一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，由A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混合而成，A組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：100份基膠、0.01～0.05份鉑金催化劑、30～70份阻燃劑，B組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：100份基膠、1～5份含氫硅油、0.01～0.05份抑制劑、30～70份阻燃劑。本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明制備的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，通過添加阻燃劑使硅凝膠的阻燃等級達到94V-0級，同時又具有良好的物理性能，壓縮形變值小于12％，強度高，粘接性好且儲存性好，具有工業(yè)價值。本發(fā)明制備方法簡單易行，成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠及其制備方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及硅凝膠【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅 凝膠及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 與縮合型液體硅橡膠相比，加成型液體硅凝膠具有硫化過程不產(chǎn)生副產(chǎn)物、不放 熱、收縮率極小、無腐蝕、能深層硫化等優(yōu)點，在高溫下的密封性也比縮合型的好。此外，力口 成型液體硅凝膠硫化后，殘存的鉬或鉬化物對硅橡膠的阻燃作用是獨一無二的。鉬化合物 在硅凝膠中的阻燃作用主要有兩種：一是阻止生成促進解聚的過渡絡合物；二是裂解時， 有利于通過填料或氧化物的中間體固定一部分冷凝產(chǎn)物，形成絕緣性阻隔層。鉬化合物具 有阻燃作用，其用量越大，阻燃效果越好，且基本不影響硅膠的力學性能，但這種阻燃性在 長時間受熱情況下會下降，不能滿足實用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠及其制備方法， 以解決現(xiàn)有加成型液體硅凝膠在長時間受熱下阻燃性能下降等問題。
[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，由A組份和B組份按質(zhì)量比1:1 混合而成，
[0006] A組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：
[0007] 基膠 100份
[0008] 鉬金催化劑0· 01?0· 05份
[0009] 阻燃劑 30?70份
[0010] B組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：
[0011] 基膠 100份 含氫娃油 1?5份 抑制劑 0.01?0.05份 阻燃劑 30?70份
[0012] 其中，A組份和B組份中所述基膠相同，由100質(zhì)量份的乙烯基硅油和20?40質(zhì) 量份的MQ硅樹脂組成，所述乙烯基硅油是在25°C下粘度為500?IOOOmPa. s、乙烯基質(zhì)量 含量為0. 8?1. 6%的乙烯基封端的聚硅氧烷，組成通式為=R2SiO(SiRITO)nSiR2，其中R為 乙烯基，R'為乙烯基或甲基，η為1500?2000 ;所述MQ硅樹脂是在25°C下粘度為200? 500mPa. s、乙烯基質(zhì)量含量為2. 0?3. 0%的含乙烯基的MQ硅樹脂；A組份和B組份中所 述阻燃劑相同；B組份中所述含氫娃油是在25°C下粘度為60?300mPa. s，氫質(zhì)量含量為 0. 1?1.5 %的含氫聚硅氧烷。
[0013] 進一步地，所述乙烯基硅油制備方法如下：將100質(zhì)量份八甲基環(huán)四硅氧烷和 0. 1?3質(zhì)量份四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在攪拌的狀態(tài)下加入0. 01?0. 5質(zhì)量份催 化劑四甲基氫氧化銨，升溫至80?120°C聚合2?6h，再升溫至150?200°C，脫低分子6? 10h，冷卻后得到所述乙烯基硅油。
[0014] 進一步地，所述MQ硅樹脂制備方法如下：（1)在20?60°C下，將100質(zhì)量份硅酸 鈉在酸性條件下水解，然后加入8?20質(zhì)量份四甲基二乙烯基二硅氧烷、5?20質(zhì)量份六 甲基二硅氧烷共水解0. 5?2h，回流2?6h合成MQ萃取溶液；（2) MQ萃取溶液中加入等體 積的甲苯后，在80?150°C回流下脫水縮聚2?6h ; (3)將得到的MQ樹脂溶液水洗至中性， 干燥過濾，減壓蒸餾得到所述MQ樹脂。
