硅橡胶阻燃及成炭性能研究
硅橡胶性能及其研究进展
硅橡胶性能及其研究进展【摘要】近年来，我国的工业水平不断提高。
硅橡胶在工业生产中发展成为一种重要的材料，对它的性能研究具有十分重要的意义，同时对促进材料的利用和工业的发展有一定作用。
笔者在本文中针对110和107两种硅橡胶的性能进行分析研究。
【关键字】硅橡胶、性能研究、研究进展一、前言硅橡胶的分子主链是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，对它性能的研究有助于提高产品的质量水平，找准应用领域，为相应的医疗领域、军事领域做出更大的贡献。
二、硅橡胶基本情况1、基本结构像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物，其分子链上存在不饱和键，但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，在其主链上没有不饱和键。
对有机聚合物来讲，不饱和键是其硫化的化学活性区域，并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。
硅-氧键的高键能，完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。
除了更高的键能，对于碳原子而言，更大的硅原子也提供了更大的自由空间，使硅橡胶玻璃化温度低，透气性能更好。
由于应用上的不同，透气性能可能是优点亦有可能是缺点。
2、硅橡胶的合成硅橡胶合成的简要过程是：砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300℃左右温度下，以铜作催化剂，硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下，形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下，D4聚合，链终止导致过程的完成。
3、硅氧烷的硫化硅氧烷一般使用过氧化物硫化，以优化其耐高温能力。
硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化，但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。
铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的，带来的性能包括：低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化，铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。
ABS-硅橡胶共混物的阻燃性能研究
第43卷 第1期 2004年1月厦门大学学报(自然科学版)Journal of Xiamen University (Natural Science )Vol.43 No.1Jan.2004 文章编号:043820479(2004)0120089204ABS/硅橡胶共混物的阻燃性能研究收稿日期:2002212205作者简介:林国良(1952-),男,副教授.林国良,李航昱,郑钦健,陈 耕(厦门大学材料科学与工程系,福建厦门361005)摘要:研究了十溴联苯醚/三氧化二锑(DBDPO/Sb 2O 3)、有机硅橡胶/含氟聚合物、有机硅橡胶/硬脂酸镁、二盐基亚磷酸铅、滑石粉对ABS 燃烧性能的影响.研究结果表明:DBDPO/Sb 2O 3阻燃体系配合含氟聚合物对ABS/硅橡胶共混物的阻燃是有效的.当硅橡胶2PHR 、含氟聚合物1PHR 、添加剂DBDPO/Sb 2O 320PHR 时,ABS 的氧指数达27;二盐基亚磷酸铅对硅橡胶/硬脂酸镁阻燃ABS 有较强的助阻燃作用.关键词:ABS ;硅橡胶;DBDPO ;阻燃;氧指数中图分类号:TQ 33文献标识码:A ABS 树脂由丙烯腈(A )、丁二烯(B )、苯乙烯(S )三元共聚而成.它兼具了聚丙烯腈的刚性和耐药性、聚丁二烯的抗冲性、聚苯乙烯的光泽和加工流动性,成为综合性能优异的塑料品种.但ABS 的氧指数(O I )仅为17.8,离火后仍能继续燃烧,且在燃烧中释放出大量有毒有害的气体,如HCN 、CO 等,并产生黑烟,其应用受到了很大限制.ABS/有机硅橡胶混合物是通过物理共混方法将硅橡胶混入ABS 树脂中,以改变ABS 的聚集状态,大幅提高ABS 树脂的耐热性、耐候性、耐磨性、流动性、脱模性、内应力、缓冲性和润滑性等性能[1～4].目前国外已研究开发出一些硅橡胶改性ABS 的产品[5～7],并已应用于汽车、电子电器、办公器具、建筑材料等领域.关于ABS/硅橡胶的阻燃研究未见报道.本文研究了硅橡胶/硬脂酸镁复合物对ABS 的阻燃作用,含氟聚合物协同十溴联苯醚/三氧化二锑阻燃体系对ABS/硅橡胶共混物的阻燃作用,以及滑石粉、二盐亚磷酸铅对ABS/硅橡胶/硬脂酸镁体系的助阻燃作用.1 实验部分1.1 原料与试剂ABS台湾奇美石化公司有机硅橡胶本实验室硬脂酸镁温州市化学用料厂十溴联苯醚美国Dow 化学公司三氧化二锑湖南益阳锑制品厂含氟聚合物本实验室二盐基亚磷酸铅工业级,厦门联合化工厂滑石粉1000目,梅立泰化工1.2 仪器与设备双辊筒炼塑机(SK 2160×320B ,福建永春轻工机械厂)塑料制品液压机(G531245D ,福建宁化通用机器厂)氧指数测定仪(Hc 22型,江宁县分析仪器厂)1.3 制样及测试样品制备:共混在双辊混炼机上进行.