本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐火硅橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個(gè)有機(jī)基團(tuán)的橡膠。硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。硅橡膠主要分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。室溫硫化硅橡膠通常以羥基封端的聚二甲基硅氧烷，特殊用途可選用含有烷氧基或其他活性基團(tuán)的聚甲基硅氧烷，其在建筑行業(yè)、電子行業(yè)、模具、汽車、船舶及航空領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中有很多對(duì)橡膠材料添加各種阻燃劑進(jìn)行阻燃的方法，如添加較多的含鹵阻燃劑會(huì)使橡膠獲得良好的阻燃性，但這會(huì)使橡膠燃燒時(shí)會(huì)釋放有毒煙霧，給人們的生命安全帶來極大的隱患，因此在很多場(chǎng)合已被禁止使用。硅橡膠是一種特種橡膠，具有耐熱、耐低溫、高絕緣等性能，應(yīng)用廣泛。使用硅橡膠的環(huán)境各種各樣，有超低溫領(lǐng)域、超高壓領(lǐng)域，甚至還有易爆易燃領(lǐng)域，因此提高硅橡膠的阻燃耐火性能有很大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐火硅橡膠及其制備方法，該硅橡膠制備方法簡(jiǎn)單，具有良好的耐溫性、阻燃性、電絕緣性、耐氧抗老化性，且表現(xiàn)出優(yōu)良的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，適合在易燃易爆領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷30～40份、有機(jī)硅樹脂40～50份、石英砂10～18份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅1～5份、填料5～10份、金屬催化劑0.2～0.8份、硅烷偶聯(lián)劑0.5～2份、無鹵阻燃劑1～6份、阻燃協(xié)效劑1～3份、雙二五硫化劑1～3份、炭黑粉1～5份。

進(jìn)一步的，所述耐火硅橡膠包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷35份、有機(jī)硅樹脂46份、石英砂12份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅3份、填料6份、金屬催化劑0.5份、硅烷偶聯(lián)劑0.8份、無鹵阻燃劑5份、阻燃協(xié)效劑1份、雙二五硫化劑3份、炭黑粉3份。

進(jìn)一步的，所述石英砂為300～500目的二氧化硅微粉。

進(jìn)一步的，所述填料為氣相二氧化硅、空心玻璃微珠、納米碳酸鈣、硅灰石粉中的一種或多種的混合物。

進(jìn)一步的，所述金屬催化劑為鉑、銠、鈀、釕或鋨催化劑中的一種或幾種的混合物。

進(jìn)一步的，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或多種的混合物。

進(jìn)一步的，所述無鹵阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣、三氧化二銻、聚磷酸銨中的一種或多種的混合物。

進(jìn)一步的，所述阻燃協(xié)效劑為硼酸鋅、三氧化二銻、膨脹石墨、石墨烯中的一種或多種的混合物。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、填料、金屬催化劑、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入硅烷偶聯(lián)劑、無鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)檢驗(yàn)合格后的硅橡膠放置通風(fēng)干燥處存放。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1.本發(fā)明的硅橡膠制備方法簡(jiǎn)單，具有良好的耐溫性、阻燃性、電絕緣性、耐氧抗老化性，且表現(xiàn)出優(yōu)良的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，適合在易燃易爆領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

2.本發(fā)明的硅橡膠以聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂為基材，添加有與之匹配的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，輔助有石英砂、金屬催化劑、硅烷偶聯(lián)劑，在燃燒時(shí)，阻燃劑會(huì)受熱膨脹，并且會(huì)有部分遷移到橡膠表面帶走一部分熱量，與橡膠發(fā)生相互作用生成凝聚相炭層；當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，阻燃協(xié)效劑開始與橡膠基材作用，釋放氣體降低凝聚相炭層的溫度，起到覆蓋隔絕氧氣或者稀釋氧氣的作用，阻燃劑與協(xié)效劑這種協(xié)同作用，使之能在橡膠表面形成高穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的阻燃碳層，顯示極佳的耐火阻燃性能。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷35kg、有機(jī)硅樹脂4kg、石英砂12kg、二乙基二硫代氨基甲酸鋅3kg、空心玻璃微珠6kg、金屬催化劑鉑0.5kg、乙烯基三乙氧基硅烷0.8kg、氫氧化鈣5kg、石墨烯1kg、雙二五硫化劑3kg、炭黑粉3kg。其中，石英砂為300～500目的二氧化硅微粉。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、空心玻璃微珠、金屬催化劑鉑、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入乙烯基三乙氧基硅烷、氫氧化鈣、石墨烯，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠，檢驗(yàn)合格后放置通風(fēng)干燥處存放。

