一种陶瓷化耐火填料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷化耐火填料及其制备方法和应用，一种陶瓷化耐火填料，按照重量份计算，其原料包括以下组分：成瓷粉体80～120份、含氮配位官能团硅烷偶联剂1～5份、稀释剂300～360份、氯铂酸0.5～1份、硼氢化钠25～30份和陶瓷化助剂2～10份。所述陶瓷化耐火填料，与硅橡胶的相容性好，且在硅橡胶中的分散均匀性好，能够有效降低陶瓷化硅橡胶的烧结温度，解决了现有陶瓷化填料分散性差、催化效率低的问题。所述的陶瓷化耐火填料的制备方法，制备方法简单，制得的所述陶瓷化耐火填料的耐火效果好。所述陶瓷化耐火填料的陶瓷化硅橡胶，力学性能优异，且成瓷温度低，阻燃耐火效果好。阻燃耐火效果好。阻燃耐火效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷化耐火填料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及陶瓷化耐火材料
，尤其涉及一种陶瓷化耐火填料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，陶瓷化硅橡胶的研究为阻燃和耐火领域提供了新思路和新方法，陶瓷化硅橡胶在常温下有着普通聚合物的优良性能，且在高温下能形成致密的陶瓷结构从而具有陶瓷特性，在电子电气、电线电缆、航空航天技术等领域有着非常广阔的应用前景。与传统防火电缆相比，陶瓷化硅橡胶体系加工方便、工艺简单，可利用现有设备与技术加工。硅橡胶分解析出非导电硅，加之优良的耐极端环境特性，使之在使用过程中更加环保、安全。
[0003]然而，陶瓷化硅橡胶需要填充大量的陶瓷化填料才能达到稳定阻燃的效果，未经处理的填料会倾向于团聚，在硅橡胶中分散度差，而这样会大大降低制备得到的陶瓷化硅橡胶的力学性能。另一方面，陶瓷化硅橡胶配方中所用主填料的熔点都很高，要想真正陶瓷化，烧结温度需达到1000℃甚至1500℃以上，比如使用氢氧化铝作为主填料。因此，为了能实现“低温烧结”，即能在较低温度下开始陶瓷化，并获得一定强度的陶瓷体，更好地发挥陶瓷化硅橡胶的防火功能，需要降低成瓷温度，达到“低温陶瓷化”的效果。
[0004]现已有的降低陶瓷化硅橡胶烧结温度的方法通常是加入过渡金属催化剂，例如铂化合物或铂络合物，但这种异相催化通常催化效率较低，且催化剂的用量较大，难以达到“低温陶瓷化”的效果。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术的目的在于提出一种陶瓷化耐火填料，与硅橡胶的相容性好，且在硅橡胶中的分散均匀性好，能够有效降低陶瓷化硅橡胶的烧结温度，解决了现有陶瓷化填料分散性差、催化效率低的问题。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提出所述的陶瓷化耐火填料的制备方法，制备方法简单，使得所述陶瓷化耐火填料能够有效地负载铂纳米颗粒，制得的所述陶瓷化耐火填料的耐火效果好。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提出使用所述陶瓷化耐火填料的陶瓷化硅橡胶，力学性能优异，且成瓷温度低，阻燃耐火效果好，解决了现有陶瓷化硅橡胶力学性能差、阻燃效果差的问题。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种陶瓷化耐火填料，按照重量份计算，其原料包括以下组分：
[0010][0011]优选的，所述含氮配位官能团硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-吡啶三乙氧基硅烷和2-(2-吡啶基)乙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0012]优选的，所述成瓷粉体为氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、二氧化硅、碳酸钙、云母粉、硅灰石粉、高岭土粉、蒙脱土粉和滑石粉中的一种或多种。
[0013]优选的，所述稀释剂为有机醇，所述稀释剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或多种。
[0014]优选的，所述陶瓷化助剂为硼砂、低温玻璃粉、石英粉、玻纤粉和聚磷酸铵中的一种或多种。
[0015]一种陶瓷化耐火填料的制备方法，用以制备所述的陶瓷化耐火填料，包括以下步骤：
[0016](1)将含氮配位官能团硅烷偶联剂溶解于稀释剂中，得到硅烷偶联剂溶液，再将硅烷偶联剂溶液、成瓷粉体和陶瓷化助剂混合2h后出料，过滤后烘干，得到硅烷偶联剂改性成瓷粉体；
[0017](2)将氯铂酸溶解于稀释剂中，得到氯铂酸溶液，然后在步骤(1)制得的硅烷偶联剂改性成瓷粉体中加入所述氯铂酸溶液，进行高速混合搅拌，过滤后烘干；
[0018](3)将硼氢化钠溶解于稀释剂中，得到硼氢化钠溶液，然后在步骤(2)制得的粉体中加入所述硼氢化钠溶液，进行高速混合搅拌，过滤后烘干，制得负载铂纳米颗粒的所述陶瓷化耐火填料。