[0015] 進一步地，所述含氫娃油制備方法如下：將100質(zhì)量份氫質(zhì)量含量為1. 5?1. 6% 的高含氫娃油和50?150質(zhì)量份的八甲基環(huán)四娃氧燒加到反應荃中，加入15?30質(zhì)量 份酸性催化劑，攪拌，在40?80°C的溫度下反應2?IOh,停止攪拌，過濾，升溫至150? 200°C，脫低分子2?6h，冷卻后得到所述含氫硅油。
[0016] 進一步地，所述酸性催化劑為活性白土或陽離子交換樹脂。
[0017] 進一步地，A組份中所述鉬金催化劑是由氯鉬酸與異丙醇配位合成，鉬質(zhì)量含量為 500 ?3000ppm〇
[0018] 進一步地，B組份中所述抑制劑是由七甲基環(huán)四硅氧烷與乙炔基-1-環(huán)己醇按摩 爾比為1?2:1在氯鉬酸作用下復合改性而成。
[0019] 進一步地，A組份和B組份中所述阻燃劑是CTAB為20?60m2/g的軟質(zhì)炭黑、碳酸 鹽、粒徑為5?10 μ m的石英粉、粒徑為5?10 μ m的氧化鈦、粒徑為5?10 μ m的氧化鋪 微粉、磷酸酯、三唑類化合物、Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基乙二胺中的一種或多種。
[0020] 所述低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)制備基膠：將100質(zhì)量份乙烯基硅油加入捏合機中室溫攪拌0. 5?lh，加入配 方量25 %?50 %的MQ硅樹脂攪拌0. 5?lh，再加入剩余MQ硅樹脂，繼續(xù)攪拌3?5h，得 到基膠；
[0022] (2)制備A組份：100質(zhì)量份基膠、0. 01?0. 05質(zhì)量份鉬金催化劑和30?70質(zhì) 量份阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到A組份；
[0023] (3)制備B組份：100質(zhì)量份基膠、1?5質(zhì)量份含氫硅油、0· 01?0· 05質(zhì)量份抑 制劑和30?70質(zhì)量份阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到B組份；
[0024] (4)將制備得到的A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混合均勻后，在平板硫化機上進行 模壓硫化，硫化溫度為100?140°C，硫化時間為5?lOmin，得到所述低壓縮形變的雙組份 加成型高阻燃硅凝膠。
[0025] 本發(fā)明的有益效果：
[0026] 1、本發(fā)明制備的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，通過添加阻燃劑使硅 凝膠的阻燃等級達到94V-0級，同時又具有良好的物理性能，壓縮形變值小于12%，強度 高，粘接性好且儲存性好，具有工業(yè)價值。
[0027] 2、本發(fā)明制備方法簡單易行，成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)。

【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做更進一步地解釋。下列實施例僅用于說明本發(fā)明，但 并不用來限定本發(fā)明的實施范圍。
[0029] -種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，由A組份和B組份按質(zhì)量比1:1 混合而成，其特征在于，
[0030] A組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：
[0031] 基膠 100份
[0032] 鉬金催化劑0· 01?0· 05份
[0033] 阻燃劑 30?70份
[0034] B組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成：
[0035] 基膠 100份
[0036] 含氫娃油 1?5份 抑制劑 0.01?0.05份 阻燃劑 30?70份
[0037] A組份和B組份中所述基膠相同，由100質(zhì)量份的乙烯基硅油和20?40質(zhì)量份 的MQ硅樹脂組成。所述乙烯基硅油是在25°C下粘度為500?IOOOmPa. s、乙烯基質(zhì)量含量 為0. 8?1. 6%的乙烯基封端的聚硅氧烷，組成通式為=R2SiO(SiRITO)nSiR2，其中R為乙烯 基，R'為乙烯基或甲基，η為1500?2000 ;制備方法如下：將100質(zhì)量份八甲基環(huán)四硅氧烷 和0. 1?3質(zhì)量份四甲基二乙烯基二硅氧烷混合，在攪拌的狀態(tài)下加入0. 01?0. 5質(zhì)量份 催化劑四甲基氫氧化銨，升溫至80?120°C聚合2?6h，再升溫至150?200°C，脫低分子 6?10h，冷卻后得到所述乙烯基硅油。所述MQ硅樹脂是在25°C下粘度為200?500mPa. s、 乙烯基質(zhì)量含量為2. 0?3. 0%的含乙烯基的MQ硅樹脂；制備方法如下：（1)在20?60°C 下，將100質(zhì)量份硅酸鈉在pH = 1?3的酸性條件下水解，然后加入8?20質(zhì)量份四甲基 二乙烯基二硅氧烷、5?20質(zhì)量份六甲基二硅氧烷共水解0. 5?2h，回流2?6h合成MQ 萃取溶液；（2)MQ萃取溶液中加入等體積的甲苯后，在80?150°C回流下脫水縮聚2?6h ; (3)將得到的MQ樹脂溶液水洗至中性，干燥過濾，減壓蒸餾得到所述MQ樹脂。
