氢氧化铝填充型阻燃硅橡胶的性能研究_郭建华

格式：pdf
大小：317.24 KB
文档页数：4

下载文档原格式

缩合型阻燃硅橡胶的研制

２０９Ｆ１，ＮＥＴＺＳＣＨ公司；扫描电镜：Ｑｕａｎｔａ６００，美国ＦＥＩ公司。
１．２试样的制备
配方：１０７硅橡胶１００份（质量份，下同），
白炭黑２０份，三氧化二铁４份，硫化剂４份，
形成抗氧化的保护层，具有一定阻燃作用，且不会产生大量烟尘和有害气体 ¨ ；但分子链中还
含有大量的碳和氢，遇到明火会持续燃烧，所以普通硅橡胶不具自熄性Ｊ。为了适应特殊环境的使用要求，需要通过添加适当的阻燃剂来提高
缩合型室温硫化（ＲＴＶ）硅橡胶以端羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，其分子链中的硅
氧链节燃烧时能促进材料在高温下成炭，有助于
制；硫化剂：自制。
三辊研磨机：ＳＧＩＯ０，上海第一化工机械
厂；平板硫化机：自制；厚度计：ＣＨ一１，长沙
能的影响。
ｌ实验
１．１主要原料及仪器设备
拉伸强度和拉断伸长率：按ＧＢ／Ｔ５２８ —
２００９测试，哑铃状１型试样；氧指数和垂直燃
烧性：按ＧＢ／Ｔ１０７０７－２００８测试；热失重：用
硅橡胶的拉伸强度为２．８ＭＰａ，拉断伸长率为２４１％，氧指数为４０．７％，垂直燃烧等级为ＦＶ— Ｏ级。关键词：缩合型，阻燃，硅橡胶，氢氧化铝，氢氧化镁，阻燃协效剂中图分类号：ＴＱ３３３．９３文献标识码：Ａ文章编号：１００９— ４３６９（２０１３）０４— ０２６２— ０４

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]。

三聚氰胺及氢氧化铝在阻燃硅橡胶中的应用

· 186 ·
第 29 卷
1. 2
测试试片的制备 12］方法，氢氧化铝的改性：按参考文献［分别用氢氧化铝质量 0. 5% 、1% 、1. 5% 、2%
1. 3
性能测试
拉伸强度和拉断伸长率：将大试片用哑铃状裁刀裁成哑铃状，采用拉力试验机、按照 GB / T 528 —2009 测试；撕裂强度：将大试片用直角裁刀裁成直角形状，采用拉力试验机、按照 GB / T 529 —2008 测试；硬度：采用邵氏橡胶硬度计、按照 GB / T 531. 1 —2008 测试；正硫化时间（ T90 ）：采用橡胶硫化仪测试；阻燃性：采用水平垂直燃烧试验机、按 GB 2409 —1984 进行测试；拉伸断面形貌：采用扫描电子显微镜观察。
1
1. 1
实验
主要原料及仪器硅橡胶混炼胶： YT3130 、 YT3170 、 YT161 ，
邵尔 A 硬度分别为 30 、70 和 61 度，桂林裕天新材料有限公司；三聚氰胺膏状物： YT0003 ，粉状三聚氰胺和低乙烯基含量硅橡胶生胶的质量比
0919 。收稿日期： 2014作者简介：罗明（ 1988 —），男，硕士生，主要从事硅橡胶的研究。 * 联系人，E － mail： zhangfaai@ 163. com。
硅橡胶硬度的影响不大。这是因为硬度主要由硅橡胶中乙烯基含量和填料用量决定，两者的共同作用使硫化胶的硬度变化不大。总体来讲，当三聚氰胺膏状物用量达到 100 份时，阻燃硅橡胶的综合性能最好。 2. 2 氢氧化铝用量对硅橡胶性能的影响为了进一步改善硅橡胶的综合性能，同时降低原料成本，在 100 份混炼胶 YT161 中加入 100 份三聚氰胺膏状物，再加入未改性氢氧化铝（平均粒径 8 μm），考察氢氧化铝用量对硅橡胶性能的影响，结果如表 2 。