在170℃下,ABS 先塑炼成片,再加入混合好的各类添加剂,混匀后再拉片出料.混炼的片料在热压机上压制成型.热压条件:温度:170℃,压力:2.0×107Pa ,热压时间:5～10min. 测试方法:氧指数(O I )按G B 2406280测试2 结果与讨论2.1 有机硅橡胶添加量对ABS 的O I 的影响表1 硅橡胶添加量对ABS 氧指数的影响 Tab.1 The effect of the amount of silicone rubber on theflame retardant property of ABS硅橡胶(PHR )051015氧指数(OI )17.819.921.022.0ABS 本身不阻燃,其氧指数仅为17.8.而有机硅橡胶中含有难燃的硅,同时硅橡胶中Si -O 键键能要比由碳氢化合物所组成的高分子化合物的C -C 键键能要大得多,因而具有较好的耐燃性.将硅橡胶加入到ABS 树脂中,制成的ABS/硅橡胶共混物表2 DBDPO/Sb 2O 33添加量对ABS/硅橡胶共混物阻燃性的影响Tab.2 The effect of the amount of DBDPO/Sb 2O 3on the flame retardant property of ABS/silicone rubber blends氧指数(OI )DBDPO/Sb 2O 3(PHR )710121520122.122.923.224.926.0221.322.122.923.526.0321.022.123.223.927.01.纯ABS ,2.硅橡胶2PHR3.硅橡胶2PHR 、含氟聚合物1PHR. 3m (DBDPO )∶m (Sb 2O 3)=3∶1.表3 硅橡胶/硬脂酸镁复合物3对ABS 阻燃性的影响Tab.3 The effect of silicone rubber/magnesium stearate complex on the flame retardant property of ABS硅橡胶/硬脂酸镁(PHR )510152025氧指数(OI )20.623.924.224.626.3冒烟性浓烟浓烟浓烟浓烟浓烟溶滴性不溶滴不溶滴不溶滴不溶滴不溶滴 3m (硅橡胶)∶m (硬脂酸镁)=3∶1.可使耐燃性得到提高.由表1可以看到,随着硅橡胶添加量的增加,ABS/硅橡胶共混物的氧指数逐步增加,但是增幅不大,当硅橡胶添加量为15PHR 时,共混物的氧指数为22.0,无法达到难燃标准.2.2 DBDPO/Sb 2O 3添加量对ABS/硅橡胶共混物O I 的影响十溴联苯醚/三氧化二锑体系是常用的阻燃体系.由表2的1#数据可见,当十溴联苯醚/三氧化二锑的添加量为20PHR 时,ABS 的氧指数可达26,达到阻燃效果.但是十溴联苯醚/三氧化二锑体系对ABS/硅橡胶混合体系未呈现增效阻燃作用.由表2的2#数据可见,添加硅橡胶组分的比不添加硅橡胶组分的氧指数基本上均下降了0.3～1.2.其原因是溴/锑协同体系的阻燃主要在气相进行[8],生成的溴代化合物是难燃气体.这种难燃气体外逸,冲稀并隔绝氧气,达到阻燃的目的.有机硅橡胶阻燃则是形成碳化硅(Si 2C )隔离层,可以阻止燃烧生成的挥发物外逸,隔绝氧气,达到阻燃目的[9].二者无法协同增效.研究发现在ABS/硅橡胶共混物中添加少量的含氟化合物可以改变这种状况.由表2的3#数据可见,当体系中含硅橡胶2PHR ,含氟聚合物1PHR 时,十溴联苯醚/三氧化二锑的阻燃性能明显提高,在十溴联苯醚/三氧化二锑总添加量为20PHR 时,氧指数达27.0,达到了难燃的标准.2.3 硅橡胶/硬脂酸镁复合物对ABS 的O I的影响・09・厦门大学学报(自然科学版) 2004年表3表明,硅橡胶/硬脂酸镁复合物提高了ABS 的耐燃性.当硅橡胶/硬脂酸镁复合物的添加量增至10PHR时,ABS的氧指数增量为6.1,增幅大,继续增加硅橡胶/硬脂酸镁复合物的量,ABS的氧指数增幅逐渐减小.这可能是由于有机硅橡胶阻燃作用主要是通过生成SiC焦化隔离层而产生的,硬脂酸镁的加入有利于SiC的形成,从而达到提高混合物耐燃性的目的.由于ABS结构中含有苯环,碳含量较高,燃烧过程冒烟严重,溶滴严重.有机硅橡胶/硬脂酸镁复合阻燃剂对ABS的燃烧溶滴性有较明显的改善.当硅橡胶/硬脂酸镁添加5PHR时,即可达到燃烧不溶滴.但是,有机硅橡胶/硬脂酸镁复合阻燃剂对ABS的冒烟性无明显的改进作用.当硅橡胶/硬脂酸镁添加25PHR时,燃烧仍然冒浓烟.2.4 硅橡胶/二盐亚磷酸铅复合物对ABS的O I的影响 表4 硅橡胶/二盐亚磷酸铅复合物3对ABS阻燃性的影响 Tab.4 The effect of silicone rubber/dibasic lead phosphite complex on the flame retardant property of ABS硅橡胶/二盐亚磷酸铅(PHR)5101520氧指数(OI)20.621.322.123.2冒烟性浓烟浓烟轻烟轻烟 3m(硅橡胶)∶m(二盐亚磷酸铅)=3∶1.表4可见,二盐亚磷酸铅同有机硅橡胶有协同作用,硅橡胶/二盐亚磷酸铅复合物对ABS氧指数的贡献值比单独用硅橡胶提高了0.5,增效不明显.但是二盐亚磷酸铅的加入可以降低ABS的发烟量.2.5 滑石粉对硅橡胶/硬脂酸镁及硅橡胶/二盐基亚磷酸铅的助阻燃作用 表5 滑石粉对硅橡胶/硬脂酸镁复合物3的助阻燃作用 Tab.5 The flame retardant aid of talcum powder to silicone rubber/magnesium stearate complex滑石粉(PHR)5101520氧指数(OI)23.521.320.621.3冒烟性浓烟浓烟浓烟浓烟 3m(硅橡胶)∶m(硬脂酸镁)=3∶1,两者总量为10PHR. 