一种可瓷化硅橡胶热防护材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可瓷化硅橡胶热防护材料及其制备方法，属于热防护材料领域。该硅橡胶复合材料按照重量分数计包括如下组分：基胶100份，补强剂10～30份，无卤阻燃剂5～20份，第一成瓷烧结助剂0～25份，第二成瓷烧结助剂0～40份，铂络合物或铂化合物(以铂计算)0.01～10份，结构化控制剂1～5份；本发明专利技术通过两种成瓷烧结助剂尤其是过渡金属氧化物与层状填料、多孔填料的中一种组合或几种组合的配合，获得了阻燃性良好的可瓷化硅橡胶热防护材料，同时具有优秀的力学性能，高烧余陶瓷质量残留率。

【技术实现步骤摘要】
一种可瓷化硅橡胶热防护材料及其制备方法
本专利技术涉及一种耐火材料及其制备方法，尤其涉及一种可瓷化硅橡胶热防护材料及其制备方法。
技术介绍
硅橡胶是一类半有机、半无机结构的高分子化合物，兼具有机聚合物和无机聚合物的特性，具有耐高低温、耐老化、耐臭氧等优异性能，在耐火材料领域应用广泛。可瓷化硅橡胶是通过在硅橡胶中添加各种功能填料、助剂、阻燃成分及其他成分混合而成的一种材料。可瓷化硅橡胶能在极高的温度下形成坚硬的陶瓷体，阻隔热量，起到良好的耐火防火效果，保护部件不受损坏。防火材料国外相关专利较多。如美国专利第5508321号及4694030号中使用硅橡胶结合膨胀石墨硅酸盐等组合而成的膨胀物，具有良好的热稳定性。如道康宁公司Khristopher,在液体硅橡胶中添加7％～20％的硅灰石和10％～60％的补强填料等，制成厚度为0.635cm的试片在本生灯1093℃的火焰下灼烧15min，背面没有烧穿或燃烧。JionMeaney开发了一种由有机硅密封剂和陶瓷纤维复合的发动机防火层，在本生灯1093℃火焰下15min不烧穿，且具有耐溶剂、抗水冲刷和抗振动的优点，但其存在产品较厚，比重大、工艺复杂和耐火时间短等问题。国内也有相关研究，CN107057365A公开了一种阻燃型耐火电缆用可瓷化硅橡胶及其制备方法，其材料在烧蚀过程中遇震动但不开裂，耐火性好，但是存在火焰蔓延，离开热源后不自熄、力学性能和阻燃难以兼顾等问题。CN105670301A公开了一种力学性能优秀的可瓷化耐火硅橡胶，阻燃达到V-0级，但其烧结陶瓷质量残留率不高，影响了成瓷效果。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术的目的在于提供一种可瓷化硅橡胶热防护材料及其制备方法，具有优异的耐火性和机械性能、不延燃、工艺简单、成瓷不开裂、热防护性能良好、烧余陶瓷质量残留率高、环保性好。本专利技术为达到上述目的所采用的技术方案是：一种可瓷化硅橡胶热防护材料，包括以下原料组分(按质量份数)：作为本专利技术的进一步改进，所述基胶为甲基乙烯基硅橡胶，优选的，分子量为61万，乙烯基含量0.20％。作为本专利技术的进一步改进，所述补强剂为气相二氧化硅。作为本专利技术的进一步改进，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碱式碳酸镁、氧化铈、多聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA-JN)、三聚氰胺多聚磷酸酯(MPOP)中的任一种或若干种的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述第一成瓷烧结助剂为软化点400℃玻璃粉、软化点650℃玻璃粉、软化点850℃玻璃粉、偏硅酸钠、无水四硼酸钠、硼酸锌中的任一种或若干种的组合。作为本专利技术的进一步改进，所述第二成瓷烧结助剂为过渡金属氧化物与层状填料、多孔填料的中任一种或若干种组合。作为本专利技术的进一步改进，所述过渡金属氧化物为铁氧化物、氧化锆、氧化钇、氧化镁、金红石型二氧化钛中的一种或若干种的组合；优选的，所述铁氧化物为氧化铁、四氧化三铁的混合物，比例为4:6。作为本专利技术的进一步改进，所述层状填料为水滑石、云母、蒙脱土、膨润土中的一种或若干种组合。作为本专利技术的进一步改进，所述多孔填料为蛭石、沸石、硅藻土、海泡石中的一种或若干种组合。作为本专利技术的进一步改进，所述铂络合物或铂化合物为铂含量为100ppm-10000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液、铂-四氢呋喃络合物、甲基乙烯基硅氧烷配位络合物、甲基乙烯基配位铂催化剂、乙烯基硅氧烷络合物、氯铂酸-辛醇络合催化剂、铂乙烯基络合物、氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷中的一种或若干种组合。作为本专利技术的进一步改进，所述结构控制剂为羟基硅油、乙烯基羟基硅油、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或若干种的组合。一种可瓷化硅橡胶热防护材料的制备方法，包括以下步骤：(1)使用双辊开炼机，辊距调至2-4毫米，加温后加入基胶；(2)混炼：在双辊开炼机上依次加入补强剂、铂络合物或铂化合物，与基胶混合均匀后，再依次加入结构化控制剂、无卤阻燃剂、第一成瓷烧结助剂、第二成瓷烧结助剂，再次混合均匀；(3)薄通：在开炼机上加入硫化剂，薄通之后下片；(4)硫化：下片停放24小时，其后用平板硫化机硫化，得到可瓷化硅橡胶热防护材料。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2)的混炼时间为20～40分钟；所述步骤(3)中薄通辊距为1-2毫米。薄通次数为5-10次；所述步骤(4)中硫化条件为12～16MPa、150～190℃下硫化12～18分钟。作为本专利技术的进一步改进，所述无卤阻燃剂采用以下步骤进行预处理：(1)取无卤阻燃剂以及去离子水，采用氧化锆球磨珠作为研磨介质，导入立式砂磨机中进行研磨；(2)研磨结束后进行过滤，取过滤所得固体，烘干粉碎，得到预处理完成的无卤阻燃剂。