專利名稱：阻燃性室溫硫化硅橡膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子組合物，特別是涉及一種聚有機(jī)硅氧烷組合物。
硅橡膠具有各種優(yōu)越性能，但一般它是不阻燃的，人們?yōu)榱税阉瞥勺韵ㄐ缘墓柘鹉z組合物，提出了各種各樣的方案。例如，具有代表性的是在硅橡膠中加入含鉑材料。但是僅僅加入含鉑材料還不夠，還得配合其它化合物。如鉑化合物和氣相二氧優(yōu)鈦(特公昭47-21826)、粉狀碳酸錳(特開昭48-84142)以及粉狀Fe2O3(特開昭50-97644)等的配合。但這些組合物的自熄性效果并不十分好，而且含鉑材料的加入，除了降低有機(jī)硅彈性體的耐熱性外，在濕氣作用下，還會(huì)使硅橡膠彈性體的電性能下降。此外，如果粉狀填料添加量低時(shí)，組合物自熄性差；而添加量高時(shí)，硅橡膠的機(jī)械性能下降。
本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃性硅橡膠組合物，它具有優(yōu)越的自熄性，室溫硫化，硫化后的產(chǎn)物具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和電絕緣性能，而且不受濕氣影響，具有顯著穩(wěn)定的自熄性。
本發(fā)明的目的是采用如下方案實(shí)現(xiàn)的在由聚二有機(jī)基硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)填料、添加劑、交聯(lián)劑、催化劑組成的硅橡膠組合物中，加入氰脲酸三聚氰胺或/和十溴聯(lián)苯醚，制得阻燃性室溫硫化硅橡膠，其中，聚二有機(jī)基硅氧烷的用量為100重量份，補(bǔ)強(qiáng)填料的加入量為5～80重量份，添加劑為0.5～80重量份，交聯(lián)劑的加入量為1～15重量份，催化劑的添加量為0～10重量份，氰脲酸三聚氰胺或/和十溴聯(lián)苯醚的添加量為5～100重量份。
具體地說，聚二有機(jī)基硅氧烷粘度為3000mpa.s～100000mpa.s的均聚物或共聚物，其端基為羥基或甲基二甲氧基硅基，其有機(jī)基為甲基、苯基、乙基、乙烯基中的一種或多種。
補(bǔ)強(qiáng)填料為各類二氧化硅，如氣相白炭黑、沉淀白炭黑、石英粉、硅藻土，其粒徑在50μ以下，比表面積大于100m2/g。為了使制得的組合物具有良好的物理機(jī)械性能和使用工藝，一般需要對(duì)白炭黑進(jìn)行化學(xué)處理，處理劑可以是有機(jī)硅烷、有機(jī)硅氧烷，或有機(jī)硅氮烷等。
添加劑為輕質(zhì)碳酸鈣、二氧化鈦、氧化鋅、炭黑，其平均粒徑在50μ以下。
交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷，通式為RSiY3,R為有機(jī)基，Y為官能基，如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、六個(gè)碳原子以及長鏈烴基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷。
催化劑為有機(jī)鈦螯合物或/和羧酸金屬鹽，如一次酯交換鈦螯合物、二次酯交換鈦螯合物、二丁基二月桂酸錫、二丁基二醋酸錫、二丁基二辛酸錫、二丁基氧化錫等。
阻燃劑氰脲酸三聚氰胺和十溴聯(lián)苯醚，其平均粒徑在50μ以下。
在上述組合物中，還可加入三氧化二銻、氫氧化鋁、碳酸鋅、硅酸鋯、有機(jī)鈷鹽、有機(jī)磷化合物、硼酸鋅等一種或多種，其加入量為0～25重量份。
本發(fā)明的阻燃性室溫硫化硅橡膠是將上述各組份混勻裝于密閉容器中。使用時(shí)，將其取出并于室溫下與空氣中的濕氣接觸，2～3天后可完全固化，成為硅橡膠彈性體。
本發(fā)明所述的組合物中，聚二有機(jī)基硅氧烷作為基礎(chǔ)聚合物，賦于組合物機(jī)械性能；補(bǔ)強(qiáng)填料起到提高組合物機(jī)械性能的作用；添加劑既有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，又可降低生產(chǎn)成本；交聯(lián)劑能使組合物交聯(lián)而固化成型；催化劑起硫化促進(jìn)作用；氰脲酸三聚氰胺、十溴聯(lián)苯醚為阻燃劑，是賦于組合物自熄性的主要成份，其添加量小于5重量份時(shí)，自熄性效果差，而高于100重量份時(shí)，組合物的工藝性能明顯變差；三氧化二銻、氫氧化鋁等則是與阻燃劑配合使用的，既可以部分地降低氰脲酸三聚氰胺的用量，同時(shí)還可提高組合物的阻燃特性。