功能型液体硅橡胶的研究进展_张飞豹

RTV-1硅橡胶中加入硅氮烷可以消除 107 硅橡胶中残余的羟基及水分 , 避免硅橡胶主链发生解扣式降解 , 从而提高了 RTV-1硅橡胶的耐热性。把硅氮烷作为羟基清除剂应用于硅橡胶中 , 以提高其耐热性 [ 39] 。
5 吸波型液体硅橡胶
随着电子、计算机与电信技术的迅猛发展及广泛应用 , 电磁环境也日趋丰富和复杂 , 由于电磁波辐射而导致的信息泄露事件时有发生 , 直接威胁到国家的政治、经济、军事的安全。因此 , 世界各国科学家采用各种技术手段来抑制或消除电磁辐射。最通用的方法就是对电磁波进行屏蔽 , 因而促进了电磁屏蔽材料的发展。
· 382 ·
灌封材料、密封材料都要求能在 300 ℃以上长期使用。
杨始燕等经过长期的研究合成了一种聚硅氮烷交联剂 (KH-CL), 它可在非催化条件下发生交联反应 , 并且可消除体系中残余的或由氧化反应产生的硅羟基和水等 , 从而消除或延缓硅橡胶的主链降解, 大幅度提高耐温性能。这种名为 KH-CL-RTV的硅橡胶在 350 ℃氮气中加热 24 h 的质量损失率相当于用原硅酸乙酯交联体系的硫化胶在 200 ℃老化后的质量损失率 , 并且在 350 ℃氮气中老化 24 h后的力学性能几乎不变 [ 32] 。
液体硅橡胶是以低黏度的聚硅氧烷为基础聚合物 , 添加填料、各种助剂、添加剂 , 可在室温或稍许加热下通过与湿气接触或与交联剂反应形成的弹性体。液体硅橡胶具有优异的热稳定性能、较低的玻璃化温度、较强的抗硝化甘油迁移能力、较好的耐老化性能等 ;同时又因为不含软化剂、增塑剂或硫化促进剂、防老剂等 , 不会泄漏起雾造成环境污染 , 因而在航空航天、电子电气、化工仪表、汽车、机械等工业以及医疗卫生、日常生活等各个领域得到了广泛的应用[ 1 -3] 。

