一种阻燃耐低温有机硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，由如下重量份的各原料制成：乙烯基封端氟硅橡胶60‑80份、N‑乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷30‑40份、苯并咪唑‑5,6‑二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物10‑15份、氯丙基聚硅氧烷10‑20份、填料10‑20份、引发剂3‑5份、偶联剂2‑5份。本发明专利技术还公开了所述阻燃耐低温有机硅橡胶的制备方法。本发明专利技术公开的阻燃耐低温有机硅橡胶较市售产品耐低温性能更佳，耐磨性、防火阻燃性和耐候性更优异，硬度、强度更高，回弹性更大，耐油性更好。

A flame retardant and low temperature resistant silicone rubber and its preparation method

The invention discloses a flame-retardant and low temperature resistant silicone rubber, which is characterized in that it is made of 60 \u2011 80 parts of vinyl terminated fluorosilicone rubber, 30 \u2011 40 parts of n \u2011 vinyl-o-phenylimine modified hyperbranched polysiloxane, 10 \u2011 15 parts of benzimidazole \u2011 5,6 \u2011 dicarboxylic acid / amino terminated polyurethane polycondensate, 10 \u2011 20 parts of chloropropyl polysiloxane, 10 \u2011 20 parts of filler, and initiation 3 \u2011 5 parts for agent and 2 \u2011 5 parts for coupling agent. The invention also discloses a preparation method of the flame retardant and low temperature resistant silicone rubber. The flame-retardant and low-temperature resistant silicone rubber disclosed by the invention has better low-temperature resistance, better abrasion resistance, fire-retardant and weather resistance, higher hardness, strength, greater resilience and better oil resistance than the products on sale.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃耐低温有机硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及有机硅橡胶
，尤其涉及一种阻燃耐低温有机硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
有机硅橡胶又称有机硅氧烷或硅酮橡胶，由于其具有优异的耐高低温性能、耐候性、良好的电绝缘性、疏水性，被广泛应用于建筑、汽车、电子电气、新能源等领域。随着市场需求量的增加及使用范围的进一步扩大，人们对有机硅橡胶的性能要求越来越高。因此，发展综合性能优异，功能附加值高的有机硅橡胶具有非常重要的意义。现有技术中的有机硅橡胶在不添加增强填料及助剂时强度小，易燃烧且燃烧后形成粉化残渣，地铁、隧道交通、通讯等领域对消防防火的需求，要求有机硅橡胶在使用时具有阻燃耐火性能，现有技术中的有机硅橡胶无法满足阻燃性要求。添加了增强填料和助剂的有机硅橡胶又存在分散性及粘接性能较差，在长期使用过程中，填料和助剂易外渗，影响其长期使用性能稳定性的问题。除此之外，市售有机硅橡胶还存在强度低，抗撕裂性能和耐磨性能差，耐老化、耐油性能和耐低温性能不好的缺陷。配方工程师在配方开发时，往往考虑低温要求就会牺牲高温性能、耐油性能等，材料的应用受到了限制。在我国北方，气温较低，变速箱密封件对有机硅橡胶材料性能提出了更高的要求，既要满足较高的耐油性能、耐高温和防火阻燃性能，又要有较好的耐低温性能。中国专利技术专利CN106751907A公开了一种加成型硅橡胶及其制备方法，制备出来的硅橡胶固化温度低，固化周期短，但是耐油性、阻燃性和耐低温性能有待进一步提高。可见，如何同时改善有机硅橡胶的防火阻燃性、耐低温性能、耐油性成为业内亟待解决的难题。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种阻燃耐低温有机硅橡胶及其制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率和成品合格率高，生产成本低，可大规模工业化生产；制备得到的阻燃耐低温有机硅橡胶较市售产品耐低温性能更佳，耐磨性、防火阻燃性和耐候性更优异，硬度、强度更高，回弹性更大，耐油性更好。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，由如下重量份的各原料制成：乙烯基封端氟硅橡胶60-80份、N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷30-40份、苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物10-15份、氯丙基聚硅氧烷10-20份、填料10-20份、引发剂3-5份、偶联剂2-5份。进一步地，所述填料为氧化铝、氢氧化铝、硅微粉、有机化蒙脱土、片状云母粉、硼酸锌、有机化凹凸棒土中至少一种。进一步地，所述引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。进一步地，所述苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将苯并咪唑-5,6-二甲酸、端氨基聚氨酯、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，常压下100-110℃反应4-6小时，后升温至260-280℃，在100-300Pa下进行缩聚反应16-20小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤3-5次，再旋蒸除去乙醇，即可。