表6 滑石粉对硅橡胶/二盐基亚磷酸铅复合物3的助阻燃作用 Tab.6 The flame retardant aid of talcum powder to silicone rubber/dibasic lead phosphite complex滑石粉(PHR)5101520氧指数(OI)21.721.320.620.6冒烟性浓烟浓烟浓烟浓烟 3m(硅橡胶)∶m(二盐基亚磷酸铅)=3∶1,两者总量为10PHR.由表5、6可见,无论是硅橡胶/硬脂酸镁体系,还是硅橡胶/二盐基亚磷酸铅体系,添加滑石粉并不能使ABS的阻燃性有所上升,反而是使O I值下降.对于ABS燃烧时放出的大量浓烟,滑石粉也不能起到有效的遏制作用.可见滑石粉对硅橡胶/硬脂酸镁、硅橡胶/二盐基亚磷酸铅体系均无助阻燃作用.2.6 二盐亚磷酸铅对硅橡胶/硬脂酸镁的助阻燃作用 二盐亚磷酸铅添加量/(PHR) 图1 二盐亚磷酸铅对硅橡胶/硬脂酸镁/ABS3的OI 的影响3m(硅橡胶)∶m(硬脂酸镁)=3∶1,两者总量为10PHR Fig.1 The effect of dibasic lead phosphite on the oxy2 gen index of silicone rubber/magnesium stearate/ABS图1可见,当添加量少于3PHR时,随着二盐亚磷酸铅添加量的增加,ABS的O I下降.而当添加量超过3PHR时,体系随二盐亚磷酸铅量增加而提高.加入12PHR的二盐亚磷酸铅可使硅橡胶/硬脂酸镁/ABS燃烧时的冒烟性得到很好的改进,同时氧指数达到26.7.这表明,二盐亚磷酸铅对硅橡胶/・19・第1期 林国良等:ABS/硅橡胶共混物的阻燃性能研究硬脂酸镁有较强的助阻燃作用.3 结 论1)DBDPO/Sb 2O 3阻燃体系配合含氟聚合物对ABS/硅橡胶共混物的阻燃是有效的.硅橡胶2PHR 、含氟聚合物1PHR 、DBDPO/Sb 2O 320PHR时,ABS 的氧指数为27.0.2)二盐亚磷酸铅、硬脂酸镁与硅橡胶的配合有助阻燃作用.硅橡胶/硬脂酸镁(3∶1)10PHR 、二盐亚磷酸铅12PHR 时,ABS 的氧指数为26.7.3)滑石粉对硅橡胶/硬脂酸镁及硅橡胶/二盐基亚磷酸铅体系无助阻燃作用.参考文献:[1] 朱伟平,韩强,戴惠茹.ABS 树脂及共混合金研究进展及在汽车上的应用[J ].弹性体,1998,8(2):57-67.[2] 吴培熙,张留城.聚合物共混改性[M ].北京:中国轻工业出版社,1996.[3] Aoyama Chikara Showa Denko K ab ,Washiyama J 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plastics were studied.The results demonstrated that DBDPO/Sb 2O 3fire resistant system combined with fluorine 2con 2taining polymer was effective in improving the flame retardant property of ABS/silicone rubber blends.By adding silicone rubber 2PHR ,fluorine 2containing polymer 1PHR ,additive ,DBDPO/Sb 2O 3,20PHR ,the O I value of ABS could reach 27.Dibasic lead phosphite was good flame retardant aid to ABS fire retarded with sili 2cone rubber/magnesium stearate.K ey w ords :ABS ;silicone rubber ;DBDPO ;flame retardant ;oxygen index・29・厦门大学学报(自然科学版) 2004年。
阻燃硅橡胶材料的制备与性能分析
摘要硅橡胶材料是一种优良的绝缘橡胶材料，具有耐臭氧、耐高温等特点。
但这种材料的最大缺点是具有易燃性，需要有良好性能的阻燃剂来克服这一缺点。
本文分析了阻燃硅橡胶的制备与性能，探讨了几种常用阻燃剂对硅橡胶的阻燃影响，以提升这种材料的阻燃性能，扩大其适用范围。
关键词硅橡胶材料；阻燃剂；制备；性能分析中图分类号 tq33 文献标识码 a 文章编号 1674-6708（2016）170-0121-01目前，对硅橡胶有良好阻燃作用的阻燃剂有许多，例如卤系阻燃剂中的氯化石蜡和磷系阻燃剂中的红磷及磷酸酯等。
但其燃烧时会产生有害气体，污染空气和环境。
因此，近年来，研究人员不断探索能够替换这些阻燃剂的新型阻燃剂，使硅橡胶材料既能够有较好的阻燃性能，又能够起到保护环境的作用。
下文分析了阻燃硅橡胶材料的制备及性能，对几种阻燃剂的性能做了比较，以不断提高阻燃硅橡胶材料的制备。
1 阻燃硅橡胶材料的制备及性能分析1.1 阻燃硅橡胶材料的制备阻燃硅橡胶材料的制备需要一些必要的材料和化学制剂，分别是白炭黑、催化剂、阻燃剂、交联剂、电子分析天平、数显鼓风干燥箱、循环水式真空泵以及机械秒表等。
其阻燃硅橡胶材料的制备过程如图1所示。
首先将白炭黑分批倒入至硅橡胶材料中，并搅拌均匀。
分批加入过程中，每次加入时需停顿30min，使白炭黑能充分分散。
由于白炭黑具有较强的黏稠度，每次加入时的量应尽可能地少。
