一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用，所述有机硅泡沫材料包括如下按质量份数计的组分：羟基硅油5～20份；乙烯基硅油15～65份；含氢硅油5～20份；含磷氮介孔二氧化硅10～40份；催化剂1～3份；抑制剂0.1～0.5份；所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为30～400nm。本发明专利技术采用羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油和粒径为30～400nm的含磷氮介孔二氧化硅复配，实现了有机硅泡沫材料的刚韧平衡，提高了有机硅泡沫材料的阻尼性能和阻燃性能，可广泛应用于制备各种防火材料。可广泛应用于制备各种防火材料。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机硅泡沫是一种通用的弹性材料，结合了硅橡胶和泡沫材料的特性，具有无毒、化学稳定性好以及电绝缘性好的优点。作为一种高性能材料，有机硅泡沫被应用于航空航天、国防、医药、运输、电气和建筑等领域。相比于传统的高分子材料，有机硅泡沫材料具有特殊的有机
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无机杂化结构，其无机硅氧烷主链为不可燃部分，赋予其一定的阻燃特性，但由于其侧链上有丰富的烃基，因此是可燃的。一旦被点燃，有机硅泡沫材料可以燃烧并释放出窒息的烟雾，并且有机硅泡沫材料有极为丰富的泡孔结构，表现出更大的气流和更大的比表面积，使其更有利于燃烧。因此，仅仅靠无机硅氧烷主链不可燃成分来达到阻燃的目的已经不能满足使用要求。
[0003]中国专利技术专利CN111500071A公开了一种以有机硅聚合物为基体，通过添加补强材料和阻燃填料制得的有机硅泡沫材料，该专利技术所述有机硅泡沫材料具有较高的刚性和较好的阻燃性能，但存在韧性不足(断裂伸长率<150％)和低阻尼(吸声系数<0.5)的问题。因此，亟需提供一种综合性能优异的有机硅泡沫材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的首要目的是克服现有技术的有机硅泡沫材料不能兼顾高韧性(断裂伸长率>150％)、高刚性(拉伸强度>1MPa)、高阻尼(吸声系数>0.5)以及优异的阻燃性能的问题，提供一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料。
[0005]本专利技术的另一目的是提供上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料的制备方法。
[0006]本专利技术的进一步目的是提供上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料的应用。
[0007]本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，包括如下按质量份数计的组分：
[0009][0010][0011]所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为30～400nm。
[0012]在本专利技术中，羟基硅油和含氢硅油通过脱氢反应，以生成的氢气作为内发泡剂，并同时与乙烯基硅油进行交联，控制有机硅泡沫的泡孔强度和孔隙度，使其有足够的力学性
能，且粒径在30～400nm范围内的含磷氮介孔二氧化硅自身的刚性强度和阻止裂纹生长的能力可以赋予材料高刚性、高韧性和优异的阻燃性能，同时其介孔结构起到极佳的吸能减震作用，进而使有机硅泡沫材料可以兼顾高韧性(断裂伸长率>150％)、高刚性(拉伸强度>1MPa)、高阻尼(吸声系数>0.5)以及优异的阻燃性能。
[0013]优选地，所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料由如下按质量份数计的原料制备得到：
[0014][0015]优选地，所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为200～300nm。
[0016]本专利技术所述羟基硅油为羟基封端聚甲基硅氧烷和/或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷。
[0017]本专利技术所述乙烯基硅油中乙烯基质量分数为1％～5％，粘度为5000～10000mPa
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s。
[0018]本专利技术所述含氢硅油选自三甲基硅氧基封端聚烃基氢硅氧烷、苯基含氢聚硅氧烷、乙烯含氢聚硅氧烷的一种或多种。
[0019]本专利技术所述含氢硅油中氢含量为0.5mol％～0.7mol％。
[0020]本专利技术所述抑制剂选自甲基丁炔醇、乙炔环己醇、马来酸甲酯中的一种或多种。
[0021]本专利技术所述含磷氮介孔二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：
[0022]S1.将溶胶
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凝胶法制备得到的粒径为30～400nm的介孔二氧化硅加入到硫酸锌水溶液中，超声分散后得到介孔二氧化硅
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锌溶液；
[0023]S2.配置氨基三亚甲基膦酸或聚磷酸铵与硫酸锌水溶液，超声分散均匀；
