燃性V-0實(shí)施例2中溫硫化陶瓷化耐火硅橡膠的組分及質(zhì)量份如下：甲基乙烯基硅橡膠100份沉淀法白炭黑25份α型納米氧化鋁15份硼酸7份硅酸鎂45份乙烯基三甲氧基硅烷0.65份四甲基二氫二硅氧烷1.25份乙炔醇5份氯鉑酸(以鉑的質(zhì)量計(jì))40*10-6份制備方法如下：(1)將甲基乙烯基硅橡膠包輥混煉，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為4min。(2)在步驟(1)中得到的包輥生膠中加入上述質(zhì)量份數(shù)的沉淀法白炭黑、α型納米氧化鋁、硅酸鎂、硼酸、乙烯基三甲氧基硅烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為20min。(3)在步驟(2)得到的混煉膠中加入四甲基二氫二硅氧烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為3min。(4)在步驟(3)得到的混煉膠中加入乙炔醇，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為5min。(5)在步驟(4)得到的混煉膠中加入氯鉑酸，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為3min，薄通5次，下片。得到本發(fā)明中溫硫化的陶瓷化耐火硅橡膠。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)將本硅橡膠進(jìn)行測試，結(jié)果如下：性能數(shù)值拉伸強(qiáng)度/(MPa)7.5斷裂伸長率/(％)350撕裂強(qiáng)度/(kN/m)23體積電阻率1015Ω·cm阻燃性V-0實(shí)施例3中溫硫化陶瓷化耐火硅橡膠的組分及質(zhì)量份如下：甲基乙烯基硅橡膠100份氣相法白炭黑10份α型納米氧化鋁20份硼酸10份硅酸鎂50份乙烯基三甲氧基硅烷1.5份聚甲基氫硅氧烷2份二甲基富馬酸9份氯鉑酸(以鉑的質(zhì)量計(jì))60*10-6份制備方法如下：(1)將甲基乙烯基硅橡膠包輥混煉，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為6min。(2)在步驟(1)中得到的包輥生膠中加入上述質(zhì)量份數(shù)的氣相法白炭黑、α型納米氧化鋁、硅酸鎂、硼酸、乙烯基三甲氧基硅烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為23min。(3)在步驟(2)得到的混煉膠中加入聚甲基氫硅氧烷，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為4min。(4)在步驟(3)得到的混煉膠中加入二甲基富馬酸，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為5min。(5)在步驟(4)得到的混煉膠中加入氯鉑酸，雙輥開煉機(jī)的輥筒速比為1.3：1，快輥在后，混煉時(shí)間為2min，薄通7次，下片。得到本發(fā)明中溫硫化的陶瓷化耐火硅橡膠。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)將本硅橡膠進(jìn)行測試，結(jié)果如下：性能數(shù)值拉伸強(qiáng)度/(MPa)7.0斷裂伸長率/(％)300撕裂強(qiáng)度/(kN/m)22體積電阻率1015Ω·cm阻燃性5-V當(dāng)前第1頁1 2 3