[发明专利]一种耐水型双金属氢氧化物阻燃硅橡胶的制备方法

说明书

本发明设计一种耐水型双金属氢氧化物阻燃硅橡胶，并对其燃烧性能和耐水性能进行了研究；通过在无卤阻燃剂上修饰层状金属氢氧化物，利用其优异的气相阻燃能力和催化成炭能力来增强热稳定性；同时，为了提高阻燃剂与橡胶的相容性与分散性，用硅烷对阻燃剂进行第二次疏水改性；改性得到的高效无卤膨胀阻燃型剂，有效提高了硅橡胶材料的热稳定性和耐水性；本专利的实施，为高阻燃性、高清洁和高效能的无卤阻燃剂体系的开发提供了新的思路，同时较低的添加量也增加了阻燃硅橡胶复合材料的经济效益。

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种耐水型双金属氢氧化物阻燃硅橡胶的制备方法。

技术背景

硅橡胶(SR)由于其重量轻、绝缘性高、耐化学性能优越等特点，越来越多地应用于航空航天、生物医学、电子、电气等领域的外部绝缘体，如高压输电线路、套管和电缆终端等。然而，随着电子行业的发展，SR的使用环境越来越恶劣，尤其是在一些特定的环境中，SR的一些性能如可燃性，不耐水性，机械性能等严重限制了其在高性能要求领域的进一步应用。因此，如何有效地在不影响其他性能的同时提高其阻燃性能是需要解决的关键问题之一；

一般来说，添加阻燃剂是满足要求最方便的方法。然而，传统的阻燃剂，包括金属氢氧化物和膨胀型阻燃剂，效率低下，相容性差，导致SR的加工性能和力学性能急剧下降。所以，如何在有效提高SR 的阻燃性的同时保证SR其他性能的优良，是现在面临的一个很大的挑战。SR阻燃体系仍存在效率低、相容性差、耐水性差,阻燃剂添加量大等关键问题，使得进一步提高SR复合材料的应用价值成为一个难题；

层状氢氧化物作为一种具有层状晶体结构的新型环保纳米阻燃剂，在无卤阻燃聚合物的制备体系中受到越来越多的关注。层状金属氢氧化物不仅可以通过释放H₂O和CO₂来稀释可燃气体，还可以起到隔离火焰和吸收烟雾颗粒的物理屏障作用，从而有效提高基体的阻燃和抑烟性能。然而，当层状金属氢氧化物加入到聚合物中时，由于其与聚合物的相容性较差，以及层间存在很强的范德华力和静电力，容易在基体中团聚，导致阻燃效果不理想；

通过在三聚氰胺聚磷酸盐上负载层状金属氢氧化物，利用其优异的气相阻燃能力和层状金属氢氧化物催化成炭能力来增强热稳定性；同时，为了提高阻燃剂与橡胶的相容性与分散性，用聚二甲基硅氧烷对阻燃剂进行第二次疏水改性；通过改性得到的高效无卤膨胀阻燃型剂，有效提高了硅橡胶材料的耐水性和热稳定性；本专利的实施，为高效阻燃和多功能的无卤阻燃剂体系的开发提供了新的思路，也为探究层状金属氢氧化物对膨胀型阻燃剂的影响提供了实验基础。

发明内容

本发明具体涉及一种耐水型双金属氢氧化物阻燃硅橡胶的制备方法；通过水热反应制备了改性层状金属氢氧化物纳米片负载的无卤阻燃，并通过红外光谱，EDS能谱，静态接触角测试和热重测试证明了改性阻燃剂的成功制备并分析了改性阻燃剂的热性能；将改性阻燃剂以5％的添加量制备阻燃硅橡胶复合材料；通过极限氧指数测试和UL-94测试直观的证明了复合材料高效的阻燃性，并通过水浸泡测试证明了复合材料耐水性的提升。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1.一种耐水型双金属氢氧化物阻燃硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：

---插层金属氢氧化物修饰无卤阻燃剂的制备过程：

a、称取3.8g无卤阻燃剂置于250ml三口瓶中，加入100ml去离子水，加热至40℃，机械搅拌约2h，得到均匀分散的乳白色悬浊液体A；

b、称取4.42g二价过渡金属盐和2.86g三价过渡金属盐置于100ml烧杯中，加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，得到透明溶液B；

c、在机械搅拌作用下，使用恒流泵将溶液B逐滴加入液体A中，温度保持40℃，待滴加过程结束后调节PH至8-9，继续搅拌12h；