优选地，所述苯并咪唑-5,6-二甲酸、端氨基聚氨酯、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:(0.2-0.4):(5-8)。优选地，所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。进一步地，所述N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：将N-乙烯基邻苯亚胺、超支化聚硅氧烷、铂金催化剂加入到有机溶剂中，在80-90℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去有机溶剂，在70-80℃干燥至恒重后，剪切粉碎机研磨成弹性体粉，得到N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷。优选地，所述N-乙烯基邻苯亚胺、超支化聚硅氧烷、铂金催化剂、有机溶剂的质量比为30g:(90-150)g:(1-15)ppm:(360-600)g。这里，ppm是相对于重量g的百分率，表示“百万分之…”，ppm换算成‰为：1ppm＝0.001‰。优选地，所述铂金催化剂为氯铂酸或Karstedt铂金催化剂中的至少一种。优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一种。进一步地，所述阻燃耐低温有机硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：根据配比，将各原料投入密炼机中在120-150℃下密炼13-20分钟，然后卸料到开料机上出片，得到密炼胶；将密炼胶进行出料，投入开炼机中开炼均匀，下辊，静置1-3h后放入模具进行硫化成型，制得阻燃耐低温有机硅橡胶。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本专利技术提供的阻燃耐低温有机硅橡胶，制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率和成品合格率高，生产成本低，可大规模工业化生产。(2)本专利技术提供的阻燃耐低温有机硅橡胶，克服了传统有机硅橡胶强度低，抗撕裂性能和耐磨性能差，耐老化、防火阻燃性、耐油性和耐低温性能不好的缺陷，具有耐低温性能更佳，耐磨性、防火阻燃性和耐候性更优异，硬度、强度更高，回弹性更大，耐油性更好的优点。(3)本专利技术提供的阻燃耐低温有机硅橡胶，基体材料由乙烯基封端氟硅橡胶、N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷、苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物和氯丙基聚硅氧烷共混而成；其中的苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物上的苯并咪唑基和氯丙基聚硅氧烷上的氯丙基在成型阶段会发生化学反应，使得二者连接在一起；乙烯基封端氟硅橡胶和乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷上均含有乙烯基，在成型阶段发生共聚反应而连接在一起，氯丙基聚硅氧烷和乙烯基封端氟硅橡胶、N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷均含有聚硅氧烷结构，相容性好，不易发生相分离，各成分协同作用，形成三维网络结构，改善了材料的综合性能；通过添加苯并咪唑结构和邻苯亚胺结构的引入，能在较大程度上改善材料的耐低温性能，同时，还能改善其阻燃性能。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的乙烯基封端氟硅橡胶为预先制备，制备方法参考：张国栋，乙烯基封端氟硅橡胶的制备及性能研究，杭州师范大学学报(自然科学报)，2008,7(6)；超支化聚硅氧烷为预先制备，制备方法参考：MathiasLJ,CarothersTW.Hyperbranchedpoly(siloxysilanes)[J].JAmChemSoc,1991,113:4043；所述氯丙基聚硅氧烷为预先制备，制备方法参考：孙效华等，氯丙基聚硅氧烷的合成进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，由如下重量份的各原料制成：乙烯基封端氟硅橡胶60-80份、N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷30-40份、苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物10-15份、氯丙基聚硅氧烷10-20份、填料10-20份、引发剂3-5份、偶联剂2-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，由如下重量份的各原料制成：乙烯基封端氟硅橡胶60-80份、N-乙烯基邻苯亚胺改性超支化聚硅氧烷30-40份、苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物10-15份、氯丙基聚硅氧烷10-20份、填料10-20份、引发剂3-5份、偶联剂2-5份。


2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，所述填料为氧化铝、氢氧化铝、硅微粉、有机化蒙脱土、片状云母粉、硼酸锌、有机化凹凸棒土中至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，所述引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，所述苯并咪唑-5,6-二甲酸/端氨基聚氨酯缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将苯并咪唑-5,6-二甲酸、端氨基聚氨酯、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，常压下100-110℃反应4-6小时，后升温至260-280℃，在100-300Pa下进行缩聚反应16-20小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤3-5次，再旋蒸除去乙醇，即可。


6.根据权利要求5所述的一种阻燃耐低温有机硅橡胶，其特征在于，所述苯并咪唑-5,6-二甲酸、端氨基聚氨酯、催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：余香兰，朱小红，
申请(专利权)人：湖南辰砾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43