橡胶的燃烧和阻燃研究

橡胶的燃烧和阻燃研究1、橡胶的燃烧和阻燃燃烧是客观世界的自然现象，如雷击可引发森林火灾。

燃烧也是人类生活或生产中所需的人为现象。

要使燃烧发生和进行下去，需有三项条件，缺一不可。

一定的温度任何物质只有在周围环境温度达到燃烧点之后才能起燃。

不同特质的燃烧点高低不一，实现燃烧的难易程度也不一，故有难燃和易燃之分。

氧气它是助燃剂，是确保燃烧进行下去不可缺少的因素。

可燃烧物质是燃烧得以进行的本体，一般为碳氢化合物，生物材料（如草、木）及合成聚合物材料（如橡胶、塑料及纤维等）。

1.1 橡胶的燃烧橡胶燃烧为其它材料的燃烧具有共同点，但也有特殊之处。

橡胶作为高分子材料，其燃烧过程较为复杂，其燃烧温度也高于一般物质。

即使引火点燃，温度也应达到3160以上。

橡胶着火后，其燃烧过程通常可分三个阶段。

（1）热分解达到燃烧点（不同胶种有不同的燃烧点），如NR为6200C～6700C）后首先开始变软熔化，分解为低分子物。

在此阶段无明火可见，可视为燃烧的前奏。

（2）燃烧热分解产物与大气中的氧剧烈反应出现火焰，这标志着燃烧正式开始。

伴随着光和热的释放，产生新的低分子可燃物（如CO）不可燃物（如CO2）以及烟雾。

（3）继续燃烧此阶段可延续到所有可燃物燃尽为止。

大部分胶种都要经历这三个阶段，但含卤橡胶有可能只进行到第二阶段，因为燃烧中生成的卤化物氢起抑止作用。

1.2 橡胶燃烧的等级通常系通过燃烧的难易程度来区分，具体可根据氧指数划分（见表1所示）表1橡胶的氧指数阻燃等级阻燃等级氧指数范围举例不阻燃 <20 可燃胶种（如天然橡胶），不添加阻燃剂一般阻燃 >20<30 可燃胶种，添加阻燃剂高阻燃（难燃）≥30 含卤橡胶，添加阻燃剂的含卤橡胶常用胶种如以氧指数（OI）来衡量，则燃烧（难易程度由易到难）的排列顺序见表2所示。

表2 常用胶种的氧指数EPDM BR、IR NR SBR、NBR CSM、CHR CR17 18～19 20 21～22 27～30 38～41注：BR-顺丁橡胶 CHR氯醚橡胶 CSM -氯磺化聚乙烯 IR-异戊=烯橡胶 NR=天然橡胶 SBR-丁苯橡胶 NBR-丁腈橡胶 EPDM-三元乙丙橡胶由表2可见含卤橡胶的氧指数高于不含卤橡胶；不含卤橡胶中含侧基的氧指数高于不含卤橡胶的。

氢氧化铝的阻燃性质与应用研究_黄东

综　述文章编号:1003-1545(2004)03-0033-05氢氧化铝的阻燃性质与应用研究黄　东,南　海,吴　鹤(北京航空材料研究院,北京　100095)摘　要:较全面地介绍了新型阻燃剂氢氧化铝的阻燃机理、制备方法、改性技术以及它在各领域中的广泛应用现状,并对其发展趋势进行了简要的展望。

关键词:氢氧化铝;阻燃剂;性质;应用中图分类号:TQ 133.1 文献标识码:A收稿日期:2003-12-09 近年来,聚合物材料在建筑、运输及日常生活用品等方面得到了广泛应用。

但因其易燃、发烟量大,成了火灾的直接活化剂,对人、物造成严重危害,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题,因此该类材料的阻燃性已成为重要课题之一。

阻燃剂可分为有机和无机两类。

无机类阻燃剂热稳定性好、不产生腐蚀性气体、不挥发、效果持久、没有毒性、价格低廉,主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、硼酸锌、氢氧化锆等。

其中氢氧化铝具有阻燃、消烟、填充3大功能,在化学上是惰性的、无毒、不会产生二次污染,在国内外被誉为无公害阻燃剂。

它不仅白度值高,而且有优良的色度指标,对着色的遮盖性小,从而使制品美观,色调高雅;在树脂中分散性好,加入较多时,不易发生弯曲发白现象;能与多种物质产生阻燃的协同效应,阻燃效果好;来源丰富,价格低廉,在国内外市场上其消耗量占无机阻燃剂的80%以上,占阻燃剂总量的50%以上。

因此氢氧化铝是一种应用前景广阔的阻燃剂[1]。

本文主要介绍氢氧化铝阻燃剂的阻燃机理、制备方法、改性技术及应用情况,并对其发展趋势进行简要的展望。

1　氢氧化铝的性质和阻燃机理国内外市场上作为阻燃剂用的氢氧化铝,主要是α-三水合氧化铝(ATH ),常用α-Al 2O 3·3H 2O 表示。

它是结晶或无定形的白色粉末,晶体结构是由紧密堆积的羟基离子以AB 双层的方式构成,而铝离子处于上述堆积的羟基离子之中,在所形成的八面体空隙中,有2/3的空隙被铝离子所占据,其余的空隙是空着的,这种紧密堆积的羟基离子就构成一种层状结构,相邻两层间以羟基离子所形成的氢键相连接[2]。