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)中的研磨时间为1小时，研磨转速为50转/min，所述步骤(2)中过滤所采用的滤网密度为300目。本专利技术的有益效果为：通过两种成瓷烧结助剂尤其是过渡金属氧化物与层状填料、多孔填料的中一种组合或几种组合的配合，获得了阻燃性良好的可瓷化硅橡胶热防护材料，优秀的力学性能，高烧余陶瓷质量残留率，能在高温下形成完整坚硬的陶瓷体，抗震动、抗雨淋；实验测试结果表明：本专利技术提供的可瓷化硅橡胶热防护材料的拉伸强度为7-8.5MPa，拉伸强度为250％-400％，撕裂强度为22-26kN/m，烧余陶瓷质量残留率60％-73％，其中，有机成分甲基乙烯基硅橡胶残留率达20％以上，阻燃等级为V-0，邵氏硬度为邵氏A硬度60-75。本专利技术产品工艺简单，设备通用，可实现批量化生产。上述是专利技术技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。附图说明图1所示为可瓷化硅橡胶热防护材料用冲击火焰烧蚀表面图；图2所示为烧蚀部位横断面图；图3所示为可瓷化硅橡胶热防护材料在马弗炉950℃下烧蚀后所得到产物图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本专利技术的具体实施方式详细说明。实施例1一种可瓷化硅橡胶热防护材料，包括以下原料组分(按质量份数)：一种可瓷化硅橡胶热防护材料的制备方法，包括以下步骤：(1.1)分别取无卤阻燃剂和第一成瓷烧结助剂以及去离子水，采用氧化锆球磨珠作为研磨介质，导入立式砂磨机中进行研磨，研磨时间为1小时，研磨转速为50转/min；(1.2)研磨结束后进行过滤，过滤使用300目的滤网，取过滤所得固体，烘干粉碎，得到预处理完成的无卤阻燃剂和第一成瓷烧结助剂；(2)使用双辊开炼机，辊距调至2-4毫米，加温后加入基胶；(3)混炼：在双辊开炼机上依次加入补强剂、铂络合物或铂化合物，与基胶混合均匀后，再依次加入结构化控制剂、无卤阻燃剂、第一成瓷烧结助剂、第二成瓷烧结助剂，再次混合均匀，混炼时间共为30分钟；(4)薄通：在开炼机上加入硫化剂，薄通之后下片，薄通辊距为1-2毫米。薄通次数为10次；(5)硫化：下片停放24小时，其后用平板硫化机硫化，硫化条件为14MPa、170℃下硫化14分钟，得到可瓷化硅橡胶热防护材料。实施例2本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：一种可瓷化硅橡胶热防护材料，包括以下原料组分(按质量份数)：一种可瓷化硅橡胶热防护材料的制备方法与实施例1相同，在此不再赘述。实施例3本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：一种可瓷化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，包括以下原料组分(按质量份数)：

【技术特征摘要】
1.一种可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，包括以下原料组分(按质量份数)：2.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述基胶为甲基乙烯基硅橡胶，优选的，分子量为61万，乙烯基含量0.20％。3.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述补强剂为气相二氧化硅。4.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碱式碳酸镁、氧化铈、多聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA-JN)、三聚氰胺多聚磷酸酯(MPOP)中的任一种或若干种的组合。5.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述第一成瓷烧结助剂为软化点400℃玻璃粉、软化点650℃玻璃粉、软化点850℃玻璃粉、偏硅酸钠、无水四硼酸钠、硼酸锌中的任一种或若干种的组合。6.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述第二成瓷烧结助剂为过渡金属氧化物与层状填料、多孔填料的中任一种或若干种组合。7.如权利要求6所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述过渡金属氧化物为铁氧化物、氧化锆、氧化钇、氧化镁、金红石型二氧化钛中的一种或若干种的组合；所述铁氧化物为氧化铁、四氧化三铁的混合物，且比例为4:6。8.如权利要求6所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述层状填料为水滑石、云母、蒙脱土、膨润土中的一种或若干种组合。9.如权利要求6所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述多孔填料为蛭石、沸石、硅藻土、海泡石中的一种或若干种组合。10.如权利要求1所述的可瓷化硅橡胶热防护材料，其特征在于，所述铂络合物或铂化合物为铂含量为100ppm-10000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液、铂-四氢呋喃络合物、甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金合，邹雄，施利毅，毛琳，韩景勃，
申请(专利权)人：上海大学，上海陛升新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31