[0019]优选的，所述步骤(2)中，所述高速混合搅拌的搅拌转速为750～1000rpm，搅拌时间为40～80min。
[0020]优选的，所述步骤(3)中，所述高速混合搅拌的搅拌转速为750～1000rpm，搅拌时间为20～40min。
[0021]优选的，所述步骤(1)～步骤(3)中，进行烘干的烘干温度为110～130℃，烘干时间为1.5～2.5h。
[0022]一种陶瓷化硅橡胶，使用所述的陶瓷化耐火填料制备得到。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、本专利技术使用所述成瓷粉体作为陶瓷填料，通过使用所述含氮配位官能团硅烷偶联剂对所述成瓷粉体进行改性，所述含氮配位官能团硅烷偶联剂与所述成瓷粉体表面自带的羟基发生反应，使得所述成瓷粉体表面的羟基减少，并引入有机官能团，使得所述成瓷粉
体的表面由亲水变为疏水，所述陶瓷化耐火填料能够更好地与硅橡胶相容；
[0025]2、由于所述成瓷粉体的外层由有机硅烷包覆，形成了牢固的化学键，使得所述陶瓷化耐火填料在燃烧过程中产生的裂解产物可以直接固定在无机粉体上，不燃物与有机硅烷燃烧产物粘接共同形成致密连续的陶瓷骨架结构，增加了陶瓷转化率，同时，经过硅烷化试剂处理后，所述成瓷粉体的表面能由25.6mN/m降低至14.9mN/m，能够有效防止所述陶瓷化耐火填料的自身团聚，使得所述陶瓷化耐火填料分散均匀，大大增加了所述陶瓷化耐火填料与硅橡胶基体的相容性，提高了材料的力学性能；
[0026]3、通过使用含氮配位官能团硅烷偶联剂对所述成瓷粉体进行改性，引入了能够与铂金属配位的配位官能团，并进一步与铂金属配位，得到负载铂纳米颗粒的所述陶瓷化耐火填料，其中铂纳米颗粒在固相中促进交联和捕捉活性自由基，可以起到对硅橡胶催化成炭和促进陶瓷化的作用，且能够有效降低陶瓷化硅橡胶的烧结温度(从1000℃减低至600～800℃)，并提高得到的陶瓷体的力学性能。
附图说明
[0027]附图对本专利技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本专利技术的任何限制。
[0028]图1是本专利技术一个实施例的反应过程示意图(含氮配位官能团硅烷偶联剂采用3-氨丙基三乙氧基硅烷)。
具体实施方式
[0029]一种陶瓷化耐火填料，按照重量份计算，其原料包括以下组分：
[0030][0031]需要说明的是，所述氯铂酸指六水合氯铂酸。
[0032]所述成瓷粉体作为陶瓷填料，通过使用所述含氮配位官能团硅烷偶联剂对所述成瓷粉体进行改性，所述含氮配位官能团硅烷偶联剂与所述成瓷粉体表面自带的羟基发生反应，使得所述成瓷粉体表面的羟基减少，并引入有机官能团，使得所述成瓷粉体的表面由亲水变为疏水，所述陶瓷化耐火填料能够更好地与硅橡胶相容，且由于所述成瓷粉体的外层由有机硅烷包覆，形成了牢固的化学键，使得所述陶瓷化耐火填料在燃烧过程中产生的裂解产物可以直接固定在无机粉体上，不燃物与有机硅烷燃烧产物粘接共同形成致密连续的陶瓷骨架结构，增加了陶瓷转化率，同时，经过硅烷化试剂处理后，所述成瓷粉体的表面能由25.6mN/m降低至14.9mN/m，能够有效防止所述陶瓷化耐火填料的自身团聚，使得所述陶
瓷化耐火填料分散均匀，大大增加了所述陶瓷化耐火填料与硅橡胶基体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷化耐火填料，其特征在于，按照重量份计算，其原料包括以下组分：2.根据权利要求1所述的陶瓷化耐火填料，其特征在于，所述含氮配位官能团硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-吡啶三乙氧基硅烷和2-(2-吡啶基)乙基三甲氧基硅烷中的一种。3.根据权利要求1所述的陶瓷化耐火填料，其特征在于，所述成瓷粉体为氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化镁、二氧化硅、碳酸钙、云母粉、硅灰石粉、高岭土粉、蒙脱土粉和滑石粉中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的陶瓷化耐火填料，其特征在于，所述稀释剂为有机醇，所述稀释剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的陶瓷化耐火填料，其特征在于，所述陶瓷化助剂为硼砂、低温玻璃粉、石英粉、玻纤粉和聚磷酸铵中的一种或多种。6.一种陶瓷化耐火填料的制备方法，其特征在于，用以制备如权利要求1所述的陶瓷化耐火填料，包括以下步骤：(1)将含氮配位官能团硅烷偶联剂溶解于稀释剂中，得到硅烷偶联剂溶液，再将硅烷偶联剂溶液、成瓷粉体和陶瓷化助剂混合2h后出料，过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君行，胡新嵩，程小莲，阮德高，曹阳杰，翟晓旭，陈浩英，何宗业，章涛，
申请(专利权)人：广州市高士实业有限公司，
类型：发明
国别省市：