專利名稱：防火硅橡膠復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防火硅橡膠復(fù)合材料及制備方法，適用于飛機防火墻，其它高速運輸工 具的內(nèi)部防火設(shè)備及軍用相關(guān)設(shè)備等。
背景技術(shù)：
因飛機特殊環(huán)境的要求需要建立防火墻，這是一種將飛機潛在的起火區(qū)與臨近的艙隔離 的金屬板結(jié)構(gòu)。防火硅橡膠是其重要部件，除要求硅橡膠的阻燃性質(zhì)外,對材料也提出了更 高的抗火焰沖擊性的要求。要求材料能在極高溫的火焰下形成陶瓷化的阻隔層，以保護背面 部件不受強熱量而損壞。防火硅橡膠的研究國外相關(guān)研究報道較多。如美國專利第5047449 號提到用硅橡膠，金屬氧化物硼砂與云母或蛭石所組成的復(fù)合材料。美國專利第5508321號 及4694030號中使用硅橡膠結(jié)合膨脹石墨硅酸鹽等組合而成的防火膨脹物。美國GE公司研 制的RTV2757觸變型硅橡膠泡沫層，具有良好的耐熱和隔熱性能。在紙板上涂一薄層后,置于 2780 "火焰下60s ，背面溫度僅由22 'C升到29 °C,被保護的鮮花不枯蔞。
道康寧公司的Khrist叩her,在液體硅橡膠中添加了 7 % 20 %的硅灰石和10 % 60 % 的補強填料等，制成厚O. 635cm的試片在本生燈1093 °C的火焰下灼燒15min ，背面沒有燒 穿或燃燒。John Meaney設(shè)計的一種用于飛機發(fā)動機輕質(zhì)防火層。在金屬部件表面涂第一層 有機硅密封劑，在未硫化時,在其上面鋪上陶瓷纖維織物，然后再涂第二層有機硅密封劑。有 機硅密封劑使用了 Dow Corning 902006空間密封劑，陶瓷纖維布使用3M公司Nextel 312系 列的產(chǎn)品。這種熱防護層在1093 'C火焰下15min不燒穿，且具有輕質(zhì)，耐溶劑,耐油及抗水 沖刷和抗振動的優(yōu)點。但是存在其產(chǎn)品較厚、比重大和耐火時間較短等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防火、隔熱效果好的防火硅橡膠復(fù)合材料及其制備方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于它由硅橡
膠防火隔離層l、硅橡膠阻燃降溫層2、硅橡膠抗燒蝕層3、本體硅橡膠層4熱壓復(fù)合而成， 硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。
上述防火硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟 1.硅橡膠防火隔離層半成品的制備-
硅橡膠防火隔離層的材料由基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料
制備而成，各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料100-300份、增強材料50-100 份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份、粘接劑1-100份；所述的基體為聚二甲基硅氧垸。 所述的聚二甲基硅氧烷具有線性大分子結(jié)構(gòu)，包容量大的特點。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填 料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石0.5-99%、蒙脫土 0.5-99%、膨脹石墨0. 5-991所述的增強材料為玻璃纖維、碳纖維中的任意一種或任意二種的混合，任意二種混合時 為任意配比。
(1) 碳纖維包括70mm以下短切碳纖維材料，70mm以上長碳纖維材料及碳纖維氈等。
(2) 玻璃纖維包括有堿纖維的短纖維(70mm以下)、中堿纖維的短纖維(70mm以下)、 無堿纖維的短纖維(70mm以下)、石英纖維的短纖維(70mm以下)、其他特種玻璃纖維(70mm 以下)，長纖維(70mm以上)及其玻璃氈等。
所述的粘接劑為高分子酚醛樹脂，所述高分子酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂和改性酚醛樹 脂(硼改性酚醛樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂)。
所述的水滑石(Layered Double Hydrotalcides， LDHs)是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的陰離子 層狀功能無機材料，具有可調(diào)變的化學(xué)組成及獨特的結(jié)構(gòu)和性能。其典型的鋁鎂水滑石化學(xué) 式為[Mg6Al2(0H)16C03]4H20，水滑石技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)
(l)性狀白色粉末；(2)白度L》90%;(3)平均粒徑15 !i III;(4)比表面積5-20m2/g;
(5)比重1.46g/cm3; (6) PH值(10%懸浮液):7-9; (7)氧化鎂32-40%; (8)氧化 鋁14-18%; (9)含水率《1.0%; (10)吸油值0.31ml/g; (11)附著水<5°/。； (12)灼 燒減量36-44%。
所述的蒙脫土為納米蒙脫土系蒙皂石粘土 (包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙粘土) 經(jīng)剝片分散、提純改型、超細(xì)分級、特殊有機復(fù)合而成，平均晶片厚度小于25nm，蒙脫石含 量大于95% (質(zhì)量)。
所述的膨脹石墨為可膨脹性石墨是天然鱗片狀石墨，石油碳系人工石墨，焦碳系的人工 石墨等石墨制品，經(jīng)過層間處理的受熱(大于20(TC)膨脹特性的石墨或前述其屮至少兩種 以上石墨的混合物。
所述的交聯(lián)劑為四甲氧基硅垸、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷水解物、甲基三乙氧基硅 烷、甲基三甲氧基硅垸中的任意一種或任意二種以h的混合，任意二種以上混合時為任意配 比。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫中的任意一種或二種的混合，二種 混合時，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9或2 : 8。 硅橡膠防火隔離層半成品的制備方法，它包括如下步驟
