一种阻燃耐高温硅酮密封胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃耐高温硅酮密封胶，制备所述阻燃耐高温硅酮密封胶的原料包括含噁嗪环的硅烷偶联剂。本发明专利技术阻燃耐高温单组份脱醇型硅酮密封胶配方中的偶联剂引入苯并噁嗪和乙烯基，乙烯基可以参与聚合物的交联反应使得偶联剂和聚合物之间有良好的化学结合；苯并噁嗪是含有极性官能团的六元杂环化合物，含有的刚性苯环能使其具有优异的热稳定性；高温下开环后酚羟基和Mannich桥基的N原子间形成的分子间和分子内氢键加强了界面粘结作用，从而保持良好的力学性能。本发明专利技术阻燃耐高温单组份脱醇型硅酮密封胶，不仅环保、耐腐蚀，且具有良好的耐高温、阻燃，界面粘结力等性能。

Flame retardant and high temperature silicone sealant and preparation method thereof

The invention discloses a flame retardant and high-temperature resistant silicone sealant, and the raw material for preparing the flame retardant and high-temperature resistant silicone sealant comprises a silane coupling agent containing oxazine ring. The coupling agent in the flame retardant and high temperature resistant single component dealcoholic silicone sealant is introduced into the benzoxazine and the vinyl group. The vinyl group can participate in the cross-linking reaction of the polymer to make a good chemical combination between the coupling agent and the polymer; benzoxazine is a six membered heterocyclic compound containing polar functional groups and contains the rigid benzene. The ring has excellent thermal stability, and the intermolecular and intramolecular hydrogen bonds formed between the phenol hydroxyl group and the Mannich bridge N atoms at high temperature strengthen the interfacial bonding, thus maintaining good mechanical properties. The flame retardant and high temperature single component dealcoholic silicone sealant not only has environmental protection and corrosion resistance, but also has good resistance to high temperature, flame retardancy and interfacial bonding strength.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃耐高温硅酮密封胶及其制备方法
本专利技术涉及密封胶领域，特别涉及一种阻燃耐高温单组份脱醇型硅酮密封胶及其制备方法。
技术介绍
硅酮密封胶是一种新型高分子密封材料，主要由端羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，辅以交联剂、偶联剂、催化剂及填料配制而成，其主链主要由硅一氧一硅键组成，在固化过程中交联剂与基础聚合物反应形成网状的Si-O-Si骨架结构，从而赋予了硅酮密封胶优异的耐候性、耐高低温性、耐水性和电绝缘性能，因此被广泛应用于建筑、电子电气、机械制造、航天航空、汽车工业、医疗卫生等领域。虽然硅酮密封胶市场前景广阔，但其在使用过程中遇到很多问题，如在某些精密仪器部件组装和汽车维修组装过程中，因长期处在高温条件下，导致界面破坏而失效；又如建筑幕墙材料，由于长期暴露在户外，极易受到高温及紫外线的影响，很容易出现粘结强度下降；而且硅酮胶本身可燃，遇明火会燃烧，并且难自熄。以上种种问题使硅酮胶的应用受到了限制，因此，有效提高硅酮密封胶的耐热性、阻燃性及粘结性成为目前人们关注的焦点之一。中国专利CN106800910A公开了一种环保型阻燃硅酮胶的制备方法，使用超细三氧化二锑阻燃剂作填料和阻燃剂，实现了很好的阻燃性和挤出性，但是三氧化二锑阻燃剂比其他原材料价格高，不利于降低生产成本。中国专利CN102766431A公开了一种高粘接性的硅酮密封胶，在硅酮胶的合成过程中，在羟基封端的聚硅氧烷主链中引入含硫基团，通过羟基封端的聚硅氧烷与硫基聚硅氧烷混合使用，明显提高硅酮密封胶的粘附着力，尤其是与金属、玻璃等基材的粘合力大大增强，但无明显的耐热性和阻燃性。中国专利CN105694799A公开了一种阻燃型脱醇硅酮密封胶的制备方法，该密封胶添加了一种利用十四醇以及三氯硫磷等物质混合加热制成白色固体，再将其与甲基丙烯酸甲酯等物质混合，并进行辐照接枝改性，得到亲油暂溶阻燃剂，从而使密封胶阻燃性能好，粘结力也大大提高，但是该阻燃剂含有氯硫磷等元素，燃烧会产生有毒物质。中国专利CN106085342A公开了一种单组分高导热硅酮胶及其制备方法，将端羟基聚二甲基硅氧烷75-95份、稀释剂9-13份、石墨粉50-60份、阻燃填料20-35份；填料25-35份、催化剂2-3份、交联剂3.5-5.5份和偶联剂2-3.5份制成单组分高导热硅酮胶。该硅酮胶具有良好的阻燃性、耐高低温、抗氧化等性能，但是阻燃填料为活性氢氧化镁或活性氢氧化铝，与体系存在相容性问题，并且过多使用阻燃填料会使力学性能下降。中国专利CN1613950A公开了一种纳米稀土硅酮密封胶，在原常温硅酮密封胶的基础上，增加了稀土元素、纳米碳酸钙，提高了密封胶的耐油、耐水、耐候性能，且不流淌、耐温范围可达-60～+300℃，但未提及稀土元素具体相关物质，可能与体系存在相容性问题。