层状双羟基氧化物对RTV硅橡胶阻燃性及热稳定性的影响

摘要：采用传统阻燃剂（氢氧化铝和氢氧化镁）和新型阻燃剂（ＬＤＨ）分别制备室温硫化硅橡胶材料，对比研究了３种不同阻燃剂对硅橡胶材料的阻燃性、耐电痕化及热稳定性的影响。结果表明：采用经表面改性的ＬＤＨ
制备的室温硫化硅橡胶复合材料，其阻燃性能、耐电痕化及热稳定性得到明显提高。
３０
夏兵等：层状双羟基氧化物对ＲＴＶ硅橡胶阻燃性及热稳定性的影响
绝缘材料２０１５，４８（６）
层状双羟基氧化物对ＲＴＶ硅橡胶阻燃性及热稳定性的影响
夏兵，李玉强，王国刚１，２魏骁，尹宝亮
（１．北京国电富通科技发展有限责任公司，北京１０００７０；２．国网电力科学研究院，南京２１１０００）
Ｆｉｒｅ．ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄＴｈｅｒｍａｌＳｔａｂｉｌｉｔ、，ＯｆＲＴＶＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒ
ＸｉａＢｉｎｇ’ ’ 。，ＬｉＹｕｑｉａｎｇ。。，ＷａｎｇＧｕｏｇａｎｇ，ＷｌｅｉＸｉａｏ，ＹｉｎＢａｏｌｉａｎｇ ’ 。
２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈｌｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｎａｎｊｉｎｇ２１１０００，Ｃｈｉｎａ、
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｅｅｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｕｌｃａｎｉｚｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｓபைடு நூலகம்（ＲＴＶＳＲ）ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｒｅ

填充型有机硅基导热凝胶的制备和性能研究

填充型有机硅基导热凝胶的制备和性能研究
尚田雨;张晨旭;任琳琳;曾小亮;孙蓉
【期刊名称】《中国胶粘剂》
【年(卷),期】2024(33)1
【摘要】以有机硅基热界面材料为研究对象,使用不同黏度配比的硅油作为基体,并以氧化铝和氧化锌作为导热填料,制备了一系列填充型有机硅导热凝胶样品。

分别研究了凝胶成分对材料力学性能、导热性能以及点胶性能等的影响。

研究结果表明:所制备的有机硅导热凝胶的热导率主要受导热填料的影响,当高黏度乙烯基硅油占比为50%时,导热凝胶的各项性能良好,拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度、热导率和挤出率分别达到0.37 MPa、184%、63.42、2.90 W/(m·K)和106.4 g/min。

此外,本研究的导热凝胶样品在应对高温高湿环境和冷热循环试验表现良好,能满足行业要求,具备良好的应用前景和应用价值。

【总页数】7页(P1-7)
【作者】尚田雨;张晨旭;任琳琳;曾小亮;孙蓉
【作者单位】深圳先进电子材料国际创新研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ433
【相关文献】
1.固相剪切碾磨制备铝粉填充聚乙烯基高性能导热复合材料的研究
2.球型Al2O3-AlN颗粒复配填充型硅橡胶的制备及导热性能研究
3.导热阻燃型有机硅灌封胶的
制备与性能研究4.碳气凝胶基复合相变材料的制备及其导热性能研究5.双组分缩合型有机硅电子灌封胶的制备及其导热阻燃性能研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

硅橡胶阻燃剂优缺点介绍大全

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/doc/f0966262.html,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。

