一種陶瓷化硅橡膠及其制備方法
【專利摘要】一種陶瓷化硅橡膠及其制備方法，涉及一種橡膠及其制備方法，按重量計(jì)，含有：硅橡膠100份、氣相法白炭黑10～60份，羥基硅油0～10份、金屬鎳或鎳化合物中以鎳計(jì)算的份數(shù)為0.00001～10份、偶聯(lián)劑0～10份、硼酸鋅型瓷化粉10～180份，氫氧化物阻燃劑10～60份，硫化劑雙0.01～5份。將上述材料在捏合機(jī)中混煉，經(jīng)過抽真空加入捏合機(jī)，混煉均勻，形成團(tuán)狀陶瓷化橡膠，冷卻，添加硫化劑進(jìn)行開煉，即得阻燃陶瓷化硅橡膠。本發(fā)明陶瓷化硅橡膠由于添加有本發(fā)明阻燃陶瓷化硅橡膠由于添加有鎳化合物，能夠使得阻燃陶瓷化硅橡膠的燒結(jié)溫度降低，提高制備反應(yīng)速度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種陶瓷化硅橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種橡膠及其制備方法，特別是涉及一種陶瓷化硅橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]普通橡膠在火中一般都會(huì)被完全燒毀，為了阻燃自熄，以往的技術(shù)是添加含鹵素阻燃劑(例如十溴二苯醚等)，雖然效果很好，但是燃燒時(shí)放出大量有毒和腐蝕性氣體，并伴隨有大量的煙霧，已被國內(nèi)外環(huán)保法規(guī)禁用。目前的技術(shù)主要采用無鹵低煙阻燃橡膠，主要有硅橡膠、乙丙橡膠和乙烯一乙酸乙烯酯橡膠(EVM)等，這些橡膠在火中燃燒具有難燃性和自熄性，在火災(zāi)中起一定作用。但是持續(xù)高溫燃燒后，燒余物沒有機(jī)械強(qiáng)度，變成灰燼，不能保持制品的完整性，會(huì)造成更危險(xiǎn)的二次災(zāi)害，例如電纜的護(hù)套和絕緣燒毀后，造成短路。陶瓷化硅橡膠機(jī)理為硅橡膠分解產(chǎn)生的二氧化硅與耐火填料發(fā)生反應(yīng)，在填料邊緣處形成起橋接作用的低共熔混合物，冷卻時(shí)形成陶瓷化產(chǎn)物。陶瓷化硅橡膠不僅可用于耐火電纜中，還可廣泛用于車輛密封條和航空防火涂料等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷化硅橡膠及其制備方法，本發(fā)明陶瓷化硅橡膠不僅具有很高的阻燃性能，同時(shí)添加的填料也不會(huì)影響硅橡膠的其他機(jī)械性能。本發(fā)明能夠使得阻燃陶瓷化硅橡膠的燒結(jié)溫度降低，提高制備反應(yīng)速度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種陶瓷化硅橡膠，所述橡膠組成按重量計(jì)有:
娃橡膠100份；
氣相法白炭黑10?60份；
娃油O?10份；
金屬鎳催化劑0._1?5份；
偶聯(lián)劑O?10份；
瓷化粉10?180份；
氫氧化物阻燃劑10?60份；
硫化劑0.0I?5份。
[0005]所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬。
[0006]所述的一種陶瓷化硅橡膠，如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于，所述白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι。
[0007]所述的一種陶瓷化硅橡膠，硅油為羥基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10-0.10)或者乙烯基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10)。 所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述金屬鎳催化劑為2，5—二羥基苯乙酮一Ni配合物的，按金屬鎳的量折算。
[0008]所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH560、KH560、A151或者A171中的一種或其組合。
[0009]所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述瓷化粉由成瓷填料，助熔劑組成;瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉或氧化鋁中的一種或其組合;瓷化粉中的助熔劑為ZB硼酸鋅，硼酸鈣或低熔點(diǎn)玻璃粉中的一種或其組合;瓷化粉中的其他填料為鈦白粉、滑石粉和碳酸鈣中的一種或其組合。
[0010]所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂或者氫氧化鈰中的一種或其組合;氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0011]所述的一種陶瓷化硅橡膠，所述硫化劑為2，5-二甲基-2，5 -雙(叔丁基過氧基)己烷(俗稱雙-二五)、2，4 -二氯過氧化苯甲酰(俗稱雙-二四)、或者過氧化二異丙苯(俗稱DCP)中的一種或其組合。
[0012]—種陶瓷化硅橡膠的制備方法，所述方法包括以下制備步驟:
①將所述硅橡膠100份、氣相法白炭黑10?60份，羥基硅油O?10份、氫氧化物阻燃劑10?60份在捏合機(jī)中混煉；
②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?_0.04Mpa，溫度保持130?200°C ；
③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉；
④將瓷化粉10?180份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠；
⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻；
⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑0.01?5份開煉后即形成陶瓷化橡膠。
陶瓷化硅橡膠測(cè)試，將陶瓷化硅橡膠膠料在180°C下，1Mpa壓力下，硫化5分鐘制成試片，然后將試片分別測(cè)試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.90KN/M，伸長率達(dá)到270%-310%，撕裂強(qiáng)度達(dá)到26KN/M。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明不僅具有很高的阻燃性能，同時(shí)在添加填料后也不會(huì)影響硅橡膠其他機(jī)械和力學(xué)性能，本發(fā)明阻燃陶瓷化硅橡膠由于添加有本發(fā)明阻燃陶瓷化硅橡膠由于添加有鎳化合物，能夠使得阻燃陶瓷化硅橡膠的燒結(jié)溫度降低，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉑絡(luò)化合物，降低成本且能夠提高制備反應(yīng)速度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，能夠使得阻燃陶瓷化硅橡膠的燒結(jié)溫度降低，且能夠提高制備反應(yīng)速度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]實(shí)施例1
阻燃陶瓷化硅橡膠的制備包括以下步驟:
①將硅橡膠100份、氣相法白炭黑30份，羥基硅油2份、、氫氧化物20份在捏合機(jī)中混煉；
