一种高性能阻燃隔热云母材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能阻燃隔热云母材料及其应用，涉及高分子材料技术领域。本发明专利技术公开的高性能阻燃隔热云母材料包括如下重量百分比的原料：20

【技术实现步骤摘要】
一种高性能阻燃隔热云母材料及其应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高性能阻燃隔热云母材料及其应用。

技术介绍

[0002]硅橡胶是一类以重复的Si
‑
O键为主链，侧链为甲基、乙烯基、苯基等有机基团的高分子化合物，由于其特殊的结构，赋予硅橡胶良好的耐老化、耐高低温性能、耐候以及电绝缘性能以及相对低的热释放速率等。从而使硅橡胶在电力和电子领域得到广泛的应用。用于电力领域中的硅橡胶制品有点火电缆、船舶电缆和电力电缆等，用于电子行业中的硅橡胶制品也有电器插接件、电绝缘层和电器密封减震器等。纯的硅橡胶燃烧时产生的气体无毒，不会产生滴落现象，燃烧后产生的残余物为二氧化硅，覆盖在聚合物表面，具有阻隔传热和传质的作用。但是硅橡胶本身存在的氧指数远低于30，低于行业标准中要求的制造电缆材料要具有较高阻燃性的要求，而且硅橡胶易燃，一旦着火持续燃烧，具有潜在的燃烧风险，限制其在电线电缆领域的应用。
[0003]云母是硅橡胶阻燃填料使用最广泛的填料之一，云母可以使电缆同时具有优良的电学性能和机械性能。硅橡胶与云母共混，云母的片层结构不仅可以吸附硅橡胶分子链，阻碍硅橡胶链段的运动，提高硅橡胶的交联度，实现硅橡胶热稳定性的提高，而且云母的片层结构阻隔降低热、氧的传输效率，云母还可以有效提高硅橡胶在高温燃烧下残留物的量，促进表面形成陶瓷残余层，有效阻燃和隔热。云母在促进陶瓷层生成时可以有效提高陶瓷层的强度，但是燃烧后收缩率也会随之增大，导致陶瓷层容易破裂，而且随着云母的添加，容易导致加工难度增加以及硅橡胶交联后机械性能恶化等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高性能阻燃隔热云母材料及其应用，解决以下技术问题：现有的硅橡胶中直接添加云母，导致材料在燃烧后产生的陶瓷残余层收缩率高，陶瓷层易破裂；以及云母的添加导致材料加工难度高，加工得到的材料力学性能差。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高性能阻燃隔热云母材料，包括如下重量百分比的原料：20
‑
40%改性云母、0.5
‑
1%硫化剂、硅橡胶余量。
[0006]作为本专利技术的进一步方案：改性云母的制备方法包括如下步骤：S1：将云母纳米粉末、Tris缓冲液加入反应瓶中分散均匀，加入盐酸多巴胺，分散均匀，常温搅拌6
‑
12h，洗涤、干燥、研磨，得到组分一；S2：将组分一、硼酸、二甲苯加入反应釜中，搅拌均匀，升温至100
‑
110℃，回流1
‑
3h，冷却、过滤、洗涤、干燥，得到改性云母。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：S1中云母纳米粉末、Tris缓冲液、盐酸多巴胺的添加比
为1g：10
‑
100mL：1.9
‑
3g。
[0008]作为本专利技术的进一步方案：S2中组分一、硼酸、二甲苯的质量比为30：6
‑
10：250
‑
500。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：硅橡胶的制备方法包括如下步骤：A1：将八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入反应器中,在
‑
0.2～
‑
0.1MPa、40
‑
50℃、除水1
‑
2h，加入四甲基氢氧化铵硅醇盐、十甲基四硅氧烷，继续除水1
‑
2h，常压氮气氛围中，依次进行一段反应、二段反应、三段反应，得到甲基乙烯基硅橡胶；A2：将甲基乙烯基硅橡胶、三氯甲烷加入反应釜中，搅拌均匀，加入3
‑
氯过氧苯甲酸，30
‑
40℃保温12
‑
15h,用甲醇析出洗涤、干燥，得到硅橡胶。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：A1中一段反应具体为：升温速率5
‑
10℃/min,升温至100
‑
120℃、保温反应1
‑
3h；二段反应具体为：升温速率5
‑
10℃/min,升温至150
‑
160℃、保温反应1
‑
3h；三段反应具体为：升温速率5
‑
10℃/min,升温至160
‑
170℃，真空度
‑
0.2～
‑
0.1MPa下反应2
‑