1) 按各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料100-300份、增強材料50-100份、 交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份、粘接劑1-100份；選取基體、防火填料、增強材料、交 聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料；所述的基體為聚二甲基硅氧烷；
2) 將聚二甲基硅氧烷與增強材料、防火填料混合均勻，然后加入粘接劑、交聯(lián)劑和催 化劑，在室溫混合后，放入摸具中，然后在165土5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力 為6 — 8MPa，得到厚度為0. 5-2mm的硅橡膠防火隔離層半成品。
2.硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備
硅橡膠阻燃降溫層的材料由聚二甲基硅氧烷(作為基體材料)、防火填料、交聯(lián)劑、催 化劑和高分子酚醛樹脂(作為粘接劑)原料制備而成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、防火填料100-300份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0. 2-0. 4份、高分子酚醛樹脂1-100 份。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填 料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石0. 5-99°/。、蒙脫土 0.5-99%、膨脹石墨0. 5-99%。
所述的交聯(lián)劑為四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四乙氧基硅垸水解物、甲基三乙氧基硅 烷、甲基三甲氧基硅烷中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配 比；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫中的任意一種或二種的混合，二種 混合時，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9或2 : 8。
硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100 份、防火填料100-300份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份、高分子酚醛樹脂卜IOO份， 選取聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂；
2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂混合，放 入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力為6—8MPa，得到厚度為 0. 5-2mm的硅橡膠阻燃降溫層半成品。
3.硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備
硅橡膠抗燒蝕層的材料由面板、中間夾層和底板組成，中間夾層位于面板與底板之間；
面板、底板組成的原料相同(制備也相同)，由聚二甲基硅氧烷(作為基體材料)、可 伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷IOO 份、可伸縮的編織增強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8份，催化劑0.2-0.4份；
中間夾層的材料由聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑組成； 各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、蒙脫土 100 300份，高分子酚醛樹脂l 100份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份;
所述的可伸縮的編織增強材料為可伸縮的編織玻璃纖維、可伸縮的編織碳纖維中的任意 一種或二種的混合，二種混合時為任意配比；
所述的交聯(lián)劑為四甲氧基硅烷、四乙氧基硅垸、四乙氧基硅垸水解物、甲基三乙氧基硅 烷、甲基三甲氧基硅烷中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配 比；
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫中的任意一種或二種的混合，二種 混合時，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9或2 : 8。
面板(底板)的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、可伸縮的 編織增強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8份，催化劑0.2-0.4份，選取聚二甲基硅氧烷、可伸 縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧垸、可伸縮的編織增強材 料、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165土5'C溫度下加壓力0. 2-2小時后成型， 壓力為6 — 8MPa，得到厚度為0.5-1腿的面板(底板)；中間夾層的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、蒙脫土100 300份，高分子酚醛樹脂1 100份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份，選取聚二甲基硅氧 垸、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、 高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0. 2-2 小時后成型，壓力為6 — 8MPa,得到厚度為0.5-2mm的中間夾層；
硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備將面板、中間夾層和底板分層依次疊合在層壓機模具里， 然后在165土5。C溫度下加壓力0. 2-2小時后成型，壓力為6 — 8MPa，得到厚度為l_4mm的硅 橡膠抗燒蝕層半成品。
4. 本體硅橡膠層半成品的制備
本體硅橡膠層的材料包括聚二甲基硅氧烷，在165士5t:溫度下加壓力0. 2-2小時后成型， 壓力為6 — 8MPa，得到厚度為0. 5-l醒的本體硅橡膠層半成品；
所述的本體硅橡膠層的材料包括液體端羧基丁睛橡膠或液體端胺基丁睛橡膠；各原料所 占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份，液體端羧基丁睛橡膠或液體端胺基丁睛橡膠1 20 份，在室溫混合。添加其它高彈性橡膠進(jìn)行改性，提高其與金屬底板的粘結(jié)性能。
5. 防火硅橡膠復(fù)合材料的制備
將上述硅橡膠防火隔離層半成品、硅橡膠阻燃降溫層半成品、硅橡膠抗燒蝕層半成品、 本體砬橡膠層半成品分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165士5'C溫度下加壓力0. 2-2小 時后成型，壓力為6 — 8MPa，得到厚度為3-8mm防火硅橡膠復(fù)合材料(膠片)。
6. 防火硅橡膠復(fù)合材料的性能
(1) 不揮發(fā)分含量(％):》97 ;
(2) 比重1-1.5;
(3) 防火試驗(1093'CX15min)后，膠片冷面(本體硅橡膠層)溫度低于40(TC。 本發(fā)明的有益效果是
1) 、本發(fā)明的硅橡膠防火隔離層在吸熱的同時能產(chǎn)生稀釋空氣中的氧和聚合物分解生 成的可燃?xì)鈶B(tài)物，并能放出保護氣體阻隔氧氣，起到阻燃效果，該材料還具有抑煙特性。該 材料遇明火時，表面的酚醛樹脂迅速碳化與膨脹石墨及蒙脫土形成多層防火碳層，再依靠玻 璃纖維或碳纖維網(wǎng)絡(luò)形成嚴(yán)密的隔熱層，能隔絕或削弱熱傳遞，而且水滑石受熱后，釋放水 和二氧化碳，使材料不燃燒、不發(fā)煙、不產(chǎn)生有毒氣體，加上該材料的比重較輕。切斷硅橡 膠、熱和氧氣三要素構(gòu)成的燃燒循環(huán)，本發(fā)明具有良好的阻燃防火效果。
2) 硅橡膠阻燃降溫層，當(dāng)遭遇火焰時，材料在吸熱的同時能產(chǎn)生稀釋空氣中的氧和聚 合物分解生成的可燃?xì)鈶B(tài)物，并能放出保護氣體阻隔氧氣，起到阻燃降溫效果。
3) 硅橡膠抗燒蝕層，它能抗擊火焰的燒蝕，保護本體硅橡膠。
4) 當(dāng)遇火災(zāi)時，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層可形成多層 防火隔離膜，具有能隔絕和削弱熱傳遞，防止火焰繼續(xù)燃燒。本體硅橡膠層能與金屬底板有 機的結(jié)合在一起，不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生燃燒時放出的濃煙或有毒氣體。適用制作飛機特殊環(huán)境的要求的防火墻用防火硅橡膠材料。也可以作高速交通工具(飛機、輪船船艙、火車車廂、
地鐵車廂、電梯廂等)，建筑物內(nèi)部防火材料、軍事裝備、消防工具等。


圖1是本發(fā)明防火硅橡膠復(fù)合材料進(jìn)行火焰試驗的示意圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面的實施例。 實施例1:
防火硅橡膠復(fù)合材料，它由硅橡膠防火隔離層l、硅橡膠阻燃降溫層2、硅橡膠抗燒蝕 層3、本體硅橡膠層4熱壓復(fù)合而成，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒 蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。
上述防火硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，它包括如下步驟
1. 硅橡膠防火隔離層半成品的制備-
硅橡膠防火隔離層的材料由基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料
制備而成，各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料100份、增強材料50份、交聯(lián)
劑3份、催化劑0.2份、粘接劑l份；所述的基體為聚二甲基硅氧烷。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填
料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石0.5%、蒙脫土0.5%、膨脹石墨99%。
所述的增強材料為玻璃纖維；玻璃纖維可采用無堿纖維的短纖維(70min以下)。 所述的粘接劑為高分子酚醛樹脂，所述高分子酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂。所述的交聯(lián)
劑為四甲氧基硅垸。所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
硅橡膠防火隔離層半成品的制備方法，它包括如下步驟
1) 按各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料100份、增強材料50份、交聯(lián)劑
3份、催化劑0.2份、粘接劑l份；選取基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘
接劑原料；所述的基體為聚二甲基硅氧烷；
2) 將聚二甲基硅氧烷與增強材料、防火填料混合均勻，然后加入粘接劑、交聯(lián)劑和催 化劑，在室溫混合后，放入摸具中，然后在165士5。C溫度下加壓力0.2小時后成型，壓力為 6MPa，得到厚度為0. 5ram的硅橡膠防火隔離層半成品。
2. 硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備