其次，a组分的制备需要分别将交联剂和白炭黑加入硅橡胶中，搅拌均匀。
b组分的制备是将催化剂滴入到阻燃剂粉体中，搅拌均匀备用。
最后将a、b两个组分合在一起强力搅拌分散均匀，放入锥形瓶中，并利用真空泵抽真空。
去除硅橡胶材料上的气泡以后，将其涂抹在事先准备好的玻璃片上，并在150℃的温度下进行烘干，用刀片刮下玻璃片上的固体硅橡胶材料放入样品袋。
1.2 硅橡胶材料的阻燃性能分析性能分析包括3个部分：阻燃性能测试、撕裂强度测试以及拉伸长度测试。
阻燃性能测试是用镊子将样品夹住放置酒精灯上直接接触火焰7s，然后移开，观察样品并记录燃烧时间。
新型成炭剂的设计及其阻燃聚合物材料的热稳定性和燃烧性能的研究
新型成炭剂的设计及其阻燃聚合物材料的热稳定性和燃烧性能的研究现如今,聚合物材料因具有耐磨性、耐腐蚀性、和电绝缘性等优异的性能,在我们日常生活中有着广泛的应用。
同时,它们由于其自身的易燃性被大家所熟知。
一旦在住所,运输和公共场所中发生火灾,火焰与高温极易使聚合物材料熔化并且使其产生熔体滴淌,进而导致火焰蔓延的速度增加并伴随有毒气体和烟雾的产生。
聚合物材料高度的易燃性不仅限制了其进一步的应用和发展,而且极其容易发生火灾以及造成人员伤亡和严重的经济损失。
因此,提高聚合物材料的阻燃性能是一项严峻的挑战。
论文对常用聚合物材料(聚丙烯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)的阻燃技术和方法进行了系统综述。
根据分子设计,制备了一系列含磷/氮成炭剂,使其具备突出的成炭能力。
这些聚合型成炭剂用于阻燃聚丙烯材料,以期获得高效的阻燃性能和良好的耐水性。
另外,为了解决聚磷酸铵(APP)耐水性差的问题,引入微胶囊化技术。
考虑纳米复合技术的优势,一步法制备含三嗪聚合型成炭剂(HCFAs)和剥离钠基蒙脱土(Na-MMT)的新型纳米复合阻燃剂。
最后,为了进一步拓宽HCFA在其他聚合物材料中的应用,研究了玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(GFPBT)/HCFA/二乙基次磷酸铝(AlPi)的热降解和燃烧特性。
本论文的主要研究进展包含以下几个部分。
1.采用一步法合成一种新型、具有较高产率(86.5%)的环三磷腈类大分子成炭剂(CPCFA)。
将其与微囊化聚磷酸铵(MAPP)复配引入到聚丙烯(PP)材料中,通过熔融共混法制备阻燃聚丙烯材料。
与PP/MAPP对比发现,PP/MAPP/CPCFA体系的极限氧指数(LOI)值明显提高,垂直燃烧(UL-94)均能达到V-0级,并且对应的热释放速率(HRR)值明显降低。
以上研究结果表明MAPP和CPCFA的复配对PP有着很高的阻燃效率。
热重分析结果表明CPCFA的存在,可以促进PP/MAPP/CPCFA在氮气和空气下炭层的形成及提高残炭量。
阻燃剂对甲基乙烯基硅橡胶性能的影响[1]
![阻燃剂对甲基乙烯基硅橡胶性能的影响[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/bdab130276c66137ee061960.png)
第38卷第8期2011年8月世界橡胶工业World Rubber Industry Vol．38No．8：11 13Aug．2011阻燃剂对甲基乙烯基硅橡胶性能的影响江畹兰（华南理工大学材料学院高分子系，广东广州510641）编译摘要：研究了四种非卤素阻燃剂（氢氧化铝（Al （OH ）3、聚磷酸铵（NH 4PO 3）n 、磷酸铵（NH 4PO 3）及三聚氰胺氰尿酸酯（C 6H 9N 9O 3）对甲基乙烯基硅橡胶СКТВ阻燃性及力学性能的影响。
上述阻燃剂可改善硅橡胶的热降解过程和提高其阻燃性，可以用于生产橡胶制品。
其阻燃性级别为ПВ（O ）。
关键词：甲基乙烯基硅橡胶СКТВ；阻燃剂Al （OH ）3；（NH 4PO 3）n ；NH 4PO 3；C 6H 9N 9O 3；阻燃性；热分析中图分类号：TQ 330．38+2文献标识码：B文章编号：1671-8232（2011）08-0011-03编译者简介：江畹兰（1934-），女，湖北省仙桃市人。
1960年毕业于前苏联莫斯科罗蒙诺索夫精细化工学院。
现任华南理工大学教授，从事聚合物结构与变化的研究。
硅橡胶具有优异的综合技术性能。
但其根本的缺点是耐燃性较差。
尽管硅橡胶燃烧时生成以二氧化硅为主的矿物质残渣，故有时可于制造燃烧条件下使用的制品，但提高硅橡胶的耐燃性仍是很迫切的问题。
目前，最广泛和最有效的降低聚合物燃烧性的方法是使用各种能减缓或抑制燃烧过程的化合物［1-4］。
众所周知，对于橡胶来说，实用的阻燃剂仍是含氯或含溴的化合物。
但它们在燃烧过程中会产生许多烟雾，并且生成有毒及腐蚀性产物。
故这类阻燃剂的使用越来越受到限制。
文中研究了含非卤化物粉末状阻燃剂的甲基乙烯基硅橡胶СКТВ的性能。
这些阻燃剂包括氢氧化铝、硼酸锌、三氧化锑、氢氧化镁、聚磷酸铵及三聚氰胺氰尿酸酯等。
阻燃剂可在开炼机上加入胶料，用量为100份生胶中加入30 100份。
所得胶料在平板硫化机中于170ʎC 下硫化10min 。
白炭黑对硅橡胶性能的影响
图 1 中可以看出 ，加入白炭黑后 ，复合材料 TG 曲线整体
形成氢键 ，增强了白炭黑和硅橡胶之间的界面结合力 ，合
向右偏移，
说明白炭黑的添加可以提高复合材料的热降解
适的添加量能达到对硅橡胶的补强效果 ，
但当白炭黑用量
温度。从表 4 中可以看到 ，纯硅橡胶（SR）T 5 为 459.7 ℃ ，
过多时，
且具有高耐热
（2）热稳定性测试 ，采用 STA 6000 同步热分析仪测