4h。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：A1中八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基氢氧化铵硅醇盐、十甲基四硅氧烷的质量比为200
‑
300:35
‑
100:0.03
‑
0.05:0.2
‑
0.5。
[0012]作为本专利技术的进一步方案：A2中甲基乙烯基硅橡胶、三氯甲烷、3
‑
氯过氧苯甲酸的质量比为5g：100
‑
200mL：3
‑
4g。
[0013]作为本专利技术的进一步方案：硫化剂为过氧化二异丙苯。
[0014]一种高性能阻燃隔热云母材料在电子领域和电子领域中的应用。
[0015]本专利技术的有益效果：（1）本申请首先以云母纳米粉通过与盐酸多巴胺反应，多巴胺在弱碱有氧环境中发生自身的聚合反应生成聚多巴胺，在云母纳米粉末表面粘附，聚多巴胺上含有羟基、氨基等极性基团与云母纳米粉末产生共价和非共价作用，得到组分一；聚多巴胺表面的酚羟基与硼酸反应，得到改性云母，本申请制备的改性云母添加在硅橡胶中作为填料，不仅有效提高硅橡胶的阻燃隔热性能，而且云母的有机改性提升其在有机基质中的分散均匀性，有效提高材料的力学性能。本申请还制备一种新型硅橡胶，利用硅橡胶本身Si
‑
O键能比一般C
‑
C键的键能大得多，键长也比C
‑
C的键长长，得到一种耐寒、耐热以及热稳定性的硅橡胶，硅橡胶侧链上引入少量的甲基乙烯基，不饱和性的分子结构使其具有优异的耐热老化、耐候老化以及耐臭氧性能，硅橡胶具有一种螺旋型分子构型，分子链柔韧性大，分子间相互作用力弱，赋予材料良好的回弹性。硫化剂作用下，体系形成三维网状结构，结构使大分子链间很难出现相对滑移，高分子材料链间的相互作用力提高，拉伸强度增加。本申请制备的改性云母与硅橡胶配合使用制备出一种力学性能优良以及阻燃隔热性能好的材料。
[0016]（2）本申请加入改性云母制备出的云母材料在使用过程中发生燃烧，燃烧过程中产生的惰性气体可稀释燃气体的浓度或使氧气不能扩散到硅橡胶燃烧的表面，改性云母吸热过程中，降低聚合物的温度，增强燃烧后陶瓷层的强度，阻止热量向硅橡胶纵深处传递，且云母的改性有效提高材料的燃烧所需温度、提高热分解温度，使材料内部温度达不到燃烧所需温度，实现材料阻燃隔热的目的。
[0017]（3）本申请制备的硅橡胶和改性云母配合使用，提高云母材料的防火阻燃性应从
减缓可燃性气体产生的速度，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能阻燃隔热云母材料，其特征在于，包括如下重量百分比的原料：20
‑
40%改性云母、0.5
‑
1%硫化剂、硅橡胶余量。2.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃隔热云母材料,其特征在于，所述改性云母的制备方法包括如下步骤：S1：将云母纳米粉末、Tris缓冲液加入反应瓶中分散均匀，加入盐酸多巴胺，分散均匀，常温搅拌6
‑
12h，洗涤、干燥、研磨，得到组分一；S2：将组分一、硼酸、二甲苯加入反应釜中，搅拌均匀，升温至100
‑
110℃，回流1
‑
3h，冷却、过滤、洗涤、干燥，得到改性云母。3.根据权利要求2所述的一种高性能阻燃隔热云母材料,其特征在于，S1中云母纳米粉末、Tris缓冲液、盐酸多巴胺的添加比为1g：10
‑
100mL：1.9
‑
3g。4.根据权利要求2所述的一种高性能阻燃隔热云母材料,其特征在于，S2中组分一、硼酸、二甲苯的质量比为30：6
‑
10：250
‑
500。5.根据权利要求1所述的一种高性能阻燃隔热云母材料,其特征在于，所述硅橡胶的制备方法包括如下步骤：A1：将八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷加入反应器中,在
‑
0.2～
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0.1MPa、40
‑
50℃、除水1
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2h，加入四甲基氢氧化铵硅醇盐、十甲基四硅氧烷，继续除水1
‑
2h，常压氮气氛围中，依次进行一段反应、二段反应、三段反应，得到甲基乙烯基硅橡胶；A2：将甲基乙烯基硅橡胶、三氯甲烷加入反应釜中，搅拌均匀，加入3

【专利技术属性】
技术研发人员：刘水国，魏彬彬，张琪，宋涛，
申请(专利权)人：常州宏巨电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：