一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶及其制备方法，属于硅橡胶材料技术领域。所述低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑30‑60份、羟基硅油2‑8份、硅烷偶联剂0.5‑2份、硬脂酸0.25‑0.8份、硼酸锌3‑8份、苯骈三唑0.1‑0.4份、纳米氢氧化铝40‑60份和气相二氧化钛0.8‑1.6份。本发明专利技术还公开了上述低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的制备方法。本发明专利技术的硅橡胶混炼胶，原料种类少，品质稳定，物理机械性能优异、电气绝缘强度高。

A flame retardant silicone rubber compound with low smoke and high transmittance and its preparation method

The invention discloses a flame retardant silicone rubber compound with low smoke and high transmittance and a preparation method thereof, belonging to the technical field of silicone rubber materials. The flame retardant silicone rubber compound with low smoke and high light transmittance is made of 100 parts of silicone rubber, 30 60 parts of fumed silica, 2 8 parts of hydroxyl silicone oil, 0.5 2 parts of silane coupling agent, 0.25 0.8 parts of stearic acid, 3 8 parts of zinc borate, 0.1 0.4 parts of benzotriazole, 40 60 parts of nano aluminium hydroxide and 0.8 1.6 parts of fumed titanium dioxide. The invention also discloses the preparation method of the flame retardant silicone rubber compound with low smoke and high transmittance. The silicone rubber mix of the invention has the advantages of fewer kinds of raw materials, stable quality, excellent physical and mechanical properties and high electrical insulation strength.

【技术实现步骤摘要】
一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶及其制备方法
本专利技术涉及一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶及其制备方法，属于硅橡胶材料