硅橡膠阻燃降溫層的材料由聚二甲基硅氧垸(作為基體材料)、防火填料、交聯(lián)劑、催 化劑和高分子酚醛樹脂(作為粘接劑)原料制備而成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅 氧烷100份、防火填料100份、交聯(lián)劑3份、催化劑0.2份、高分子酚醛樹脂l份。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填 料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石0.5%、蒙脫土0.5%、膨脹石墨99%。
所述的交聯(lián)劑為四甲氧基硅烷。所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
9硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100 份、防火填料100份、交聯(lián)劑3份、催化劑0.2份、高分子酚醛樹脂l份，選取聚二甲基硅 氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂；
2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂混合，放 入模具中，然后在165士5。C溫度下加壓力0. 2小時后成型，壓力為6MPa，得到厚度為0. 5mm 的硅橡膠阻燃降溫層半成品。
3. 硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備-
硅橡膠抗燒蝕層的材料由面板、中間夾層和底板組成，中間夾層位于面板與底板之間；
面板、底板組成的原料相同(制備也相同)，由聚二甲基硅氧烷(作為基體材料)、可 伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸IOO 份、可伸縮的編織增強材料50份，交聯(lián)劑3份，催化劑0.2份；
中間夾層的材料由聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑組成； 各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、蒙脫土100份，高分子酚醛樹脂l份、交 聯(lián)劑3份、催化劑0.2份；
所述的可伸縮的編織增強材料為可伸縮的編織玻璃纖維。所述的交聯(lián)劑為四甲氧基硅垸。 所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫。
面板(底板)的制備])按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、可伸縮的
編織增強材料50份，交聯(lián)劑3份，催化劑0.2份，選取聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增 強材料、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑 和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0. 2小時后成型，壓力為6MPa， 得到厚度為0. 5皿的面板(底板)；
中間夾層的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、蒙脫土IOO 份，高分子酚醛樹脂l份、交聯(lián)劑3份、催化劑0.2份，選取聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高 分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、 交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2小時后成型，壓力 為6MPa，得到厚度為O. 5ram的中間夾層；
硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備將面板、中間夾層和底板分層依次疊合在層壓機模具里， 然后在165士5。C溫度下加壓力0. 2小時后成型，壓力為6MPa，得到厚度為1. 5隱的硅橡膠 抗燒蝕層半成品。
4. 本體硅橡膠層半成品的制備-
本體硅橡膠層的材料包括聚二甲基硅氧垸，在165士5。C溫度下加壓力0. 2小時后成型， 壓力為6MPa，得到厚度為0. 5mm的本體硅橡膠層半成品。
5. 防火硅橡膠復(fù)合材料的制備
將上述硅橡膠防火隔離層半成品、硅橡膠阻燃降溫層半成品、硅橡膠抗燒蝕層半成品、 本體硅橡膠層半成品分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165土5'C溫度下加壓力0. 2小時 后成型，壓力為6MPa，得到厚度為2. 5ram防火硅橡膠復(fù)合材料(膠片)。將制備的防火硅橡膠復(fù)合材料進(jìn)行火焰試驗，在1100土5(TC火焰噴燒15min，觀察樣品的燒蝕情況。外面(硅橡膠防火隔離層)沒有燃燒，內(nèi)面(冷面，本體硅橡膠層)溫度低于400°C。說明本發(fā)明防火、隔熱效果好。
實施例2:
防火硅橡膠復(fù)合材料，它由硅橡膠防火隔離層l、硅橡膠阻燃降溫層2、硅橡膠抗燒蝕層3、本體硅橡膠層4熱壓復(fù)合而成，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。
上述防火硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，它包括如下步驟
1. 硅橡膠防火隔離層半成品的制備
硅橡膠防火隔離層的材料由基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料
制備而成，各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料200份、增強材料70份、交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份、粘接劑50份；所述的基體為聚二甲基硅氧垸。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填
料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石30%、蒙脫土30%、膨脹石墨40%。
所述的增強材料為玻璃纖維和碳纖維，碳纖維為70mm以下短切碳纖維材料，玻璃纖維為堿纖維的短纖維(70mm以下)，質(zhì)量各占1/2。
所述的粘接劑為高分子酚醛樹脂，所述高分子酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂。