[0038] A組份和B組份中所述阻燃劑相同，是CTAB為20?60m2/g的軟質(zhì)炭黑、碳酸鹽、 粒徑為5?10 μ m的石英粉、粒徑為5?10 μ m的氧化鈦、粒徑為5?10 μ m的氧化鋪微粉、 磷酸酯、三唑類化合物、Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基乙二胺中的一種或多種。磷酸酯包括三氯乙基 磷酸酯（TCEP)。三唑類化合物包括2-(2' -羥基-5' -叔辛基苯基）苯并三唑。
[0039] A組份中所述鉬金催化劑是由氯鉬酸與異丙醇配位合成，鉬質(zhì)量含量為500? 3000ppm〇
[0040] B組份中所述含氫娃油是在25*?下粘度為60?300mPa. s，氫質(zhì)量含量為0. 1? 1. 5%的含氫聚娃氧焼。制備方法如下：將100質(zhì)量份氫質(zhì)量含量為1. 5?1. 6%的高含氫 娃油和50?150質(zhì)量份的八甲基環(huán)四娃氧焼加到反應爸中，加入15?30質(zhì)量份酸性催化 劑，攪拌，在40?80°C的溫度下反應2?10h，停止攪拌，過濾，升溫至150?200°C，脫低分 子2?6h，冷卻后得到所述含氫硅油。所述酸性催化劑為活性白土或陽離子交換樹脂。
[0041] B組份中所述抑制劑是由七甲基環(huán)四硅氧烷與乙炔基-1-環(huán)己醇按摩爾比為1? 2:1在氯鉬酸作用下復合改性而成。
[0042] 上述低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠的制備方法，包括以下步驟：
[0043] (1)制備基膠：將100質(zhì)量份乙烯基硅油加入捏合機中室溫攪拌0. 5?lh，加入配 方量25 %?50 %的MQ硅樹脂攪拌0. 5?lh，再加入剩余MQ硅樹脂，繼續(xù)攪拌3?5h，得 到基膠；
[0044] (2)制備A組份：100質(zhì)量份基膠、0. 01?0. 05質(zhì)量份鉬金催化劑和30?70質(zhì) 量份阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到A組份；
[0045] (3)制備B組份：100質(zhì)量份基膠、1?5質(zhì)量份含氫硅油、0. 01?0. 05質(zhì)量份抑 制劑和30?70質(zhì)量份阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到B組份；
[0046] (4)將制備得到的A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混合均勻后，在平板硫化機上進行 模壓硫化，硫化溫度為100?140°C，硫化時間為5?lOmin，得到所述低壓縮形變的雙組份 加成型高阻燃硅凝膠。
[0047] 實施例1
[0048] 本實施例涉及的乙烯基硅油25°C下粘度為500mPa. s，乙烯基質(zhì)量含量為0. 8%。 MQ硅樹脂25°C下粘度為200mPa. s，乙烯基質(zhì)量含量為2%。鉬金催化劑的鉬質(zhì)量含量為 500ppm。含氫硅油25°C下粘度為60mPa. s，氫質(zhì)量含量為0. 1%。抑制劑是由七甲基環(huán)四硅 氧烷與乙炔基-1-環(huán)己醇按摩爾比為1:1在氯鉬酸作用下復合改性而成。
[0049] (1)制備基膠：將400Kg乙烯基硅油加入捏合機中室溫攪拌lh，加入60Kg的MQ硅 樹脂攪拌lh，再加入60KgMQ硅樹脂，繼續(xù)攪拌3h，得到基膠；
[0050] (2)制備A組份：取200Kg基膠、0· IKg鉬金催化劑、40Kg石英粉和20Kg軟質(zhì)炭黑 加入攪拌釜中，混合均勻，得到A組份；
[0051] (3)制備B組份：200Kg基膠、5Kg含氫硅油、0· 05Kg抑制劑、40Kg石英粉和20Kg軟 質(zhì)炭黑加入攪拌釜中，混合均勻，得到B組份；
[0052] (4)將制備得到的A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混合均勻后，在平板硫化機上進行 模壓硫化，硫化溫度為120°C，硫化時間為5min，得到所述硅凝膠。
[0053] 制備得到的硅凝膠測試得到以下參數(shù)：
