【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机硅材料领域，具体涉及一种高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、硅橡胶泡沫材料是硅橡胶经过发泡制备的多孔性高分子弹性材料，不仅具备硅橡胶的耐高低温、耐臭氧和耐辐射等优点，多孔结构更赋予其良好的绝热性、高弹性、吸声减震性和轻质等优点。作为理想的轻质密封、缓冲减震材料，硅橡胶泡沫被广泛应用于各种电子原件、仪表、仪器和飞行仪器轮等设施。
2、随着电子元器件以新材料、新能源为主导的技术创新，不断向更高性能、更高稳定性的方向发展，其工作环境更加复杂，尤其在高电流、高温的极端条件下，对器件保护材料的防火阻燃、缓冲减震等性能提出更严苛的要求。但是，纯硅橡胶泡沫不具备阻燃性能，一旦遭到火焰攻击会燃烧至只剩下松散的二氧化硅粉末，无法为保护器件提供热防护作用。传统的阻燃方法主要通过在硅橡胶泡沫中加入大量的无机填料，实现较好的阻燃效果，但大量的无机填料会造成胶料硬度增加，以及影响泡沫材料的力学性能和模具成型性能，并导致泡沫密度、硬度变大。
3、当前的阻燃硅橡胶泡沫材料成型主要为片材和板材，可制备较大的长宽尺寸，但是实现大厚度泡沫材料仍存在较大困难，对于成型一定形状的泡沫厚制品更是难以实现。在厚制品发泡过程中，胶料外部与内部的交联-发泡速率不一致，会导致内外的泡孔尺寸差异大，影响泡沫材料的加工成型性，产生外部大泡孔而内部未发泡、表面差、填充不足等缺陷，还会造成硬度和密度变大，影响压缩永久变形性能。所以，胶料的发泡-交联匹配性以及充型能力对厚制品来说至关重要。第一，由于铂催化剂
4、所以，针对现有技术不足，研究与开发一种高阻燃、高强度且轻质、柔软的硅橡胶泡沫材料已是迫在眉睫，并能实现大厚度和高压缩强度，以满足泡沫材料在高温、高压变及受冲击等极端环境的应用需求。
5、中国专利文献cn117070070a提供了一种低密度高力学性能硅橡胶泡沫材料及其制备方法。该专利技术通过将不同结构和含氢量的含氢硅油进行复配，并特别添加含氢量低的侧链含氢硅油来增加活性交联点，提升局部交联度，形成具有低密度高拉伸强度的硅胶泡棉，同时添加多乙烯基硅油能加强硅胶泡棉的压缩应力，从而获得一种低密度高力学性能硅橡胶泡沫材料。该专利技术所提供的泡沫材料具有较好的力学性能(断裂伸长率≥80％，拉伸强度为0.8～1.6mpa，25％压缩应力为0.1～0.4mpa)，密度为450～950kg/m3，可制备的厚度范围为0.5～6mm。
6、中国专利文献cn112778770b公开了一种高耐温硅橡胶发泡材料，按质量份数计，原料组成包括热硫化硅橡胶，纳米纤维素，补强剂，含氢硅氧烷，有机铂催化剂，纳米氧化物和发泡助剂。该发泡材料的制备方法包括：将热硫化硅橡胶、补强剂、纳米氧化物在真空条件下进行混炼，然后加入纳米纤维素、有机铂催化剂、发泡助剂继续在真空条件下进行混炼，得到硅橡胶混炼胶a；将硅橡胶混炼胶a、含氢硅氧烷加入双辊开炼机进行混炼，得到硅橡胶混炼胶b，然后过滤并于30～80℃进行预成型，再经150～270℃高温加热进行交联、发泡，得到所述高耐温硅橡胶发泡材料。该专利技术所提供的泡沫材料具有较高的力学性能。
7、中国专利文献cn113845687a公开了一种高效阻燃抑烟低密度有机硅泡沫材料及制备方法，按重量份数计包括：硅油133～170份、层状双氢氧化物0.2～3份、催化剂0.5～1份、抑制剂0.1～0.8份、发泡助剂0.5～5份。得到的有机硅泡沫材料密度为0.2～0.3g/cm3，与未添加层状双氢氧化物的有机硅泡沫材料相比，阻燃抑烟性能显著提升。
8、中国专利文献cn111378285b公开了一种高强度高阻燃有机硅泡沫材料及其制备方法，包括a组分和b组分，a组分以重量份计，包括以下组分：羟基硅油10～20份，乙烯基硅2～70份，阻燃填料10～40份，气相白炭黑5～10份，空心玻璃微珠7～20份，纳米碳酸钙5～10份，催化剂1～3份；b组分以重量份计，包括以下组分：羟基硅油30～40份，乙烯基硅油20～70份，阻燃填料10～40份，气相白炭黑5～10份，空心玻璃微珠7～20份，纳米碳酸钙5～10份，炭黑1～3份，抑制剂1～3份，含氢硅油2～15份。该有机硅泡沫材料具有良好的阻燃性能。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于克服现有技术中硅橡胶泡沫材料的不足，其一是实现泡沫材料的高效阻燃，解决填充大量无机阻燃剂造成力学性能较差的问题；其二是调控泡沫材料体系的交联-发泡匹配性，提高大厚度泡沫材料的成型性能，实现低密度、低硬度且成型完整。同时，解决室温液体硅橡胶泡沫力学性能较差、表面结皮强度差，而高温混炼硅橡胶泡沫密度较高、压缩永久变形大等问题。