所述的交聯(lián)劑為四乙氧基硅垸。所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9。
硅橡膠防火隔離層半成品的制備方法，它包括如下步驟
1) 按各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料200份、增強材料70份、交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份、粘接劑50份；選取基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料；所述的基體為聚二甲基硅氧垸；
2) 將聚二甲基硅氧烷與增強材料、防火填料混合均勻，然后加入粘接劑、交聯(lián)劑和催化劑，在室溫混合后，放入摸具中，然后在165士5'C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為lmm的硅橡膠防火隔離層半成品。
2. 硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備
硅橡膠阻燃降溫層的材料由聚二甲基硅氧垸(作為基體材料)、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂(作為粘接劑)原料制備而成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、防火填料200份、交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份、高分子酚醛樹脂50份。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石30%、蒙脫土30%、膨脹石墨40%。
所述的交聯(lián)劑為四乙氧基硅垸。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9。硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、防火填料200份、交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份、高分子酚醛樹脂50份，選取聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂；
2)在室溫將聚二甲基硅氧垸、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂混合，放入模具中，然后在165士5。C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為lmni的硅橡膠阻燃降溫層半成品。
3. 硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備-
硅橡膠抗燒蝕層的材料由面板、中間夾層和底板組成，中間夾層位于面板與底板之間；面板、底板組成的原料相同(制備也相同)，由聚二甲基硅氧烷(作為基體材料)、可
伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷IOO
份、可伸縮的編織增強材料70份，交聯(lián)劑5份，催化劑0.3份；
中間夾層的材料由聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑組成；
各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、蒙脫土 200份，高分子酚醛樹脂50份、
交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份；
所述的可伸縮的編織增強材料為可伸縮的編織玻璃纖維。所述的交聯(lián)劑為四乙氧基硅垸。所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁
基錫的質(zhì)量配比為1 : 9。
面板(底板)的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、可伸縮的
編織增強材料70份，交聯(lián)劑5份，催化劑0.3份，選取聚二甲基硅氧垸、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165土5'C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為0. 5mm的面板(底板)；
中間夾層的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、蒙脫土200份，高分子酚醛樹脂50份、交聯(lián)劑5份、催化劑0.3份，選取聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165土5。C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為0. 5mm的中間夾層；
硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備將面板、中間夾層和底板分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165士5'C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為1. 5mm的硅橡膠抗燒蝕層半成品。
4. 本體硅橡膠層半成品的制備
本體硅橡膠層的材料為聚二甲基硅氧垸，在165士5i:溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為lmm的本體硅橡膠層半成品；
5. 防火硅橡膠復(fù)合材料的制備
12將上述硅橡膠防火隔離層半成品、硅橡膠阻燃降溫層半成品、硅橡膠抗燒蝕層半成品、本體硅橡膠層半成品分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165土5'C溫度下加壓力1小時后成型，壓力為7MPa，得到厚度為4mm防火硅橡膠復(fù)合材料(膠片)。
進(jìn)行火焰試驗在本生燈1093 。C的火焰下灼燒15rain (圖1中標(biāo)號5為本生燈)，外面(硅橡膠防火隔離層l)難燃燒，內(nèi)面(冷面，本體硅橡膠層)溫度低于40(TC。說明本發(fā)明防火、隔熱效果好。