性 ，但是其极限氧指数(LOI)值一般在 20%~22% ，属易燃
试样品的热稳定性，
以 20 ℃/min 的升温速率，
从室温升至
材料。未阻燃硅橡胶材料受火后会持续燃烧 ，无法自熄 ，
800 ℃，载气流速为 50 mL/min，载气为氮气，样品质量约
GB/T 528- 2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变
温性、电绝缘性、耐紫外辐照和耐化学腐蚀等优点 ，
广泛应
性能的测试》标准进行测试 ，拉伸速率为 500 mm/min，重
用于航空航天、建筑、交通、电子电气、化工、食品医疗等领
复测试 5 次，
取其平均值。
域。硅橡胶及其制品虽然高温下残炭率高 ，
SR
48
354.6
115
84.8
58.3%
54.3
19.4
SR/20
白炭黑
43
305.8
120
2.4
0.8%
燃烧行为分析
锥形量热仪是以耗氧原理为基础的材料燃烧性能测
试分析设备 ，对材料的燃烧测试比较符合实际火灾情况 ，
1631
修改时间：2020 年 12 月 08 日 19:37:06
硅橡胶阻燃开发研究进展
作者简介：薛帅伟（1989-），男，硕士研究生，现主要从事阻燃橡胶方面的研发工作。
收稿日期：2020-11-18多数天然、合成橡胶的主链结构以C —C 键为主，而硅橡胶的主链结构以Si —O 键为主，侧基有甲基、甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基等多种类型，属于半无机、主链饱和、非晶、非极性弹性体橡胶材料。
主链中无双键存在、硅氧链呈螺旋型结构、较高的Si —O 键能使得硅橡胶在热稳定性、耐辐照、耐候性、耐高低温、弹性、生理惰性、老化性等方面展现出了优异的特性，其在电线电缆等应用领域非常广泛，随着国民经济的不断发展，输送带、导风筒、密封件、家用电器、船舶、汽车等行业对硅橡胶的阻燃也提出了一定的要求。
由于硅橡胶自身的氧指数较低、自熄性较差，遇到高温之后极易燃烧发生火灾，并且释放出的有毒有害气体严重危害人类健康[1]。
针对此种现象，降低硅橡胶的可燃性、火焰传播速度、生烟量及有毒有害气体排放已成为近年来阻燃领域不断研究探索的方向。
1 硅橡胶的燃烧过程及燃烧特性1.1 硅橡胶的燃烧过程为了弄清阻燃剂在硅橡胶中的作用，首先从燃烧角度考虑，对燃烧条件、分解产物、燃烧历程三个方面进行认识。
可燃物燃烧必备三大基本条件：温度、氧气、可燃物。
当可燃物浓度达到限定值并且周围温度超过其燃点时，材料会直接开始燃烧。
硅橡胶的燃烧主要由点燃和火焰扩散两个阶段组成。
伴随着周围温度升高及自身水分的蒸发，硅橡胶由固态进入熔融流动状态，分子链中的弱键开始断裂，在高温条件下，侧链当中的甲基、乙烯基和苯基会被硅橡胶阻燃开发研究进展薛帅伟，刘华夏，周侃，陈伟杰(清远市普塞呋磷化学有限公司，广东 清远 511540)摘要：简单介绍了硅橡胶的燃烧过程及其自身的燃烧特性，并确立了硅橡胶的阻燃研究方向。
综述了铝-镁系、磷氮系、硼硅铂系、膨胀型等不同类型阻燃剂在硅橡胶中的实际应用，并对未来阻燃技术进行了展望。
关键词：硅橡胶；燃烧过程；磷氮系阻燃剂；膨胀型阻燃剂；阻燃技术中图分类号：TQ333.92文章编号：1009-797X(2021)01-0014-04文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2021.01.004氧化分解成甲酸、甲醛等各类小分子，此种现象会导致分子主链局部产生交联，硅橡胶会逐渐硬化。
耐高温无卤阻燃硅橡胶的研究
耐高温无卤阻燃硅橡胶的研究张旭文,姜宏伟3(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640) 摘要:以N ,N 21,22二乙基2双(1,3,52三嗪22,4,62三胺)(ET T )为阻燃剂、硼酸锌和氧化锌为阻燃协效剂,制备耐高温无卤阻燃甲基乙烯基硅橡胶(MVQ )材料,并研究其阻燃性能、物理性能和耐热空气老化性能。
结果表明,当阻燃剂ET T 用量为56份、硼酸锌用量为3份、氧化锌用量为1份时,MVQ 垂直燃烧级别达到FV 20,氧指数为38,综合物理性能和耐热空气老化性能均较好。
关键词:甲基乙烯基硅橡胶;阻燃剂;阻燃性能;耐热空气老化性能中图分类号:TQ330.38+7;TQ333.93 文献标识码:A 文章编号:10002890X (2010)0520286205 作者简介:张旭文(19842),男,湖北襄樊人,华南理工大学在读硕士研究生,主要从事阻燃剂的合成与应用研究。
3通讯联系人 硅橡胶具有耐高低温、耐老化、电绝缘性能好等特点,在国民经济的许多领域得到广泛应用[1]。
但硅橡胶本身易燃,限制了其在交通工具、家用电器、电子电气和航空航天器等领域的应用,因此开发高阻燃性硅橡胶已成为必然趋势。
在硅橡胶阻燃方面,通过加入阻燃剂制备阻燃硅橡胶制品具有工艺简单和加工方便等优点。
硅橡胶本身具有良好的耐热性能,实用耐热温度为250℃甚至更高[224],因此要求所添加的阻燃剂具有较好的热稳定性,不影响硅橡胶高温下长期使用。
由于环保法规对卤素阻燃剂的限制,无卤阻燃硅橡胶近年来受到广泛关注,并已取得了一定进展。
通常用于硅橡胶的无卤阻燃剂主要是氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺和含铂化合物等。
氢氧化铝无机阻燃剂具有良好的阻燃和环保性能,但其热稳定性较差,通常在200℃开始受热分解脱去结晶水[5]。