②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?_0.04Mpa，溫度保持130?200°C ； ③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉；
④將瓷化粉90份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠；
⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻；
⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑1.5份開煉后即形成陶瓷化橡膠。
[0016]硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬，選用牌號(hào)為國產(chǎn)110-2。
[00?7]白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在10-15μηι。
[0018]硅油為羥基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10-0.10)或者乙烯基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.01-0.10,乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10)。
金屬鎳催化劑為2，5—二羥基苯乙酮一Ni配合物的，按金屬鎳的量折算0.2份。
[0019]陶瓷粉經(jīng)過為硅烷偶聯(lián)劑ΚΝ550與乙醇復(fù)配后進(jìn)行過濕法處理的。
[0020]瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0021 ]瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁中。
[0022]瓷化粉中的助熔劑為硼酸鈣。
[0023 ]瓷化粉中的其他填料為鈦白粉和氧化鋅。
[0024]氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0025]氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0026]硫化劑為2，4-二氯過氧化苯甲酰(俗稱雙-二四)。
[0027]陶瓷化硅橡膠測(cè)試，將所述陶瓷化硅橡膠膠料采用在160-180°C下，12Mpa壓力下，硫化5分鐘制成試片，然后將試片分別測(cè)試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.60KN/M，伸長率達(dá)到260%-290%，撕裂強(qiáng)度達(dá)到20KN/M。
[0028]實(shí)施例2
阻燃陶瓷化硅橡膠的制備，包括以下步驟:
①將硅橡膠100份、氣相法白炭黑35份，羥基硅油3份、氫氧化物30份在捏合機(jī)中混煉；
②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?_0.04Mpa，溫度保持130?200°C ；
③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉；
④將瓷化粉80份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠；
⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻；
⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑2.0份開煉后即形成陶瓷化橡膠。
[0029]硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬，選用牌號(hào)為國產(chǎn)110-2。
[0030]白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι
硅油為羥基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10-0.10)。
[0031]金屬鎳催化劑為2，5—二輕基苯乙酮一Ni配合物的，按金屬鎳的量折算0.2份陶瓷粉經(jīng)過為硅烷偶聯(lián)劑Α-171與乙醇復(fù)配后進(jìn)行過濕法處理的瓷化粉是一種自制瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0032]瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁中。
[0033]瓷化粉中的助熔劑為硼酸鈣瓷化粉中的其他填料為鈦白粉和氧化鋅。
[0034]氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0035]氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0036]硫化劑為2，5 -二甲基-2，5 -雙(叔丁基過氧基)己烷(俗稱雙-二五)。
[0037]陶瓷化硅橡膠測(cè)試，將所述陶瓷化硅橡膠膠料在160_190°C下，12Mpa壓力下，硫化5分鐘制成試片，然后將試片分別測(cè)試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.50KN/M，伸長率達(dá)至丨」290%-330%，撕裂強(qiáng)度達(dá)到22KN/M。
[0038]實(shí)施例3
阻燃陶瓷化硅橡膠的制備方法，包括以下步驟:
①將硅橡膠100份、氣相法白炭黑30份，羥基硅油2份、、氫氧化物30份在捏合機(jī)中混煉；
②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?_0.04Mpa，溫度保持130?200°C ；
③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉；
④將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后的瓷化粉100份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠；
⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻；
⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑2份開煉后即形成陶瓷化橡膠。
[0039]硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬，選用牌號(hào)為國產(chǎn)110-2。
[0040]白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在10_15μπι。
[0041 ]乙烯基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10,乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10)。
金屬鎳催化劑為2，5—二羥基苯乙酮一Ni配合物的，按金屬鎳的量折算0.2份。
[0042]陶瓷粉經(jīng)過為硅烷偶聯(lián)劑ΚΝ560與乙醇復(fù)配后進(jìn)行過濕法處理的。
[0043]瓷化粉是一種自制瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0044]瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁中。
