[发明专利]一种低密度低导热高温可陶瓷化有机硅泡沫材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种低密度低导热高温可陶瓷化有机硅泡沫材料及制备方法，按重量份数计包括：硅油115～160份、催化剂0.5～5份、抑制剂0.1～0.5份、发泡助剂0.3～1.5份、耐热层状硅酸盐8～40份、低熔点助溶剂8～30份、高温陶瓷化协效剂0～8份；本发明在低密度有机硅泡沫材料中引入特定的高温可陶瓷化填料体系，耐热层状硅酸盐和低熔点助熔剂，赋予了高温煅烧后的硅泡沫材料较高的力学强度；并且在高温可陶瓷化硅泡沫中进一步加入高温陶瓷化协效剂层状双氢氧化物，最终实现高温煅烧后有机硅泡沫陶瓷体力学性能的大幅提升。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低密度低导热高温可陶瓷化有机硅泡沫材料及制备方法。

背景技术

有机硅泡沫(SiF)是一种遍布孔结构的轻质有机硅弹性体材料，与有机硅橡胶(SiR)类似，具有耐高低温、耐候耐久、疏水防潮等特点；除此之外，其多孔结构赋予的隔热、减震、以及优异的压缩回弹能力，使之被广泛应用于动力电池、轨道交通、航空航天等领域。然而，主要成分为聚有机硅氧烷链的SiF在持续的高温火焰或热流环境中，将断链分解重构和侧基完全氧化交联生成松散的小分子环状硅氧烷和SiO₂粉末，几乎没有强度，较弱的外力也能使其破坏坍塌，不再具备自支撑能力。特别是作为结构材料时，将因此而完全丧失原有的密封、隔绝以及绝缘等作用。

高温陶瓷化技术是近年来新兴于SiR中的一种高温防火技术，其要求可陶瓷化SiR至少包含基材、耐热硅酸盐填料、低熔点助熔剂三个组分。在极端高温情况下，低熔点助熔剂熔融成液态，粘结基材分解生成的小分子环状硅氧烷和SiO₂粉末，同时与耐热硅酸盐填料发生共晶反应，最终共同形成致密坚硬的类陶瓷相。将该技术用于SiF的高温防火至今鲜有报道，在低密度低导热SiF材料中则更甚。层状双氢氧化物(LDH)是一种层状结构的多金属氢氧化物，最为独特的是层板上金属阳离子的可设计性，可以被调边为多种类型的金属元素，这使其在高温可陶瓷化SiF中发挥协效作用成为可能。LDH在高温条件下生成的多金属氧化物不仅具有促进SiF基体中有机侧链更大程度脱除、减少最终陶瓷相中缺陷的能力，而且可以作为一种晶体相对形成的陶瓷体进行物理增强。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种使SiF获得高温自支撑能力，提升火安全性能的低密度低导热高温可陶瓷化有机硅泡沫材料及制备方法。

本发明采用的技术方案是：一种低密度低导热高温可陶瓷化有机硅泡沫材料，按重量份数计包括：硅油115～160份、催化剂0.5～5份、抑制剂0.1～0.5份、发泡助剂0.3～1.5份、耐热层状硅酸盐8～40份、低熔点助溶剂8～30份、高温陶瓷化协效剂0～8份。

进一步的，按重量份数计包括：硅油133～160份、催化剂0.5～1份、抑制剂0.1～0.4份、发泡助剂0.5～1.5份、耐热层状硅酸盐10～20份、低熔点助熔剂8～15份、高温陶瓷化协效剂1～5份。

进一步的，所述硅油按重量份数计包括：端羟基硅油100份、端乙烯基硅油10～40份、高含氢硅油5～15份、低含氢硅油0～5份。

进一步的，所述高温陶瓷化协效剂为层状双氢氧化物，化学通式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+A^n-_x/n·yH₂O；其中主金属元素为铁、钴、镍、铜、锌中的一种，辅金属元素为镁和铝中的一种，A^n-为CO₃^2-。

进一步的，所述耐热层状硅酸盐为蒙脱土、高岭土、伊利石、云母中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

进一步的，所述催化剂为1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂(0)以低粘度硅油为溶剂得到的溶液，有机铂化合物含量为1000～5000ppm。