氢氧化镁虽然具有较好的热稳定性,但对硅橡胶的阻燃效果较差,需要较大用量才能达到阻燃要求,对硅橡胶的加工性能和物理性能损害较大[6,7]。
阻燃防火硅橡胶研究进展
燃涂料，其中含有氢氧化铝、气相Ｔｉ０２、硼酸锌、氧化镁或１种 陶瓷填料，主要用来密封建筑的缝隙，降低烟雾的蔓延。Ｊｏｈｎ Ｄｉｅｔｌｅｉｎ［６］发明的水基有机硅涂料，含有５～１５份膨胀蛭石， ０．２～６份陶瓷纤维和芳纶纤维及其他无机填料。在６５０℃火 焰下灼烧１５ｒａｉｎ以上，形成的碳层厚度小于５ｍｍ，体积收缩率 小于１％。 添加一定量的铂可使硅橡胶具有优良的阻燃灭焰性，其 阻燃机理是通过铂的催化作用，在高温下使侧链有机基团发 生氧化交联反应，形成坚硬的阻隔层，隔绝空气而使火焰熄 灭［７］。有研究［８］指出，基础胶中铂含量在３～３００ｐｐｍ（× １０＿６）均可达到阻燃效果。但铂含量太高会增加产品成本，超 过２００ｐｐｍ，则逐渐上升的自熄性又将开始下降。另有研究［９］ 发现在硅橡胶体系中将铂与其它化合物并用，可以大大改善 硅橡胶的阻燃性，单独使用铂，则只能产生很小甚至没有阻燃 作用。 ＧＥ公司Ｂｏｂｃａｔ［１０］研发的阻燃防火硅橡胶，其中添加了３ ～２５０ｐｐｍ的铂、１～２０份的氢氧化铝、０．００１～２．０份的氧化 镁，８１６～１０９３℃的火焰下灼烧６０ｓ，火焰移走后，可立即自熄 而不继续燃烧。 Ｌｏｕｉｓ［１１］在１０００～６０００ＭＰａ・ｓ的液体硅橡胶中加入０．２ ～２５０ｐｐｍ的铂化合物、１～２０份炭黑、８０～１１０份Ａ１（ＯＨ）３。
作者简介：聂梅（１９８３－－），女，北京航空材料研究院硕士生，主要研究方向：有机硅密封剂。，
万 方数据
第２期
聂梅等：阻燃防火硅橡胶研究进展
・９‘
１）复配，以及［１６］将铂化合物和７－Ｆｅ２０３复配，均大大提高了产 品阻燃性。
下灼烧，没有烧穿，且３０ｒａｉｎ后，背面温度保持在４４０℃左右。
Ｊｏｈｎ Ｍｅａｎｅｙ［２７］设计了一种用于飞机发动机的轻质防火
可瓷化阻燃耐火硅橡胶材料研究综述
可瓷化阻燃耐火硅橡胶材料研究综述杨志国【摘要】Ceramifiable flame retardant rubber is a new type of fireproof material with good performance; it can be applied to make fireproof cables. This material has as good as performance of ordinary polymer at room temperature, and a fireproof ceramic protective layer can be formed under high temperature. In this paper, composition, decomposition mechanism, ceramization mechanism, packing, preparation and application of ceramifiable flame retardant silicone rubber were introduced.%新型防火材料可瓷化橡胶是一种性能良好的新型防火材料,其可应用于制作防火的电线电缆的原材料.这种材料常温下同普通聚合物一样性能良好,高温时可以形成陶瓷保护层,与火焰隔离起到防火作用.本文从可瓷化硅橡胶组成、分解机理、瓷化机理、填料、制备工艺、应用等方面进行阐述,以期对实际应用有所帮助.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)008【总页数】4页(P1655-1658)【关键词】可瓷化;硅橡胶;阻燃;填料【作者】杨志国【作者单位】大庆市公安消防支队,黑龙江庆安 152400【正文语种】中文【中图分类】TQ330近年来，科研工作者们根据实际需要致力于防火材料的研究，可瓷化橡胶就是新研制出来的一种性能良好的防火材料。
硅胶_碳酸钾阻燃剂阻燃性能及阻燃机理的研究
平均燃烧热 总释放热量 平均 CO 产量 ( MJ kg) 38 33 25 25 23 21 17 12 11 5 25 23 23 22 24 ( MJ m2 ) 360 300 280 250 320 230 220 100 100 30 200 170 110 100 100 ( kg kg) 0 04 0. 04 0. 07 0. 07 0. 01 0. 05 0. 03 0. 03 0. 02 0. 04 0. 07 0. 06 0. 02 0. 02 0. 02
致了单纯由火灾所不能引起 的对电路系 统和其它 金属 物品的腐蚀 ; 同时卤 化氢 对人 的呼吸 系统 及其 它器 官 刺激性强 , 危害严 重。在 封闭 条件 下 , 如煤 矿、 高层 建 筑、 学校、 医院、 火车、 飞 机、 轮船 等场 所强 烈要 求使 用 无烟、 无毒或低烟、 低毒的阻 燃材料。另外 人们普遍 认 为某些卤系阻燃剂的燃烧和 再循环对环 境会造成 负面 影响 , 因此国外阻燃 技术 新动 向之一 是开 发无 卤化 和
8