實施例3:
防火硅橡膠復(fù)合材料，它由硅橡膠防火隔離層l、硅橡膠阻燃降溫層2、硅橡膠抗燒蝕層3、本體硅橡膠層4熱壓復(fù)合而成，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。
上述防火硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，它包括如下步驟
1. 硅橡膠防火隔離層半成品的制備
硅橡膠防火隔離層的材料由基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料
制備而成，各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料300份、增強材料100份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份、粘接劑100份；所述的基體為聚二甲基硅氧烷。
所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填
料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石99%、蒙脫土0.5%、膨脹石墨0.5%。所述的增強材料為玻璃纖維[中堿纖維的短纖維(70ram以下)。
所述的粘接劑為高分子酚醛樹脂，所述高分子酚醛樹脂為改性酚醛樹脂(硼改性酚醛樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂)。
所述的交聯(lián)劑為甲基三乙氧基硅烷。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量比為2 : 8。
硅橡膠防火隔離層半成品的制備方法，它包括如下步驟
1) 按各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料300份、增強材料100份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份、粘接劑100份；選取基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料；所述的基體為聚二甲基硅氧烷；
2) 將聚二甲基硅氧烷與增強材料、防火填料混合均勻，然后加入粘接劑、交聯(lián)劑和催化劑，在室溫混合后，放入摸具中，然后在165士5。C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa,得到厚度為2mm的硅橡膠防火隔離層半成品。
2. 硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備
硅橡膠阻燃降溫層的材料由聚二甲基硅氧烷(作為基休材料)、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂(作為粘接劑)原料制備而成，各原料所占重量份數(shù)為聚一甲基硅氧烷100份、防火填料300份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份、高分子酚醛樹脂100份。所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石99%、蒙脫土0.5%、膨脹石墨O. 5%。所述的交聯(lián)劑為甲基三乙氧基硅烷。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量比為2 : 8。
硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷IOO份、防火填料300份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份、高分子酚醛樹脂100份，選取聚二甲基硅氧垸、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂；
2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂混合，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為2mm的硅橡膠阻燃降溫層半成品。
3.硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備
硅橡膠抗燒蝕層的材料由面板、中間夾層和底板組成，中間夾層位于面板與底板之間；
面板、底板組成的原料相同(制備也相同)，由聚二甲基硅氧垸(作為基體材料)、可仲縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸IOO份、可伸縮的編織增強材料100份，交聯(lián)劑8份，催化劑0.4份；
中間夾層的材料由聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑組成；各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、蒙脫十300份，高分子酚醛樹脂100份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份；
所述的可伸縮的編織增強材料為可伸縮的編織碳纖維。
所述的交聯(lián)劑為甲基三乙氧基硅烷。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫和二醋酸二丁基錫，二醋酸二丁基錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量比為2 : 8。
面板(底板)的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、可伸縮的編織增強材料100份，交聯(lián)劑8份，催化劑0.4份，選取聚二甲基硅氧垸、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165土5'C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為lmm的面板(底板)；
