耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料及其制备方法，涉及材料制备技术领域。该材料包括A、B组分，按重量份计，A组分包括：羟基硅油30～60份，乙烯基硅油10～30份，发泡助剂2～8份，耐火填料30～60份，增强填料2.5～10份，催化剂0.1～2份；B组分包括：羟基硅油30～55份，乙烯基硅油10～30份，交联剂8～15份，耐火填料30～50份，无卤阻燃剂1～10份，多级复合助熔剂2.5～7.5份，抑制剂0.2～1份。本发明专利技术设计多级助熔陶瓷化体系，多级助熔陶瓷化体系在不同温度下开始熔融形成液相，液态的多级复合助熔剂可以与耐火填料以及有机硅泡沫分解产物发生反应，最终形成的有机硅泡沫热稳定性、阻燃抑烟性能显著提升，该有机硅泡沫用于封堵系统，其耐火性能达到2h以上。其耐火性能达到2h以上。

【技术实现步骤摘要】
耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体而言，涉及一种耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]有机硅泡沫材料是一类由聚硅氧烷为基本结构组成的泡沫材料。有机硅泡沫材料不仅具有有机硅材料的优异性能，如耐高低温性、电绝缘性、化学稳定性、耐老化性、憎水防潮以及生理惰性等，还具有泡沫材料优异的吸收机械振动等物理特性，是一种高性能的软质聚合物泡沫材料。与其它泡沫材料相比，有机硅泡沫材料在无毒、耐高低温、防潮、抗紫外、抗化学腐蚀、抗老化以及不易变形等方面具有明显优势，在国防装备制造、建筑、包装、环境污染治理、汽车以及电子工业等方面具有良好的应用前景。
[0003]现有的有机硅泡沫材料仍存在一些缺陷：有机硅材料自身可燃，当其发泡成为有机硅泡沫后，内部产生的泡孔结构会更利于材料遇火分解燃烧，其热稳定性和阻燃抑烟性能均较差，当有机硅泡沫应用于隔热密封等领域时，在火势作用下保持完整性、隔热性的耐火性能也不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术在于提供一种耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料及其制备方法，其能够缓解上述问题。
[0005]为了缓解上述的问题，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其由A、B两组分组成，按重量份计，
[0007]A组分包括：
[0008][0009][0010]B组分包括：
[0011][0012]有机硅泡沫发泡的原理是基于硅氢加成反应
[0013][0014]，和硅氢缩合脱氢反应
[0015][0016]作为硅氢加成反应中的主要官能团，乙烯基硅油中的端乙烯基在室温固化形成三维网络结构的过程中起到重要作用，适量的乙烯基可以提高交联反应的发生效率，增加交联密度，但如果乙烯基硅油份数过少，体系交联度低，有机硅泡沫的力学强度差。
[0017]含羟基的发泡助剂如水、小分子羟基硅油等，主要参与硅氢缩合脱氢反应，反应释放出氢气分子，影响有机硅泡沫的泡孔结构。当发泡助剂含量过少时，反应产氢量少，导致有机硅泡沫发泡程度不高，硬度较大。
[0018]当物料份数过多或过少时，形成的有机硅泡沫可能存在发泡倍率小、硬度高等问题，不能作为泡沫材料来使用。
[0019]因此，我们基于反应原理和无数次实验，而得到了上述配方。
[0020]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述羟基硅油的粘度为500～10000mpas，所述乙烯基硅油的粘度为1000～20000mpas，所述发泡助剂为水、乙醇、丙醇、羟基含量为5～10％的小分子羟基硅油中的一种或任意两种的混合物。
[0021]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述交联剂为含氢硅油，且含氢量为0.1～1.6％。
[0022]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述增强填料为白炭黑、MQ硅树脂、短纤维、石墨烯和碳纳米管中的一种或两种以上的组合。
[0023]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述耐火填料为氧化锌、氧化铈、氧化镁、氧化锆、
氧化铝、氧化钙、二氧化钛、石英粉、滑石、硅酸铝、硅灰石、高岭土、蒙脱土、云母、硅藻土和叶蜡石中的一种或两种以上的组合。
[0024]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、层状双氢氧化物、硼酸锌、烷基次磷酸铝、微胶囊化红磷和DOPO中的一种或两种以上的组合；所述层状双氢氧化物为镁铝双金属氢氧化物、锌铝双金属氢氧化物、铜铝双金属氢氧化物、钴铁双金属氢氧化物和锌铁双金属氢氧化物中的一种或两种以上的组合。
[0025]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述多级复合助熔剂为硫酸锂、碳酸锂、硼酸钙、偏硼酸钙、硼酸钠、硼酸锌和低熔点玻璃粉中两种以上的组合。
[0026]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述催化剂为以乙烯基硅油为溶剂的卡斯特铂金试剂，其中铂含量为500～10000ppm。
