[发明专利]兼具阻尼和阻燃性能的改性白炭黑及其制备方法、硅橡胶

说明书

本发明涉及一种白炭黑及其制备方法，属于功能性无机粉体填料技术领域，解决了现有技术当中单一填料不具备多种改性功能，使用单一填料无法制备出同时具有高强度、高阻尼和高阻燃特性的特种硅橡胶的技术问题。本发明提供了一种兼具阻尼和阻燃性能的改性白炭黑，包括白炭黑和有机磷杂菲结构的聚硅氧烷改性剂；改性白炭黑中各组分含量按重量份数计为：白炭黑100份；有机磷杂菲结构的聚硅氧烷3～40份。本发明通过制备具有高强度、高阻尼和高阻燃特性的改性白炭黑进行改性硅橡胶，从而制备出了具有高强度、高阻尼和高阻燃的特种硅橡胶，满足了高科技技术领域对于特种硅橡胶的需求。

技术领域

本发明涉及功能性无机粉体填料技术领域，尤其涉及一种具有高补 强、高阻尼、高阻燃特性的改性白炭黑和硅橡胶。

背景技术

现代航空航天等高技术领域的发展，对耐高温、耐低温、耐老化的 特种硅橡胶提出了更为苛刻的需求，对高强度、高阻尼、高阻燃等功能 性特种硅橡胶的需求越来越大，因而如何制备满足需求的特种硅橡胶成 为有机硅材料领域的难点。

在对高强度、高阻尼、高阻燃的特种硅橡胶的研制中，对于硅橡胶 来说，单一性能的提高已经有了很多的技术进展，比如在高强度硅橡胶 方面，通过对特种补强填料的研究，提高填料与硅橡胶之间的作用力； 在高阻尼硅橡胶方面，研制特种的阻尼硅橡胶和特种的阻尼剂；在高阻 燃方面，开发特种的阻燃填料等等。这些特种硅橡胶某一性能的提高往 往依靠特殊的工艺制备含特殊官能团的硅橡胶基体、特种功能填料或者 特种添加剂，这些技术往往因为制备工艺的复杂导致成本大幅度提高。 而且，大多数的技术进步仅仅是针对单一功能展开，其结果经常是某一 功能的提高是以另一功能的牺牲为代价，比如为了提高力学性能，往往 设法增加补强填料的用量，其结果是工艺性能大幅度下降；使用大量的 阻燃填料提高了硅橡胶的阻燃特性，却往往导致工艺性能和力学性能大 幅度下降。

在众多的改善硅橡胶性能的方法中，公认的简便方法就是引入无机 填料，比如引入白炭黑补强填料提高力学性能、引入片状或纤维状的云 母片、片状石墨、滑石粉、氧化锌晶须等阻尼填料提高阻尼性能、引入 氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃填料提高阻燃特性。多种无机填料在使用之 前，往往需要预处理工艺提高填料与硅橡胶基体的相容性；在使用过程中，多种填料会相互影响，其耦合作用使得硅橡胶的配方工艺复杂，为 了获得综合性能可接受的硅橡胶材料，往往需要相互牺牲。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种具有高强度、高阻尼和高阻 燃特性的改性白炭黑及特种硅橡胶，用以解决现有技术当中单一填料不 具备多种改性功能，使用单一填料无法制备出同时具有高强度、高阻尼 和高阻燃特性的特种硅橡胶的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种兼具阻尼和阻燃性能的改性白炭黑，包括白炭黑 和有机磷杂菲结构的聚硅氧烷；其中，改性白炭黑中各组分含量按重量 份数计如下：

白炭黑100份；有机磷杂菲结构的聚硅氧烷3～40份。

与现有技术相比，本发明提供的兼具阻尼和阻燃性能的改性白炭黑 将有机磷杂菲结构引入到聚硅氧烷中，创新性的将两者结合，在将白炭 黑表面进行疏水处理的同时，可以赋予白炭黑阻尼减振功能，同时，由 于有机磷杂菲结构能够提高改性对象的阻燃性能，从而实现“一步改性 具备三种功能”高效改性处理。经含有机磷杂菲结构的聚硅氧烷处理的 白炭黑作为同时具有补强、阻尼、阻燃功能的填料加入硅橡胶中，提高 了硅橡胶的强度、阻尼特性和阻燃特性，这分别得益于白炭黑的补强功 能、白炭黑表面处理后所具有大体积磷杂菲结构和一定的磷元素的引入。

此外，将有机磷杂菲结构的聚硅氧烷的用量控制在3～40份是根据所 需处理的白炭黑的表面结构及其所需达到的疏水及阻尼效果确定的，若 有机磷杂菲结构的聚硅氧烷的用量小于3份，则几乎没有改性效果；若 有机磷杂菲结构的聚硅氧烷的用量大于40份，则其会影响混炼胶的力学 性能。