[0024]S3.将S2配置得到的氨基三亚甲基膦酸或聚磷酸铵与硫酸锌水溶液加入到介孔二氧化硅
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锌溶液中，后处理得到含磷氮介孔二氧化硅。
[0025]本专利技术还提供上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
[0026]按比例将羟基硅油、乙烯基硅油、催化剂、含磷氮介孔二氧化硅、抑制剂混合、搅拌，加入含氢硅油，搅拌均匀，经固化、发泡后得到有机硅泡沫材料。
[0027]本专利技术还保护上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料在防火材料中的应用。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术提供了一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，采用羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油和含磷氮介孔二氧化硅复配，实现了有机硅泡沫材料的刚韧平衡，提高了有机硅泡沫材料的阻尼性能和阻燃性能，可广泛应用于各种防火材料中。
具体实施方式
[0030]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0031]本专利技术所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本
常规试剂、方法和设备。
[0032]本专利技术各实施例及对比例的高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料通过如下过程制备得到：
[0033]按比例将羟基硅油、乙烯基硅油、催化剂、含磷氮介孔二氧化硅、抑制剂混合、搅拌，加入含氢硅油，搅拌均匀，经固化、发泡后干燥得到有机硅泡沫材料。固化时间为3～5min，干燥温度为80℃。
[0034]实施例1
[0035]一种含磷氮介孔二氧化硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
[0036]S1.将4.8g的十六烷基三甲基溴化铵溶解于192ml去离子水中，并在30℃下在不断搅拌，然后将102ml的乙醇和19.2ml碱性催化剂加入到上述混合溶液中，并在搅拌下保持10分钟，之后将7ml正硅酸四乙酯加入到先前的溶液中，35s后将上述反应混合溶液倒入300ml去离子水中并保持磁力搅拌；稀释后，滴入2mol/L HCl溶液将体系中和180s，直至体系pH值从11降为9.5，得到二氧化硅悬浊液，经过高速离心和抽滤后，放入550
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600℃马弗炉中煅烧6h，去除模板剂，得到粒径为200～300nm的介孔二氧化硅粉末；
[0037]S2.将S1制备得到的粒径为200～300nm的介孔二氧化硅粉末倒入0.3％浓度硫酸锌水溶液中，超声分散2小时，得到介孔二氧化硅
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锌溶液；另外配制氨基三亚甲基膦酸(或聚磷酸铵)和50％硫酸锌水溶液，超声分散均匀，然后逐滴加入到上述介孔二氧化硅溶液中，搅拌24小时，离心分散，用去离子水洗涤数次，在80℃下真空干燥48小时，得到粒径为200～300nm的含磷氮介孔二氧化硅阻燃剂，记为含磷氮介孔二氧化硅A。
[0038]实施例2
[0039]本实施例与实施例1的区别在于，步骤S1中十六烷基三甲基溴化铵溶解于去离子水中后的搅拌温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，由如下按质量份数计的原料制备得到：所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为30～400nm。2.如权利要求1所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，由如下按质量份数计的原料制备得到：3.如权利要求1～2任一所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为200～300nm。4.如权利要求1～2任一所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，所述羟基硅油为羟基封端聚甲基硅氧烷和/或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷。5.如权利要求1～2任一所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，所述催化剂为铂金催化剂。6.如权利要求1～2任一所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，所述含氢硅油选自三甲基硅氧基封端聚烃基氢硅氧烷、苯基含氢聚硅氧烷、乙烯含氢聚硅氧烷的一种或多种。7.如权利要求1～2任一所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，其特征在于，所述抑制剂选自甲基丁炔醇、乙炔环己醇、马来酸甲酯中...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑兰，陈伟杰，杜兵华，陈胜，李泽洋，彭文磊，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：