本發(fā)明的阻燃性室溫硫化硅橡膠在耐熱性、電性能、機(jī)械強(qiáng)度等方面與過去一般的硅橡膠同樣優(yōu)越，而其阻燃性能達(dá)到UL94V-0級(jí)，遇火時(shí)具有良好的自熄性能，是各種家電、工業(yè)電氣裝置的理想絕緣材料。
下面是本發(fā)明的實(shí)施例，所述的份是指重量份。測試性能時(shí)，是將組合物分別制備成2mm厚的機(jī)械性能試片，1mm厚的電性能試片，6mm厚的燃燒性能試片，在室溫下放置七天后，測定其各項(xiàng)性能。其中阻燃性是根據(jù)UL94規(guī)定的方法進(jìn)行，即將硫化好的6mm厚硅橡膠試片，切成200mm長，10mm寬的標(biāo)準(zhǔn)試片，將其垂直固定，使試片下部直接與煤氣燈的藍(lán)色火焰接觸(剛好置于火焰的中間處)，燃燒15秒鐘后，移去煤氣燈，測定其自熄時(shí)間(秒)(第一次)，然后再按上法重復(fù)一次(第二次)。
實(shí)施例一取粘度為8500mpa.s(25℃下)的羥基封端聚二甲基硅氧烷100份，氣相法白炭黑22份，粒徑在50μ以下的輕質(zhì)碳酸鈣50份，氰脲酸三聚氰胺(MCA)50份，二氧化鈦3份，以上混合物以100份計(jì)，混入稀釋劑三甲基硅基封端的聚二甲基硅氧烷齊聚物8份，交聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷3份，催化劑有機(jī)鈦螯合物1份，二丁基二月桂酸錫0.05份，在無水狀態(tài)下混勻配制成單組份室溫硫化硅橡膠(RTV)組合物，貯藏于密封軟管中。
組合物硫化后的性能如下拉伸強(qiáng)度2.8MPa；伸長率425％；硬度(HA):24；玻璃粘接剪切強(qiáng)度2.6MPa；擊穿電壓20.8MV/m；阻燃性UL94 V-0級(jí)。
實(shí)施例二除了交聯(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷5份外，其余同實(shí)施例一，組合物硫化后的性能如下拉抻強(qiáng)度2.5MPa；伸長率415％；硬度(HA):25；玻璃粘接剪切強(qiáng)度2.7MPa；擊穿電壓20.5MV/m；阻燃性UL94 V-0級(jí)。
實(shí)施例三除了用3份二乙胺基甲基三乙氧基硅烷代替實(shí)施例一中的甲基三甲氧基硅烷和有機(jī)鈦螯合物外，其余同實(shí)施例一。組合物硫化后性能如下拉伸強(qiáng)度2.3MPa；伸長率360％；硬度(HA):28；玻璃粘接剪切強(qiáng)度2.2MPa；擊穿電壓18.9MV/m；阻燃性UL94V-O級(jí)。
實(shí)施例四取粘度為9800mpa.s(25℃下)的甲基二甲氧基硅基封端的聚二甲基硅氧烷100份，氣相白炭黑16份，粒徑在50μ以下的碳酸鈣粉末10份，MCA50份，二氧化鈦2.5份，以上混合物以100份計(jì)，混入交聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷5.5份，催化劑有機(jī)鈦螯合物1份、二丁基二月桂酸錫0.03份，在無水狀態(tài)下配制成單組份RTV組合物，貯藏于密封軟管中。
組合物硫化后的性能如下拉伸強(qiáng)度2.4MPa；伸長率486％；硬度(HA):21；剪切強(qiáng)度(鋁-鋁)2.1MPa；體積電阻系數(shù)(Ω,cm):2.4×1015；介質(zhì)損耗角正切(60Hz):4.5×10-3；介電常數(shù)(60Hz):3.0；擊穿電壓(MV/m):21.8；阻燃性UL94 V-0級(jí)。
實(shí)施例五取粘度為11500mpa.s(25℃下)的羥基封端的聚二甲基硅氧烷100份，比表面積為300m2/g的氣相白炭黑25份，粒徑在50μ以下的輕質(zhì)碳酸鈣70份，MCA35份，二氧化鈦5份，以上混合物以100份計(jì)，混入稀釋劑10份，交聯(lián)劑甲基三甲氧基硅烷4份，催化劑有機(jī)鈦螯合物1.5份，二丁基二月桂酸錫0.04份，在無水狀態(tài)下配制成硅橡膠組合物，包裝于密封軟管中。其阻燃性能為UL94 V-1級(jí)。
實(shí)施例六取粘度為4500mpa.s(25℃下)的羥基封端含有苯基摩爾分?jǐn)?shù)為0.15其余側(cè)基為甲基的聚二有機(jī)基硅氧烷100份，沉淀法白炭黑55份，粒徑在50μ以下的碳酸鈣10份，氰尿酸三聚氰胺(MCA)70分，二氧化鈦3份，以上混合物以100份計(jì)，混入二乙胺基甲基三乙氧基硅烷3份，二氯甲基三乙氧基硅烷6份制得的組合物硫化后性能如下拉伸強(qiáng)度2.5MPa；伸長率255％；硬度(HA):26；玻璃粘接剪切強(qiáng)度2.0MPa；擊穿電壓18.7MV/m；阻燃性UL94 V-0級(jí)。
實(shí)施例七除了用45份十溴聯(lián)苯醚代替實(shí)施例六中的MCA外，其條同實(shí)施例六。組合物硫化后性能如下