中間夾層的制備1)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、蒙脫土300份，高分子酚醛樹脂100份、交聯(lián)劑8份、催化劑0.4份，選取聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑；2)在室溫將聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高分了'酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5"C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為2mm的中間夾層；
硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備將面板、中間夾層和底板分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165士5。C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為4ran的硅橡膠抗燒
蝕層半成品。4. 本體硅橡膠層半成品的制備
本體硅橡膠層的材料包括聚二甲基硅氧烷、液體端羧基丁睛橡膠，各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份，液體端羧基丁睛橡膠20份；在165士5'C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為l腿的本體硅橡膠層半成品；
5. 防火硅橡膠復(fù)合材料的制備
將上述硅橡膠防火隔離層半成品、硅橡膠阻燃降溫層半成品、硅橡膠抗燒蝕層半成品、本體硅橡膠層半成品分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165土5'C溫度下加壓力2小時后成型，壓力為8MPa，得到厚度為8mm防火硅橡膠復(fù)合材料(膠片)。
將制備的防火硅橡膠復(fù)合材料進(jìn)行火焰試驗，在1100土5(TC火焰噴燒15min，觀察樣品的燒蝕情況。外面(硅橡膠防火隔離層)難燃燒，內(nèi)面(冷面，本體硅橡膠層)溫度低于400°C。說明本發(fā)明防火、隔熱效果好。
本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)(如溫度、時間等)的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。
1權(quán)利要求
1.防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于它由硅橡膠防火隔離層(1)、硅橡膠阻燃降溫層(2)、硅橡膠抗燒蝕層(3)、本體硅橡膠層(4)熱壓復(fù)合而成，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于硅橡膠防火隔離層的材料 由基體、防火填料、增強材料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料制備而成，各原料所占重量份 數(shù)為基體100份、防火填料100-300份、增強材料50-100份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0. 2_0. 4 份、粘接劑1-100份；所述的基體為聚二甲基硅氧垸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于硅橡膠阻燃降溫層的材料 由聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂原料制備而成，各原料所 占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、防火填料100-300份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0. 2-0. 4 份、高分子酚醛樹脂1-ioo份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于硅橡膠抗燒蝕層的材料由 面板、中間夾層和底板組成，中間夾層位于面板與底板之間；面板的材料由聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料 所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、可伸縮的編織增強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8 份，催化劑0.2-0.4份；底板的材料由聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑組成，各原料 所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、可伸縮的編織增強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8 份，催化劑0.2-0.4份；中間夾層的材料由聚二甲基硅氧垸、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑組成； 各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、蒙脫土100 300份，高分子酚醛樹脂1 100份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于本體硅橡膠層的材料包括 聚二甲基硅氧垸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的防火填料為水滑石、蒙脫土和膨脹石墨，水滑石、蒙脫土、膨脹石墨所占防火填料的重量百分?jǐn)?shù)為水滑石0.5-99%、蒙脫土 0.5-99%、膨脹石墨0. 5-99%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的增強材料為玻璃纖 維、碳纖維中的任意一種或任意一種的混合，任意二種混合時為任意配比。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的交聯(lián)劑為 四甲氧基硅烷、四乙氧基硅垸、四乙氧基硅垸水解物、甲基三乙氧基硅垸、甲基三甲氧基硅 垸中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的催化劑為二 月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫中的任意一種或二種的混合，二種混合時，二醋酸二丁基 錫與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量配比為1 : 9或2 : 8。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的可伸縮的編織增強 材料為可伸縮的編織玻璃纖維、可伸縮的編織碳纖維中的任意一種或二種的混合，二種混合 時為任意配比。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于所述的本體硅橡膠層的 材料包括液體端羧基丁睛橡膠或液體端胺基丁睛橡膠；各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅 氧垸100份，液體端羧基丁睛橡膠或液體端胺基丁睛橡膠1 20份。