技术介绍
现有的绝缘硅橡胶混炼胶的制备方法，一是以甲基乙烯基硅橡胶生胶为基胶，加入气相法白炭黑、羟基硅油、氢氧化铝、硅微粉经常温捏合，高温热处理抽真空后得到的阻燃绝缘硅橡胶混炼胶，二是以甲基乙烯基硅橡胶生胶为基胶，加入气相法白炭黑、羟基硅油、氢氧化镁经常温捏合，高温热处理抽真空后得到的阻燃绝缘硅橡胶混炼胶，性能如下：邵氏硬度65-75度、扯断强度7.5-8.5Mpa,伸长率200-300％，烟透光率65-75％。上述制备方法物理机械性能好，但是烟密度高、透光率低。鉴于此，有必要开发一种新的低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，以弥补现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶。本专利技术的硅橡胶混炼胶，原料种类少，品质稳定，物理机械性能优异、电气绝缘强度高。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑30-60份、羟基硅油2-8份、硅烷偶联剂0.5-2份、硬脂酸0.25-0.8份、硼酸锌3-8份、苯骈三唑0.1-0.4份、纳米氢氧化铝40-60份和气相二氧化钛0.8-1.6份。本专利技术的原理是：苯骈三唑，对阻燃硅橡胶混炼胶硫化过程起到稳定作用。使阻燃硅橡胶混炼胶分子间交联程度加强，阻碍氧气分子进入内部，从而达到促使阻燃硅橡胶混炼胶物理性能优异，阻燃体系加强。气相二氧化钛属于纳米级二氧化钛，表面的氢氧基团使其具有亲水性，并且该产品没有任何色素特征。颗粒的平均粒径为21nm，密度为4g/cm3，具有50m2/g的特殊表面，具有优异的紫外线吸收、光催化杀菌、分解有机污染物、耐候抗老化等性能。纳米氢氧化铝不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指数，增加阻燃性能，且有助于改善聚合物制品的表面光洁度和力学、电学性能，增强其抗漏电、耐电弧和耐磨损能力，还用于消烟和减少材料燃烧时腐蚀气体的生成量。硼酸锌能形成玻璃态无机膨胀涂层、促进成炭、能阻碍挥发性可燃物的逸出，在高温下脱水，具有吸热、发泡及冲稀可燃物的功效。有效提高阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，并可以调节橡塑产品的化学，机械，电等方面的性能。本专利技术的低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，是在现有技术的硅橡胶混炼胶的配方里，添加了苯骈三唑、气相二氧化钛、纳米氢氧化铝、硼酸锌。纳米氢氧化铝加入到聚合物中明显降低了可燃性聚合物基体的浓度,从而降低阻燃体系的释热率。纳米氢氧化铝一般含有结晶水或可生成水的组分,在300～350℃吸收大量的潜热而脱水，降低了材料表面的火焰实际温度而使聚合物降解为低分子的速度减慢,减少了可燃物的发生。氢氧化铝脱水后生成活性氧化铝(Al2O3),促进脱氢反应,生成保护炭层,同时催化炭的沉积及相应炭的氧化反应,降低阻燃体系烟雾生成量。气相二氧化钛加入到硅橡胶混炼胶里，由于气相二氧化钛既能吸收紫外线，又能发射、散射紫外线，因此抗紫外线的能力强，极大的提高了硅橡胶混炼胶耐老化效果。硼酸锌能形成玻璃态无机膨胀涂层，阻碍挥发性可燃物的逸出，在高温下硼酸锌分解生成B2O3，附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层，此覆盖层可抑制可燃性气体产生，也可阻止氧化反应和热分解作用，从而起到阻燃作用。苯骈三唑的加入，使阻燃硅橡胶混炼胶硫化过程分子间交联更加稳定，从而达到物理性能高而稳定。性能测试：将本专利技术的低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，进行模压，得到硫化试片，邵氏硬度为60-70度，密度为1.32-1.4g/cm3，扯断强度为8.0-9.0Mpa，扯断伸长率为200-300％，撕裂强度为18.2-20KN/m，电气绝缘强度大于25KV/mm，透光率80％以上。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑40份、羟基硅油5.2份、硅烷偶联剂1份、硬脂酸0.3份、硼酸锌5份、苯骈三唑0.15份、氢氧化铝41份和气相二氧化钛1份。采用上述进一步的有益效果是：上述为各个原料的最佳参数。采用此参数制得的烟密度最低、透光率最高和阻燃性能最佳。更进一步，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。更进一步，所述气相白炭黑比的表面积为200m2/g。更进一步，所述羟基硅油的聚合度为4，粘度为31mm2/S，羟基含量为9.1％。更进一步，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。更进一步，所述纳米氢氧化铝的粒径≤30nm,比表面积≥150m2/g,氢氧化铝含量≥99.9％。采用上述更进一步的有益效果是：采用上述参数的纳米氢氧化铝，得到的低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的烟密度、透光率和阻燃性能最佳。更进一步，所述气相二氧化钛的粒径≤20nm,比表面积≥20m2/g,纳米二氧化钛含量≥99.9％。采用上述更进一步的有益效果是：采用上述参数的气相二氧化钛，得到的低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的烟密度、透光率和阻燃性能最佳。本专利技术的目的之二，是提供上述低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的制备方法。本专利技术的制备方法工艺独特，工艺路线短，生产成本低，品质稳定且易于管控,市场前景广阔，适合规模化生产。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的制备方法，包括如下步骤：(1)取如下重量份数的原料：硅橡胶100份、气相白炭黑30-60份、羟基硅油2-8份、硅烷偶联剂0.5-2份、硬脂酸0.25-0.8份、硼酸锌3-8份、苯骈三唑0.1-0.4份、纳米氢氧化铝40-60份和气相二氧化钛0.8-1.6份；(2)将硅橡胶、硅烷偶联剂、羟基硅油和硬脂酸投入捏合机，开盖混炼5min-10min，至混合均匀；(3)将气相白炭黑均分为4-5份，依次投入捏合机中，每次投料后，混合均匀，才再进行下一次投料，得到混料；(4)将捏合机釜体、釜壁上的粉末清理到混料里，开机升温至160℃，抽真空至-0.065MPa,并于160℃-170℃恒温保持120min；(5)开盖消真空，先降温在120℃以下，再依次投入硼酸锌、苯骈三唑、气相二氧化钛与硅烷偶联剂，在100℃以下，分3次投入纳米氢氧化铝，混炼均匀，从捏合机倒出胶料并冷却；(6)将冷却后的胶料投入到开炼机上，塑炼后薄通打卷，静置冷却后，放入滤胶机过滤杂质，即得到所述低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，步骤(1)所述原料的重量份数为：硅橡胶100份、气相白炭黑40份、羟基硅油5.2份、硅烷偶联剂1份、硬脂酸0.3份、硼酸锌5份、苯骈三唑0.15份、氢氧化铝41份和气相二氧化钛1份。更进一步，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。更进一步，所述气相白炭黑比的表面积为200m2/g。更进一步，所述羟基硅油的聚合度为4，粘度为31mm2/S，羟基含量为9.1％。更进一步，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。进一步，所述纳米氢氧化铝的粒径≤30nm,比表面积≥150m2/g,氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑30‑60份、羟基硅油2‑8份、硅烷偶联剂0.5‑2份、硬脂酸0.25‑0.8份、硼酸锌3‑8份、苯骈三唑0.1‑0.4份、纳米氢氧化铝40‑60份和气相二氧化钛0.8‑1.6份。

【技术特征摘要】
1.一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑30-60份、羟基硅油2-8份、硅烷偶联剂0.5-2份、硬脂酸0.25-0.8份、硼酸锌3-8份、苯骈三唑0.1-0.4份、纳米氢氧化铝40-60份和气相二氧化钛0.8-1.6份。2.根据权利要求1所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：硅橡胶100份、气相白炭黑40份、羟基硅油5.2份、硅烷偶联剂1份、硬脂酸0.28份、硼酸锌5份、苯骈三唑0.15份、纳米氢氧化铝41份和气相二氧化钛1份。3.根据权利要求1或2所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述气相白炭黑的比表面积为200m2/g。4.根据权利要求1或2所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述羟基硅油的聚合度为4，粘度为31mm2/S，羟基含量为9.1％。5.根据权利要求1或2所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。6.根据权利要求1或2所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述纳米氢氧化铝的粒径≤30nm,比表面积≥150m2/g,氢氧化铝含量≥99.9％。7.根据权利要求1或2所述的一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶，其特征在于，所述气相二氧化钛的粒径≤20nm,比表面积≥20m2/g,纳米二氧化钛含量≥99.9％。8.一种低烟、高透光率的阻燃硅橡胶混炼胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取如下重量份数的原料：硅橡胶100份、气相白炭黑30-60份、羟基硅油2-8份、硅烷偶联剂0.5-2份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗华兴，刘庆河，
申请(专利权)人：桂林裕天新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45