1500 或形成玻璃体的温度下保持 3- 5min 倒 入 75mm 7~ 8mm 的盘中 , 制 成锥形试样。利用 锥形量 热仪在 热辐射强度为 35kW m2 的情况下测量上述试 样的可燃 性 , 表 1 中列出了纯聚合物试样及 加入硅胶、 碳 酸钾以 后的混合物试样的实验结果。若假 设添加剂全 部进入 燃烧后的剩余物 , 其成炭量可 用下面公 式表示 : 成炭量 = ( 聚合 物 燃烧 后 剩 余 物 的 重 量 - 加 入 添加 剂 的 重 量 ) 试样的总重量 利用 He- Ne 激光灯 在燃烧 产物出 口处测 量烟雾 的削弱面积 ( SEA) 值 , 可用这一数值来表示燃 烧产物中 烟粒子的浓度。 表1 试样直径 75mm PP PPw+ 6% SG+ 4%PC PS PSw+ 6% SG+ 4% PC PMMA PMMAw+ 3%SG+ 1% PC PVA PVAw+ 6% SG+ 4% PC 纤维素 纤维素 w+ 6% SG+ 4% PC SAN SANw+ 6% SG+ 4%PC 尼龙 6, 6 尼龙 6, 6w+ 3% SG+ 2%PC 尼龙 6, 6w+ 6% SG+ 4%PC 8mm 成碳量 (%) 0 10 0 6 0 15 4 43 4 32 2 3 1 5 6 LOI (%) 18 24 18 25 30 33 30
可瓷化阻燃耐火硅橡胶研究进展
中产生的烟气主要是侧链基团燃烧所产生的 CO2 和 H2 O，无有毒气体产生，不会对环境产生污染。用有机 硅类聚合物来制备可瓷化阻燃耐火材料，无论是在工 艺及原材料的选取，还是在瓷化产物的耐高温和力学 性能等方面 都 具 有 独 特 的 优 势［6-8］。 由 于 具 有 卓 越 的 阻燃性、耐火性，以及良好的加工性，可瓷化阻燃耐火 硅橡胶复合材料已经受到了越来越多人的关注［9］。本 文详细介绍了硅橡胶基体的高温分解基理、可瓷化耐 火硅橡胶材料的阻燃耐火机理、各种无机填料在陶瓷 化过程中的作用机理以及可瓷化阻燃耐火硅橡胶复合 材料的制备工艺。
图 2 硅橡胶的解扣式解聚反应
Fig 2 Intramolecular mechanism of degradation of hydroxyl-terminated PDMS by unzipping reaction
2． 2 随机重排反应
面的解聚反应，随机重排反应往往需要足够高的温度
以惰性基团封端的硅橡胶基体的解聚是通过硅橡 才会发生，并且反应一旦发生，会伴随着很明显的硅橡
Siska Hamdani-Devarennes 等［16］又研究了以 钙 和 铝为基础的无机填料作为在硅橡胶基质中的阻燃剂， 并对高温测试下的复合材料残余物进行分析，观察到 含有云母填料的硅复合材料燃烧后残余物的表面形貌 如图 6 所示，在残余物表面发现有很多的裂缝（ 白色箭 头所示） ，这些裂缝的产生可能是由于燃烧过程中释放 出来了水、二氧化碳或者是小分子环硅氧烷之类的挥 发物，所有的这些挥发物都会导致裂缝的产生。
Siska Hamdani-Devarennes 等［15］在研究了以 钙 和 铝为基础的无机填料作为在硅橡胶基质中的阻燃剂， 它的混合制备和热稳定性。在实验中发现，由于云母 和氧化铝填料表面羟基基团的催化活性，引起了硅复 合材料提前热降解，此外，在高温下片状云母颗粒形成 的热障层在减缓相应复合材料的降解中显得更加高 效。
阻燃硅橡胶的配方设计
阻燃硅橡胶的配方设（陕理工材料科学与工程学院高分子081班，陕西汉中 723003）指导教师：王铎[摘要]: 硅橡胶具有许多优异的性能，例如具有耐高、低温性能、疏水性、具有适当的透气性等。
尤其是氧指数较以碳为主链的橡胶高, 在燃烧时热释放速率低,火焰传播速度慢, 无滴落,且纯硅橡胶燃烧时几乎不生成有毒气体, 在燃烧后会在表面形成陶瓷化的碳硅层,能阻止热、氧的交换和内部可燃物向外扩散与热、氧接触。
但其但耐密闭老化特别在有湿气条件下的老化性能不够好;机械强度在橡胶材料中是最差的，而且存在可燃的缺陷,特别是其容易阴燃,存在潜在的燃烧风险。
向硅橡胶中掺入阻燃剂, 即可赋予硅橡胶难燃或自熄特性和较强的拉伸撕裂等性能.通过多次实验讨论三氧化二锑、氢氧化铝等辅料用量对硅橡胶自熄时间，续燃性能的影响情况，设计出阻燃硅橡胶的最优配方，由此制造出具备较好的阻燃效果和较强的拉伸撕裂等性能的硅橡胶，增加其应用范围。
结果表明：当100份硅橡胶中氢氧化铝的用量为80份时,硅橡胶的燃烧氧指数( OI 值) 可达30%, 但力学性能却受到严重损害, 发烟量为B 级; 氢氧化铝/ 三氧化二锑并用时,HTV 硅橡胶的性能较理想；当(氢氧化铝+三氧化二锑)用量为50份时,硅橡胶的OI值为31%、拉伸强度为613MPa、扯断伸长率为660%、撕裂强度为2317 kN/ m、邵尔A 硬度为57 度,但发烟量为C级；关键词：硅橡胶；阻燃；氢氧化铝；三氧化二锑Study on the link of aluminium alloy die-forgingtechnologyZhao Ming（Grade03,Class1,Major control materials，Material Institute，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi）Tutor: Zhang Hui,Ma ZhenlongAbstract:Aluminum alloy with low density, good processing properties, corrosion resistance, strength and stiffness higher than the merits, to a greater degree of material savings and reduce weight, in forging hammer, screw press, upended aircraft and aircraft bore forged various forging equipment. Based on the analysis of the aluminum