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，由A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混 合而成，其特征在于， A組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成： 基膠 1〇〇份 鉬金催化劑0. 01?0. 05份 阻燃劑 30?70份 B組份按質(zhì)量份數(shù)計，由以下組分組成： 基膠 100份 含氫娃油 1?5份 抑制劑 0.01?0.05份 阻燃劑 30?70份 其中，A組份和B組份中所述基膠相同，由100質(zhì)量份的乙烯基硅油和20?40質(zhì)量份的 MQ硅樹脂組成，所述乙烯基硅油是在25°C下粘度為500?IOOOmPa. s、乙烯基質(zhì)量含量為 0.8?1.6%的乙烯基封端的聚硅氧烷，組成通式為：R2SiO(SiRITO) nSiR2，其中R為乙烯基， R'為乙烯基或甲基，n為1500?2000 ;所述MQ硅樹脂是在25°C下粘度為200?500mPa. s、 乙烯基質(zhì)量含量為2. 0?3. 0%的含乙烯基的MQ硅樹脂；A組份和B組份中所述阻燃劑相 同；B組份中所述含氫娃油是在25°C下粘度為60?300mPa. s，氫質(zhì)量含量為0. 1?1. 5% 的含氫聚硅氧烷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，所 述乙烯基硅油制備方法如下：將100質(zhì)量份八甲基環(huán)四硅氧烷和0. 1?3質(zhì)量份四甲基二 乙烯基二硅氧烷混合，在攪拌的狀態(tài)下加入0. 01?0. 5質(zhì)量份催化劑四甲基氫氧化銨，升 溫至80?120°C聚合2?6h，再升溫至150?200°C，脫低分子6?10h，冷卻后得到所述 乙烯基硅油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，所 述MQ硅樹脂制備方法如下：（1)在20?60°C下，將100質(zhì)量份硅酸鈉在酸性條件下水解， 然后加入8?20質(zhì)量份四甲基二乙烯基二硅氧烷、5?20質(zhì)量份六甲基二硅氧烷共水解 0. 5?2h，回流2?6h合成MQ萃取溶液；（2)MQ萃取溶液中加入等體積的甲苯后，在80? 150°C回流下脫水縮聚2?6h ; (3)將得到的MQ樹脂溶液水洗至中性，干燥過濾，減壓蒸餾 得到所述MQ樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，所 述含氫娃油制備方法如下：將100質(zhì)量份氫質(zhì)量含量為1. 5?1. 6%的高含氫娃油和50? 150質(zhì)量份的八甲基環(huán)四硅氧烷加到反應釜中，加入15?30質(zhì)量份酸性催化劑，攪拌，在 40?80°C的溫度下反應2?10h，停止攪拌，過濾，升溫至150?200°C，脫低分子2?6h， 冷卻后得到所述含氫硅油。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，所 述酸性催化劑為活性白土或陽離子交換樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，A組 份中所述鉬金催化劑是由氯鉬酸與異丙醇配位合成，鉬質(zhì)量含量為500?3000ppm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，B組 份中所述抑制劑是由七甲基環(huán)四硅氧烷與乙炔基-1-環(huán)己醇按摩爾比為1?2:1在氯鉬酸 作用下復合改性而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠，其特征在于，A組 份和B組份中所述阻燃劑是CTAB為20?60m 2/g的軟質(zhì)炭黑、碳酸鹽、粒徑為5?10 ii m的 石英粉、粒徑為5?10 ii m的氧化鈦、粒徑為5?10 ii m的氧化鈰微粉、磷酸酯、三唑類化合 物、N，N，N'，N' -四甲基乙二胺中的一種或多種。
9. 權(quán)利要求1?8任一權(quán)利要求所述低壓縮形變的雙組份加成型高阻燃硅凝膠的制備 方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 制備基膠：將100質(zhì)量份乙烯基硅油加入捏合機中室溫攪拌0. 5?lh，加入配方量 25 %?50 %的MQ硅樹脂攪拌0. 5?lh，再加入剩余MQ硅樹脂，繼續(xù)攪拌3?5h，得到基 膠； (2) 制備A組份：100質(zhì)量份基膠、0. 01?0. 05質(zhì)量份鉬金催化劑和30?70質(zhì)量份 阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到A組份； (3) 制備B組份：100質(zhì)量份基膠、1?5質(zhì)量份含氫硅油、0. 01?0. 05質(zhì)量份抑制劑 和30?70質(zhì)量份阻燃劑加入攪拌釜中，混合均勻，得到B組份； (4) 將制備得到的A組份和B組份按質(zhì)量比1:1混合均勻后，在平板硫化機上進行模壓 硫化，硫化溫度為100?140°C，硫化時間為5?lOmin，得到所述低壓縮形變的雙組份加成 型高阻燃硅凝膠。
【文檔編號】C08K3/36GK104497580SQ201410729837
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】陸磊, 王芳, 張旭 申請人:江蘇天辰新材料有限公司