12. 如權(quán)利要求1所述的防火硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1) .硅橡膠防火隔離層半成品的制備① 按各原料所占重量份數(shù)為基體100份、防火填料100-300份、增強材料50-IOO份、 交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份、粘接劑1-100份；選取基體、防火填料、增強材料、交 聯(lián)劑、催化劑和粘接劑原料；所述的基體為聚二甲基硅氧垸；② 將聚二甲基硅氧烷與增強材料、防火填料混合均勻，然后加入粘接劑、交聯(lián)劑和催化 劑，在室溫混合后，放入摸具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力為 6 —8MPa,得到厚度為0. 5-2腿的硅橡膠防火隔離層半成品；2) .硅橡膠阻燃降溫層半成品的制備① 按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、防火填料100-300份、交聯(lián)劑3-8 份、催化劑0.2-0.4份、高分子酚醛樹脂1-IOO份，選取聚二甲基硅氧垸、防火填料、交聯(lián) 劑、催化劑和高分子酚酲樹脂；② 在室溫將聚二甲基硅氧烷、防火填料、交聯(lián)劑、催化劑和高分子酚醛樹脂混合，放入 模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力為6—8MPa，得到厚度為`0. 5-2國的硅橡膠阻燃降溫層半成品；3) .硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備① 面板的制備a)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、可伸縮的編織增強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8份，催化劑0.2-0.4份，選取聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編 織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑；b)在室溫將聚二甲基硅氧烷、可伸縮的編織增強材料、交 聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165土5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力 為6 — 8MPa，得到厚度為0. 5-lmm的面板；② 底板的制備a)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧垸100份、可伸縮的編織增 強材料50 100份，交聯(lián)劑3-8份，催化劑0.2-0.4份，選取聚二甲基硅氧垸、可伸縮的編 織增強材料、交聯(lián)劑和催化劑；b)在室溫將聚二甲基硅氧垸、可伸縮的編織增強材料、交 聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力 為6 — 8MPa，得到厚度為0. 5-lmm的底板；③ 中間夾層的制備a)按各原料所占重量份數(shù)為聚二甲基硅氧烷100份、蒙脫土 100 300份，高分子酚醛樹脂1 100份、交聯(lián)劑3-8份、催化劑0.2-0.4份，選取聚二甲基硅氧 烷、蒙脫土、高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑；b)在室溫將聚二甲基硅氧烷、蒙脫土、 高分子酚醛樹脂、交聯(lián)劑和催化劑混合后，放入模具中，然后在165士5'C溫度下加壓力0. 2-2 小時后成型，壓力為6 —8MPa，得到厚度為0.5-2ran的中間夾層；④ 硅橡膠抗燒蝕層半成品的制備將面板、中間夾層和底板分層依次疊合在層壓機模具 里，然后在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力為6—8MPa，得到厚度為1_4腿 的硅橡膠抗燒蝕層半成品；(4) .本體硅橡膠層半成品的制備將聚二甲基硅氧烷在165士5'C溫度下加壓力0.2-2小時后成型，壓力為6—8MPa，得到 厚度為0. 5-l皿的本體硅橡膠層半成品；(5) .防火硅橡膠復(fù)合材料的制備將上述硅橡膠防火隔離層半成品、硅橡膠阻燃降溫層半成品、硅橡膠抗燒蝕層半成品、 本體硅橡膠層半成品分層依次疊合在層壓機模具里，然后在165士5'C溫度下加壓力0. 2-2小 時后成型，壓力為6 — 8MPa，得到厚度為3-8mra防火硅橡膠復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防火硅橡膠復(fù)合材料及制備方法，適用于飛機防火墻，其它高速運輸工具的內(nèi)部防火設(shè)備及軍用相關(guān)設(shè)備等。防火硅橡膠復(fù)合材料，其特征在于它由硅橡膠防火隔離層(1)、硅橡膠阻燃降溫層(2)、硅橡膠抗燒蝕層(3)、本體硅橡膠層(4)熱壓復(fù)合而成，硅橡膠防火隔離層、硅橡膠阻燃降溫層、硅橡膠抗燒蝕層、本體硅橡膠層從外向內(nèi)依次布置。本發(fā)明具有防火、隔熱效果好的特點。
文檔編號C08L83/00GK101564923SQ20091006225
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者濤 萬, 張聯(lián)盟, 勇 王, 陳曉明 申請人:武漢理工大學(xué)