alloy forging features easy forging process and the deficiencies should be noted,under the open-die forging parts theory and linkage map, combining link forged aluminum alloy technology and features, bicycle link on the forging process for a specific analysis, determine a reasonable link alloy forging technology and forging process parameters. Drawing rough calculation section map, decide on the size and material blocking step of the process and equipment, rational design of the processes and mapping die mold map. Forging the same time that the process should pay attention to the issue and the relevant preventive measures.Key words:aluminium alloy; link; forge technology; die design目录中文摘要Abstract1 引言 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
硅橡胶阻燃剂优缺点介绍大全
硅橡胶、环氧胶阻燃剂介绍大全一．锑系阻燃剂1、三氧化二锑（656℃熔点）2、五氧化锑（70℃分解）3、锑的卤化物－三氯化锑和五氯化锑4、锑系阻燃协效机理缺点：重金属，有毒，与砷同系物，粗产品中一般含砷等其他重金属，三氧化二砷是砒霜。
不能用作绿色填料及绿色阻燃。
二。
氢氧化铝阻燃剂（ATH）1、氢氧化铝理化性能2、氢氧化铝阻燃剂的制造方法3、氢氧化铝阻燃剂的应用优点：价格低，阻燃性好。
缺点：耐热性差，200℃即开始脱水，330℃到350℃即完全脱水，而树脂的固化多在氢氧化铝脱水温度区间内，因而导致合成树脂成品内发泡，表面不平整、介电性能下降，成品率低。
应用于高温导致硅胶起雾，产品发白起泡，介电性下降等。
EC≈60~100μS/cm，易吸潮。
三。
氢氧化镁阻燃剂1、氢氧化镁的理化性能2、氢氧化镁阻燃剂的制造方法3、氢氧化镁阻燃剂的应用（430℃分解）无毒缺点：不耐酸，醋酸都能将氢氧化镁溶解，只适合做低档产品。
易吸潮，介电性差。
四。
高耐热勃姆石阻燃剂（Boehmite, ALOOH）1、勃姆石的理化性能2、勃姆石阻燃剂的制造方法3、勃姆石阻燃剂的应用优点：1%脱水温度达350℃以上，500℃脱水达到峰值，EC<50μS/cm，介电性强，解决了氢氧化铝因脱水温度低而导致产品缺陷及介电性降低的问题，耐酸碱性强。
缺点：阻燃性略低于氢氧化铝，达到同样阻燃性能需多加。
但其最大特点是高耐热，兼具导热性，耐酸碱，制成高耐热性功能材料可提高产品附加值。
生产厂：德国Nabaltec AG公司上海百图高新材料科技有限公司欢迎光临公司网站查看产品详细信息或来电交流洽谈。
021-********-802 赵先生五。
含磷无机阻燃剂缺点：色泽鲜艳,因而应用受到部分限制，受聚合度限制，不耐水洗、成本高。
1、红磷阻燃剂（赤磷危险）红磷加热时会产生极毒的磷化氢必须加入磷化氢捕捉剂2、磷酸二氢铵（磷酸一铵）一盐基磷酸铵（熔点190℃）微溶于醇不溶于丙酮3、磷酸氢二铵（二碱式磷酸铵；二盐基磷酸铵；双盐基磷酸铵）4、磷酸三铵（磷酸铵三盐基磷酸铵）5、聚磷酸铵（APP）与有机阻燃剂相比价廉、毒性低是较理的无机阻燃剂，热稳定六。
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硅橡胶阻燃及成炭性能研究
作者：韦震宇， 邹华， 张立群， 田明， WEI Zhen-yv， ZHOU Hua， ZHANG Li-qun， TIAN Ming
作者单位：韦震宇,WEI Zhen-yv(北京化工大学,碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京,100029)， 邹华,张立群,田明,ZHOU Hua,ZHANG Li-qun,TIAN Ming(北京化工大学,碳纤维及功能高
分子教育部重点实验室,北京,100029;北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点
实验室,北京,100029)
刊名：
特种橡胶制品
英文刊名：SPECIAL PURPOSE RUBBER PRODUCTS
年，卷(期)：2011,32(2)
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9.王雁冰.黄志雄.张联盟.WANG Yan-bing.HUANG Zhi-xiong.ZHANG Lian-meng甲基乙烯基硅橡胶/丁基橡胶硫化性能和耐热性能研究[期刊论文]-粘接2007,28(2)
10.章基凯.林忠.吕家申二苯硅橡胶合成与苯基含量对硫化硅橡胶性能影响的研究[会议论文]-1998
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