[发明专利]晶须/硅橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硅橡胶材料技术领域，具体地讲，涉及一种晶须/硅橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

硅橡胶具有独特的化学稳定性、耐候性、耐高低温性、绝缘性及生理惰性等，其在国民经济的各个领域均得到广泛的应用。但硅橡胶的分子链中含有大量的碳和氢，遇明火就会持续燃烧，从而在一定程度上限制了其在电线电缆、电子电气、汽车、航空航天等领域的应用。因此需要对硅橡胶进行阻燃改性，以扩大其使用范围。

硅橡胶常用的阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是指与硅橡胶不发生化学反应，只是以物理方式分散于其中的阻燃剂；反应型阻燃剂是指其本身是硅橡胶的单体，或其作为辅助试剂参与合成硅橡胶的化学反应，成为硅橡胶结构的一部分的阻燃剂。添加型阻燃剂包括有机阻燃剂和无机阻燃剂。有机阻燃剂如十溴二苯醚、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、六溴环十二烷、聚2,6-二溴苯醚、氯化石蜡、多磷酸酯及红磷等。有机阻燃剂虽能起到阻燃作用，但制备得到的硅橡胶在燃烧时所释放出的有毒气体对人体危害较大。无机阻燃剂包括铜及铜化合物、铂及铂化合物、氢氧化镁等。铜及铜化合物与硅橡胶配合使用时，胶料呈黑色，很难再进行配色，所以在实际应用中受到较大限制。铂及铂化合物价格昂贵，且容易被某些微量杂质，如含N、P、S等的化合物污染而失去效应。氢氧化镁作为阻燃剂时，需要大量添加才能起到阻燃作用，但大量添加会严重影响硅橡胶的力学性能和加工性能。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种晶须/硅橡胶复合材料及其制备方法，该晶须/硅橡胶复合材料通过采用晶须作为阻燃剂，使得制备得到的产品具有无卤、阻燃的特点。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种晶须/硅橡胶复合材料的制备方法，包括步骤：A、将100份乙烯基聚硅氧烷混合生胶与20份～30份白炭黑、3份第一聚硅氧烷在30℃～80℃下捏合至少4h，获得基胶；其中，所述第一聚硅氧烷为羟基封端的聚硅氧烷，所述第一聚硅氧烷的平均相对分子质量为610～1110；B、将所述基胶与24份～60份晶须在30℃～80℃下捏合至少3h，获得混炼胶；其中，所述晶须选自碱式硫酸镁晶须或硼酸镁晶须中的任意一种；C、将所述混炼胶与2份～5份硫化剂于双辊机上混炼，得到第一混合物；再将所述第一混合物置于平板硫化机中在9MPa～11MPa、165℃～175℃下加压硫化20min～30min、保压至少1h并冷却，获得晶须/硅橡胶复合材料；其中，所述份数均为质量份数。

进一步地，在所述步骤B中，还包括：将不超过12份的第二聚硅氧烷与所述步骤一得到的基胶及所述晶须进行混合；所述份数均为质量份数；其中，所述第二聚硅氧烷为羟基封端的聚硅氧烷，所述第二聚硅氧烷的平均相对分子质量为610～1110。

进一步地，所述乙烯基聚硅氧烷混合生胶包括质量百分数为20％～80％的第一生胶和质量百分数为80％～20％的第二生胶；其中，所述第一生胶中乙烯基的质量百分数为0.23％，所述第二生胶中乙烯基的质量百分数为0.04％。

进一步地，在所述步骤C中，所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中的任意一种。

进一步地，在所述白炭黑与所述乙烯基聚硅氧烷混合生胶捏合之前，利用硅烷偶联剂对所述白炭黑的表面的羟基进行去除；在所述晶须与所述基胶捏合之前，利用硅烷偶联剂对所述晶须的表面的羟基进行去除。

本发明的另一目的还在于提供一种晶须/硅橡胶复合材料，由如下按质量份数计的组分经混炼、硫化得到：100份乙烯基聚硅氧烷混合生胶、20份～30份白炭黑、3份第一聚硅氧烷、24份～80份晶须以及2份～5份硫化剂；其中，所述第一聚硅氧烷为羟基封端的聚硅氧烷，所述第一聚硅氧烷的平均相对分子质量为610～1110；所述晶须选自碱式硫酸镁晶须或硼酸镁晶须中的任意一种。

进一步地，所述热硫化硅橡胶还包括不超过12份的第二聚硅氧烷；其中，所述第二聚硅氧烷为羟基封端的聚硅氧烷，所述第二聚硅氧烷的平均相对分子质量为610～1110。

进一步地，所述乙烯基聚硅氧烷混合生胶包括质量百分数为20％～80％的第一生胶和质量百分数为80％～20％的第二生胶；其中，所述第一生胶中乙烯基的质量百分数为0.23％，所述第二生胶中乙烯基的质量百分数为0.04％。

进一步地，所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中的任意一种。