[0045]瓷化粉中的助熔劑為硼酸鈣。
[0046]瓷化粉中的其他填料為鈦白粉、滑石粉和硼酸鋅。
[0047]氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0048]氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0049]硫化劑為2，4-二氯過氧化苯甲酰(俗稱雙-二四)。
[0050]陶瓷化硅橡膠測(cè)試，將所述陶瓷化硅橡膠膠料在170°C下，12Mpa壓力下，硫化5分鐘制成試片，然后將試片分別測(cè)試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到7.10KN/M，伸長率達(dá)到230%-290%，撕裂強(qiáng)度達(dá)到24KN/M。
[0051 ] 實(shí)施例4
阻燃陶瓷化硅橡膠的制備方法，包括以下步驟:
①將硅橡膠100份、氣相法白炭黑35份，羥基硅油4份、、氫氧化物30份在捏合機(jī)中混煉；②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?-0.04Mpa，溫度保持130?200°C ；
③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉；
④將經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后的瓷化粉100份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠；
⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻；
⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑2份開煉后即形成陶瓷化橡膠。
[0052]硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬，選用牌號(hào)為國產(chǎn)110-2。
[0053]白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在10-15μηι。
[0054]乙烯基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10,乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10)。
金屬鎳催化劑為2，5—二羥基苯乙酮一Ni配合物的，按金屬鎳的量折算0.1份。
[0055]陶瓷粉經(jīng)過為硅烷偶聯(lián)劑ΚΝ560與乙醇復(fù)配后進(jìn)行過濕法處理的。
[0056]瓷化粉是一種自制瓷化粉由成瓷填料，助熔劑和其他填料等部分組成。
[0057]瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉和氧化鋁中。
[0058]瓷化粉中的助熔劑為硼酸鈣。
[0059 ]瓷化粉中的其他填料為鈦白粉、滑石粉和硼酸鋅。
[0000]氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0061]氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。
[0062]硫化劑為2，4-二氯過氧化苯甲酰(俗稱雙-二四)。
[0063]陶瓷化硅橡膠測(cè)試，將所述陶瓷化硅橡膠膠料在180°C下，1Mpa壓力下，硫化5分鐘制成試片，然后將試片分別測(cè)試力學(xué)性能，得到:拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.90KN/M，伸長率達(dá)到250%-280%，撕裂強(qiáng)度達(dá)到25KN/M。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述橡膠組成按重量計(jì)有:娃橡膠100份；氣相法白炭黑10?60份；娃油O?10份； 金屬鎳催化劑0.00001?5份；偶聯(lián)劑O?10份；瓷化粉10?180份； 氫氧化物阻燃劑10?60份；硫化劑0.0I?5份。2.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述硅橡膠為甲基乙烯基硅橡膠，生膠的平均分子量為55-65萬。3.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述白炭黑氣相法白炭黑，粒徑在 10-15μπι。4.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:硅油為羥基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10-0.10)或者乙烯基硅油(羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.10)ο5.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述金屬鎳催化劑為2，5—二輕基苯乙酮一 Ni配合物的，按金屬鎳的量折算。6.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ550、ΚΗ560、ΚΗ560、Α151 或者 Α171 中的一種或其組合。7.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述瓷化粉由成瓷填料，助熔劑組成；瓷化粉的成瓷填料為白云母、硅灰石、石英粉或氧化鋁中的一種或其組合;瓷化粉中的助熔劑為ZB硼酸鋅，硼酸鈣或低熔點(diǎn)玻璃粉中的一種或其組合;瓷化粉中的其他填料為鈦白粉、滑石粉和碳酸鈣中的一種或其組合。8.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述氫氧化物阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂或者氫氧化鈰中的一種或其組合;氫氧化物阻燃劑中的氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為7:3。9.如權(quán)利要求1所述的一種陶瓷化硅橡膠，其特征在于:所述硫化劑為2，5-二甲基-2,5 -雙(叔丁基過氧基)己烷(俗稱雙-二五)、2，4 -二氯過氧化苯甲酰(俗稱雙-二四)、或者過氧化二異丙苯(俗稱DCP)中的一種或其組合。10.一種陶瓷化硅橡膠的制備方法，其特征在于:所述方法包括以下制備步驟: ①將所述硅橡膠100份、氣相法白炭黑10?60份，羥基硅油O?10份、氫氧化物阻燃劑10?60份在捏合機(jī)中混煉； ②對(duì)捏合機(jī)進(jìn)行抽真空，真空度保持在-0.1?_0.04Mpa，溫度保持130?200°C ； ③將金屬鎳催化劑加入在捏合機(jī)中混煉； ④將瓷化粉10?180份加入捏合機(jī)，使瓷化粉與已混煉的硅橡膠混煉均勻，形成團(tuán)狀的陶瓷化橡膠； ⑤將所述團(tuán)狀的陶瓷化橡膠移出捏合機(jī)，并進(jìn)行冷卻； ⑥將冷卻后的團(tuán)狀的陶瓷化橡膠在開煉機(jī)上開煉，添加硫化劑0.01?5份開煉后即形 成陶瓷化橡膠D
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK106046797SQ201610390718
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】梁兵, 孫重陽
【申請(qǐng)人】沈陽化工大學(xué)