實(shí)施例2

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷32kg份、有機(jī)硅樹脂46kg份、石英砂15kg份、二乙基二硫代氨基甲酸鋅3kg、納米碳酸鈣8kg、金屬催化劑釕0.5kg、n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1.2kg、三氧化二銻3kg、硼酸鋅1kg、雙二五硫化劑2kg、炭黑粉3kg。其中，石英砂為300～500目的二氧化硅微粉。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、納米碳酸鈣、金屬催化劑釕、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入n-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、三氧化二銻、硼酸鋅，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠，檢驗(yàn)合格后放置通風(fēng)干燥處存放。

實(shí)施例3

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷37kg、有機(jī)硅樹脂42kg、石英砂16kg、二乙基二硫代氨基甲酸鋅2kg、硅灰石粉10kg、金屬催化劑鈀0.7kg、乙烯基三甲氧基硅烷1.6kg、氫氧化鋁5kg、膨脹石墨2kg、雙二五硫化劑1kg、炭黑粉3kg。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、硅灰石粉、金屬催化劑鈀、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入乙烯基三甲氧基硅烷、氫氧化鋁、膨脹石墨，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠，檢驗(yàn)合格后放置通風(fēng)干燥處存放。

實(shí)施例4

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷38kg、有機(jī)硅樹脂46kg、石英砂18kg、二乙基二硫代氨基甲酸鋅5kg、氣相二氧化硅6kg、金屬催化劑鋨0.8kg、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.6kg、聚磷酸銨5kg、硼酸鋅3kg、雙二五硫化劑3kg、炭黑粉5kg。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、氣相二氧化硅、金屬催化劑鋨、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚磷酸銨、硼酸鋅，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠，檢驗(yàn)合格后放置通風(fēng)干燥處存放。

實(shí)施例5

一種耐火硅橡膠，包括如下重量份的原料：聚甲基乙烯基硅氧烷40kg、有機(jī)硅樹脂50kg、石英砂14kg、二乙基二硫代氨基甲酸鋅5kg、空心玻璃微珠8kg、金屬催化劑銠0.5kg、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.8kg、氫氧化鎂3kg、石墨烯2kg、雙二五硫化劑3kg、炭黑粉2kg。

上述耐火硅橡膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所述聚甲基乙烯基硅氧烷、有機(jī)硅樹脂放入反應(yīng)釜中混合，在50～60℃、真空度0.2～0.5mpa的條件下攪拌反應(yīng)20～30min，再加入石英砂、空心玻璃微珠、金屬催化劑銠、炭黑粉，使用高速乳化劑高速攪拌50～60min，混合物常溫靜置備用；

(2)將步驟(1)制備的混合物放入混煉機(jī)形成包輥后，依次加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氫氧化鎂、石墨烯，充分混煉30～40min，再加入二乙基二硫代氨基甲酸鋅混煉40～50min；

(3)將步驟(2)混煉后的混合物靜置3～4小時(shí)后，加入雙二五硫化劑，返煉1～2小時(shí)，送入平板硫化機(jī)中，于20～40℃固化成型，得到該硅橡膠，檢驗(yàn)合格后放置通風(fēng)干燥處存放。

實(shí)施例6

性能測(cè)試及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)實(shí)施例1-5制備的硅橡膠進(jìn)行熱導(dǎo)率、絕緣強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、阻燃等級(jí)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分別參照gb/t11205-2009、gb/t1659-2005、gb/t528-2009、gb/t528-2009、gb/t2408-1996。

表1.性能測(cè)試結(jié)果

本發(fā)明的硅橡膠制備方法簡(jiǎn)單，具有良好的耐溫性、阻燃性、電絕緣性、耐氧抗老化性，且表現(xiàn)出優(yōu)良的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，適合在易燃易爆領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。