[0027]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述抑制剂为1
‑
乙炔基
‑1‑
环己醇和2,4,6,8
‑
四甲基
‑
2,4,6,8
‑
四乙烯基环四硅氧烷中的一种或两种的组合。
[0028]本专利技术提供的上述耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其制备方法包括以下步骤：
[0029]S1、制备A组分，具体包括以下步骤：
[0030]S11、将羟基硅油、乙烯基硅油和发泡助剂使用分散机分散均匀，得到第一混合物；
[0031]S12、将耐火填料和增强填料分多次加入到步骤S11得到的第一混合物中，混合均匀，得到第二混合物；
[0032]S13、将催化剂加入到步骤S12得到的第二混合物中，预混合后，使用三辊研磨机对其进行研磨分散，得到A组分；
[0033]S2、制备B组分，具体包括以下步骤：
[0034]S21、将羟基硅油、乙烯基硅油和交联剂使用分散机充分混匀，得到第三混合物；
[0035]S22、将耐火填料、无卤阻燃剂和多级复合助熔剂分多次加入到步骤S21得到的第三混合物中，混合均匀，得到第四混合物；
[0036]S23、将抑制剂加入到步骤S22得到的第四混合物中，预混合后，使用三辊研磨机对其进行研磨分散，得到B组分；
[0037]S3、待A、B组分静置除泡后，以1：1的质量比混合均匀，倒入模具中室温发泡，得到室温发泡有机硅泡沫；
[0038]S4、将步骤S3得到的室温发泡有机硅泡沫在鼓风式烘箱中进行热处理，得到耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料。
[0039]在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤S11的分散搅拌转速为100～300rpm，分散时间60～90s；步骤S12中混合时分散搅拌转速为800～1200rpm，分散时间为10～20min；步骤S13中三辊研磨机慢辊、中辊和快辊的转速比为1：3：6，研磨时间为20～30min。
[0040]在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤S21的分散搅拌转速为100～300rpm，分散时间60～90s；步骤S22中混合时分散搅拌转速为800～1500rpm，分散时间为10～20min；步骤S23三辊研磨机慢辊、中辊、快辊的转速比为1：3：6，研磨时间为25～30min。
[0041]在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤S3中，混合搅拌转速为1000～1500rpm，混合时间45～90s，室温环境温度为20～26℃。
[0042]在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤S4中，热处理的温度为70～90℃，处理时长30～60min。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0044](1)设计多级助熔陶瓷化体系，多级助熔陶瓷化体系在不同温度下开始熔融形成液相，液态的多级复合助熔剂可以与耐火填料以及有机硅泡沫分解产物发生反应，最终形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，由A、B两组分组成，按重量份计，A组分包括：B组分包括：2.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述羟基硅油的粘度为500～10000mpas，所述乙烯基硅油的粘度为1000～20000mpas，所述发泡助剂为水、乙醇、丙醇、羟基含量为5～10％的小分子羟基硅油中的一种或任意两种的混合物。3.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述交联剂为含氢硅油，且含氢量为0.1～1.6％。4.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述增强填料为白炭黑、MQ硅树脂、短纤维、石墨烯和碳纳米管中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述耐火填料为氧化锌、氧化铈、氧化镁、氧化锆、氧化铝、氧化钙、二氧化钛、石英粉、滑石、硅酸铝、硅灰石、高岭土、蒙脱土、云母、硅藻土和叶蜡石中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、层状双氢氧化物、硼酸锌、烷基次磷酸铝、微胶囊化红磷和DOPO中的一种或两种以上的组合；所述层状双氢氧化物为镁铝双金属氢氧化物、锌铝双金属氢氧化物、铜铝双金属氢氧化物、钴铁双金属氢氧化物和锌铁双金属氢氧化物中的一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃陶瓷化耐火有机硅泡沫材料，其特征在于，所述多级复合助熔剂为硫酸锂、碳酸锂、硼酸钙、偏硼酸钙、硼酸钠、硼酸锌和低熔点玻璃粉中
两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩，葛欣国，毛朝君，尹朝露，杜卫宁，张秉浩，
申请(专利权)人：应急管理部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：