阻燃型防霉硅酮密封胶的制备及性能研究

ｑｕａｔｅｎａｒｙｒａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｍｏｄｉｉｆｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｏｉｌｉｓｏｖｅｒ８０％ｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｓｉｌｉｃｏｎｅｌｆｕｉｄａｍｏｕｎｔ，ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｓｅａｌａｎｔ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｅｓｅａｌａｎｔ；ｓｉｌｉｃｏｎｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｍｐｏｕｎｄｒｅｔａｒｄａｎｔ；ｑｕａｔｅｎａｒｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｍｏｄｉｉｆｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｏｉｌ；ｍｏｕｌｄ
的配方中加入合适的阻燃剂，以降低燃烧物表面温
度、稀释可燃物分子浓度和切断氧气供给，达到阻燃防火的目的。阻燃剂通常包括反应型和添加型两大类，相对来说，采用添加型阻燃剂制备的硅酮密封胶工艺更简单，且效果显著。硅系阻燃剂具有环保、低燃速、低释热、防滴落，良好的加工性及优异的力学性能，与磷系阻燃剂同时使用时能够获得较好的协同阻
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙｌｆａｍｅｒｅｔａｒｄｉｎｇａｎｄｍｏｕｌｄｐｒｏｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｌｉｃｏｎｅｓｅａｌａｎｔｏｆｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｓｉｌｉｃｏｎｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｃｏｍｐｏｕｎｄａｓｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ，ａｎｄｐａｒｔｌｙｒｅｐｌａｃｉｎｇｃｏｍｍｏｎｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｉｃｏｎｅｆｌｕｉｄｂｙｑｕａｔｅｒｎａｙｒａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｍｏｄｉｆｉｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｏｉｌ．Ｗｈｉｌｅｃｏｍｐｏｕｎｄｌｆａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ ’ ｓｄｏｓａｇｅｉｓ１１％．ａｎｄｔｈｅｖｏｌｕｍｅｏｆ

氢氧化铝填充型阻燃硅橡胶的性能研究

表，上海无仪电子设备有限公司产品；２９型ＴＧ０热重（Ｇ）析仪，国耐驰公司产品。Ｔ分德
１４试样制备．
工大学自然科学基金资助项目（０一５５３０Ｂ９Ｅ００２）作者简介：建华（９７）男，郭１７一，江西抚州人，南理工大学讲华
（ＥＳＭ）荷兰飞利浦公司产品；Ｃ６型高阻计，，Ｚ３上海精密科学仪器有限公司产品；ＷＹ２５８１型Ｑ
卤阻燃硅橡胶，究氢氧化铝对硅橡胶性能的研
基金项目：东省自然科学基金资助项目（１５４；广０１４）华南理
定所有出口到欧盟的电子电气产品不得含有聚溴
１２试验配方．
硅橡胶１０白炭黑０，
４，０羟基硅油４硫，
联苯和聚溴二苯醚等６种有毒有害物质。为此，
近年来国内外不少学者采用氢氧化铝作为阻燃剂
化剂ＤＰ２氢氧化铝ＢＭＨ，
早期用于硅橡胶的阻燃剂主要是含卤素的阻
燃剂（十溴二苯醚、如四溴双酚Ａ、２６二溴苯聚，一
醚和氯化石蜡等）以及含磷的阻燃剂（如红磷和磷酸酯类等）。含卤素的阻燃剂在改善硅橡胶阻燃性能的同时，烧过程中会放出含氯或含溴的刺燃
１３设备与仪器．
变量。

氢氧化铝对复合绝缘子用硅橡胶的性能影响研究

司；氢氧化铝：平均粒径（激光粒度仪测试，５０粒
径）分别为１＿２ｐ．ｍ、２．４ｐ．ｍ、３．２肚ｍ和４．０ｔｉｍ，中国铝业山东分公司；２，５一二甲基一２，５一双（叔丁过氧基）己烷（即双二五）：江苏强盛化工有限公司。
机：ＣＭＴ６３０３，深圳市新三思计量技术有限公司；硬度计：ＸＹ一１，上海化工机械四厂；厚度计：上海
硫化硅橡胶配方中，氢氧化铝对于制品的力学性能、电性能、憎水性、阻燃性均有较大的影响［５］。
性差，这限制了氢氧化铝作为填充剂在硅橡胶中
的添加量。本文系统地研究了氢氧化铝粒径及加
设备有限公司；烘箱：ＲＧＨ一９０３６Ａ，无锡市苏瑞试验设备有限公司；本生灯：市售。
１．３试样制备
（１．河南平高电气股份有限公司，河南平顶山４６７００１；２．平高集团有限公司，河南平顶山４６７００１）
摘
要：研究了氢氧化铝的粒径及填充量对复合绝缘子用热硫化硅橡胶的力学性能、电学性能、阻
燃性、憎水性能的影响。实验结果表明：当氢氧化铝粒径为２．４ｍ时，硅橡胶的力学性能及阻燃性能达
１．２主要设备
目前国内外大多数复合绝缘子生产厂家，均
采用填充有较多氢氧化铝的甲基乙烯基硅橡胶