综述所述，现在大部分硅酮密封胶都是通过添加耐热剂和阻燃剂的方法达到耐热阻燃的效果，但是大部分耐热剂都是金属氧化物或稀土元素，与体系存在相容性问题；阻燃剂都是卤系、磷系以及无机阻燃剂，加入这些物质会产生相容性差、燃烧时产生有毒物质造成环境污染等问题。因此，寻求一种能够赋予硅酮密封胶优异的阻燃耐高温性能的制备方法是有必要的。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃耐高温硅酮密封胶，该密封胶环保、耐腐蚀，且具有良好耐高温、阻燃、界面粘结力等性能。本专利技术的另一目的在于阻燃耐高温硅酮密封胶的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种阻燃耐高温硅酮密封胶，制备所述阻燃耐高温硅酮密封胶的原料包括含噁嗪环的硅烷偶联剂。优选地，上述技术方案中，所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，所述含噁嗪环的硅烷偶联剂的制备方法如下：(1)在配备搅拌器、恒压漏斗、冷凝回流装置的三口烧瓶中，氮气保护，依次加入4-氨基苯酚和四氢呋喃，冰水浴10-30min后逐滴加入三氟乙酸酐反应1-2h后除去溶剂得到浅棕色产物；(2)氮气保护，在三口烧瓶中加入(1)制得的产物、乙烯基化合物、过量的多聚甲醛和二甲苯，在110-130℃反应2-3h，冷却至25-35℃，加入硼氢化钠反应3-5h后除去溶剂得到棕色粘稠状产物；(3)氮气保护，在三口烧瓶中加入(2)制得的产物、三氯甲烷和异氰酸酯基硅氧烷，40-50℃反应3-5h，用正己烷析出最终产物得到含噁嗪环的硅烷偶联剂。3.根据权利要求2所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，所述4-氨基苯酚、乙烯基化合物、异氰酸酯硅氧烷的摩尔比为1:1-3:1-3，其他物质过量。优选地，上述技术方案中，所述步骤(3)中异氰酸酯硅氧烷为3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。具体反应式如下：优选地，上述技术方案中，所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，按重量份数计，主要由以下原料制成：端羟基聚二甲基硅氧烷100份；补强填料60～120份；含噁嗪环的硅烷偶联剂0.5～3份；增塑剂5～20份；交联剂3～10份；催化剂0.5～3份。优选地，上述技术方案中，所述的端羟基聚二甲基硅氧烷，黏度为20000～80000Pa·s。优选地，上述技术方案中，所述补强填料是经硬脂酸、脂肪酸等表面处理后，粒径为40～100nm，比表面积为18～25m2/g的纳米碳酸钙；所述的增塑剂为二甲基硅油，粘度为：100～1000Pa·s。优选地，上述技术方案中，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。优选地，上述技术方案中，所述的催化剂为二丁基二醋酸锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、钛酸硅氧烷酯中的一种或多种。一种阻燃耐高温硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将端羟基聚二甲基硅氧烷100份、补强填料60-120份、增塑剂5-20份加入强力分散搅拌机，在温度为90-140℃、真空度为0.085-0.095Mpa、转速为600-800rpm的条件下搅拌脱水3-6h，得到混合原料；(2)将所述步骤(1)中的混合原料冷却至35～45℃，在慢速搅拌下依次加入交联剂3～10份、含噁嗪环的硅烷偶联剂0.5～3份和催化剂0.5～3份，将各组分混合均匀后，在温度为35～45℃、真空为0.085～0.095Mpa、转速为600～800rpm的条件下搅拌0.5～1.5h，即得到单组份脱醇型硅酮密封胶。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术阻燃耐高温单组份脱醇型硅酮密封胶，不仅环保、耐腐蚀，且具有良好的耐高温、阻燃，界面粘结力等性能。(2)本专利技术阻燃耐高温单组份脱醇型硅酮密封胶配方中的偶联剂引入苯并噁嗪和乙烯基，乙烯基可以参与聚合物的交联反应使得偶联剂和聚合物之间有良好的化学结合；苯并噁嗪是含有极性官能团的六元杂环化合物，含有的刚性苯环能使其具有优异的热稳定性；高温下开环后酚羟基和Mannich桥基的N原子间形成的分子间和分子内氢键加强了界面粘结作用，从而保持良好的力学性能。(3)本专利技术所用的含噁嗪环的偶联剂是一种含氮化合物，本身具有阻燃性，能够与聚硅氧烷在各自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，制备所述阻燃耐高温硅酮密封胶的原料包括含噁嗪环的硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，制备所述阻燃耐高温硅酮密封胶的原料包括含噁嗪环的硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，所述含噁嗪环的硅烷偶联剂的制备方法如下：(1)在配备搅拌器、恒压漏斗、冷凝回流装置的三口烧瓶中，氮气保护，依次加入4-氨基苯酚和四氢呋喃，冰水浴10-30min后逐滴加入三氟乙酸酐反应1-2h后除去溶剂得到浅棕色产物；(2)氮气保护，在三口烧瓶中加入(1)制得的产物、乙烯基化合物、过量的多聚甲醛和二甲苯，在110-130℃反应2-3h，冷却至25-35℃，加入硼氢化钠反应3-5h后除去溶剂得到棕色粘稠状产物；(3)氮气保护，在三口烧瓶中加入(2)制得的产物、三氯甲烷和异氰酸酯基硅氧烷，40-50℃反应3-5h，用正己烷析出最终产物得到含噁嗪环的硅烷偶联剂。3.根据权利要求2所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，所述4-氨基苯酚、乙烯基化合物、异氰酸酯硅氧烷的摩尔比为1:1-3:1-3，其他物质过量。4.根据权利要求2所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，所述步骤(3)中异氰酸酯硅氧烷为3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的阻燃耐高温硅酮密封胶，其特征在于，按重量份数计，主要由以下原料制成：端羟基聚二甲基硅氧烷100份；补强填料60～120份；含噁嗪环的硅烷偶联剂0.5～3份；增塑剂5～20份；交联剂3～10份；催化剂0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：周金炼，朱勇，覃玲意，苏齐全，
申请(专利权)人：广西华纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45