拉伸強(qiáng)度1.8MPa；伸長率245％；硬度(HA):30；玻璃粘接剪切強(qiáng)度2.1MPa；擊穿電壓19MV/m；阻燃性UL94 V-0級(jí)。
實(shí)施例八除了不加入MCA以外，其余同實(shí)施例四，組合物硫化后進(jìn)行阻燃性試驗(yàn)，試片完全燒光，沒有阻燃效果。
實(shí)施例九取粘度為52500mpa.s(25℃下)的羥基封端的聚二甲基硅氧烷100份，比表面積為300m2/g的氣相白炭黑20份，粒徑在50μ以下的輕質(zhì)碳酸鈣25份，MCA25份，二氧化鈦2.5份，混勻，將上述混合物分為四份，分別混入三氧化二銻5份，氫氧化鋁15份，十溴聯(lián)苯醚10份，硼酸鋅10份(以聚有機(jī)硅氧烷為100份計(jì))。
再按實(shí)施例四混入稀釋劑、交聯(lián)劑、催化劑。四種組合物的阻燃性能都達(dá)到了UL94 V-1級(jí)。
權(quán)利要求
1．一種阻燃性室溫硫化硅橡膠，由聚二有機(jī)基硅氧烷、補(bǔ)強(qiáng)填料、添加劑、交聯(lián)劑、催化劑組成，其特征在于還加入了氰脲酸三聚氰胺或/和十溴聯(lián)苯醚，其中，聚二有機(jī)基硅氧烷的用量為100份，補(bǔ)強(qiáng)填料的加入量為5～80份，添加劑為0.5～80份，交聯(lián)劑為1～15份，催化劑為0～10份，氰脲酸三聚氰胺或/和十溴聯(lián)苯醚為5～100份。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于，聚二有機(jī)基硅氧烷為粘度3000mpa.s～100000mpa.s的均聚物或共聚物，其端基為羥基或甲基二甲氧基硅基，其有機(jī)基為甲基、苯基、乙基、乙烯基中的一種或多種。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于補(bǔ)強(qiáng)填料為各類三氧化硅，如氣相白炭黑、石英粉、硅藻土，其粒徑在50μ以下，比表面積大子100m2/g。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于添加劑為輕質(zhì)碳酸鈣、二氧化鈦、氧化鋅、炭黑，其平均粒徑在50μ以下。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化橡膠，其特征在于交聯(lián)劑為有機(jī)硅烷，通式為RSiY3,R為有機(jī)基，Y為官能基，如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、六個(gè)碳原子以及長鏈烴基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于催化劑為有機(jī)鈦螯合物或/和羧酸金屬鹽，如一次酯交換鈦螯合物、二次酯交換鈦螯合物、二丁基二月桂酸錫、二丁基二醋酸錫、二丁基二辛酸錫、二丁基氧化錫等。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于氰脲酸三聚氰胺和十溴聯(lián)苯醚的平均粒徑在50μ以下。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃性室溫硫化硅橡膠，其特征在于還可加入三氧化二銻、氫氧化鋁，碳酸鋅、硅酸鋯、有機(jī)鈷鹽、有機(jī)磷化合物、硼酸鋅等，其加入量為0～25份。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚有機(jī)基硅氧烷組合物,由聚二有機(jī)基硅氧烷100份、補(bǔ)強(qiáng)填料10～100份、添加劑0.5～80份,交聯(lián)劑3～20份,催化劑0.01～10份,氰脲酸三聚氰胺或/和十溴聯(lián)苯醚5～100份組成。本發(fā)明的阻燃性室溫硫化硅橡膠在耐熱性、電性能、機(jī)械強(qiáng)度等方面與過去一般的硅橡膠同樣優(yōu)越,而其阻燃性達(dá)到UL94 V－O級(jí),遇火時(shí)具有良好的自熄性能,是各種家電、工業(yè)電氣裝置的理想絕緣材料。
文檔編號(hào)C08L83/00GK1213679SQ9710770
公開日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1997年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月8日
發(fā)明者張殿松, 曾昭全 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部晨光化工研究院(成都)