2、本专利技术采用苯并三氮唑和过渡族金属二维硫化物作为复配阻燃剂，可在低添加量的条件下实现高效阻燃。苯并三氮唑是含氮化合物，在本专利技术的泡沫体系中既可起到阻燃剂的作用，又可起到抑制剂的作用。铂催化剂作为加成型硅橡胶泡沫的催化剂，同时也可起到阻燃作用。通过调节铂催化剂和苯并三氮唑匹配性，复配过渡族金属二维硫化物实现高效阻燃。同时，在苯并三氮唑发挥抑制作用的基础上设计抑制剂添加量，使得在制备大厚度制品时硅橡胶的交联-发泡匹配性更优，从而实现良好的成型能力。此外，选用高分子量的硅生胶，提高泡沫材料的力学强度。调控硅生胶分子量及乙烯基含量调节交联密度，实现不同硬度、压缩强度的可控性。本专利技术提供的硅橡胶泡沫在兼具室温硫化硅橡胶泡沫低密度、高弹性、低压缩永久变形的同时，还具有较高的力学强度。
3、第一方面，本专利技术提供了一种高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，以质量份数计，原料组成包括：
4、甲基乙烯基硅生胶 100份，
5、白炭黑 20～80份，
6、结构化控制剂 2～10份，
7、苯并三氮唑 0.1～0.7份，
8、过渡族金属二维硫化物 0.1～2.5份，
9、脱模剂 0.05～0.5份，
10、
11、所述苯并三氮唑同时起到阻燃剂和抑制剂的作用；
12、所述过渡族金属二维硫化物起到阻燃剂的作用；
13、所述催化剂为铂催化剂；
14、所述催化剂的质量与所述苯并三氮唑和所述抑制剂的总质量之比为1:0.4～1.2，优选为1:0.9～1.2；
15、所述发泡助剂的制备方法包括步骤：
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【技术保护点】
1.一种高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，以质量份数计，原料组成包括：
2.根据权利要求1所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅生胶中乙烯基摩尔含量为0.03％～3％；所述甲基乙烯基硅生胶的分子量在45×104～85×104g/mol；
3.根据权利要求1所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述发泡助剂的制备方法中：
4.根据权利要求1～3任一项所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述恒温密炼的时间为60～80分钟。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中：
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述胶片的厚度根据自由发泡厚度确定；
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中：
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...【技术特征摘要】
1.一种高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，以质量份数计，原料组成包括：
2.根据权利要求1所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述甲基乙烯基硅生胶中乙烯基摩尔含量为0.03％～3％；所述甲基乙烯基硅生胶的分子量在45×104～85×104g/mol；
3.根据权利要求1所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料，其特征在于，所述发泡助剂的制备方法中：
4.根据权利要求1～3任一项所述的高效阻燃、高强度的高温硫化硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，汤龙程，彭礼东，曹承飞，赵丽，龚丽秀，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：
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