阻燃性有机硅高分子材料的研究进展

阻燃性有机硅高分子材料的研究进展3程买增　曾幸荣　李伟明　张业勤(华南理工大学材料学院,广州510640) 摘要:综述了国内外在阻燃性有机硅高分子材料的制备、性能及应用等方面的研究进展,介绍了有机硅高分子材料的燃烧历程、常用阻燃剂及其阻燃机理,并对阻燃性有机硅高分子材料的研究发展前景进行了展望。

关键词:有机硅,高分子材料,阻燃,铂化合物收稿日期:2003-09-01。

作者简介:程买增(1976-),男,硕士生,研究方向为有机硅高分子材料。

E -mail :xiaolong0309@3广东省自然科学基金资助项目,项目编号011544。

有机硅高分子材料是以Si O 键为主链,侧基为甲基、乙烯基、苯基等有机基团的高分子化合物[1]。

由于结构的特殊性,决定了其具有优良的热稳定性、介电性、耐候性和生理惰性,广泛应用于宇航、汽车制造、电子电气及医疗用品等领域。

但有机硅高分子材料存在可燃的缺点,例如填充有40份气相法白炭黑的甲基乙烯基硅橡胶(110-2)的极限氧指数为24%[2];既使用超细二氧化硅或碳酸钙填充,将其点燃,仍可以100%完全燃烧[3]。

但目前应用于宇航、电子电气及输电线路等方面的有机硅高分子材料都要求具有良好的阻燃性能。

因此,研究及制备具有阻燃性的有机硅高分子材料在理论和应用上都具有重要意义。

1 有机硅高分子材料的燃烧与阻燃111　有机硅高分子材料的燃烧过程虽然有机硅高分子材料的阻燃性与热稳定性之间没有必然联系,但了解有机硅高分子材料的热分解过程可以为研究有机硅高分子材料及其添加剂的燃烧行为提供有用信息[4]。

对有机硅高分子材料来说,其热分解主要经历两个过程:热氧化反应引起的侧链有机基团的氧化分解(见式1、式2);聚硅氧烷主链断裂,生成低摩尔质量的环状聚硅氧烷(见式3)。

Si CH 3O+O・O・CH 3高温Si CH 2OOHOCH 3S ・i O +O ・H +CH 2OCH 3(1) Si ・CH 3+O ・H OSi CH 3OHOSi CH 3OSi CH 3O +H 2O OO(2)综述・专论有机硅材料　,2003,17(6):21～25SIL ICON E MA TERIAL SiCH3OCH3　nSi O SiOSiO+Si O SiOSi O SiO+HOSi(3) 已有实验证实,有机硅高分子材料的燃烧机理是由于裂解生成的低摩尔质量环状聚硅氧烷在周围氧气存在下而燃烧,燃烧后的残渣是SiO2和其它无机填料[6]。

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。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

氢氧化铝填充型阻燃硅橡胶的性能研究郭建华,罗　昆,曾幸荣＊(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州　510640) 摘要:采用氢氧化铝作为阻燃剂制备阻燃硅橡胶,研究氢氧化铝用量对硅橡胶性能的影响。

结果表明,氢氧化铝可以显著提高硅橡胶的阻燃性能,但对硅橡胶的物理性能和电绝缘性能有一定损害;添加80份氢氧化铝的硅橡胶氧指数为43,垂直燃烧等级达到FV -0级,且保持了较好的物理性能和电绝缘性能。

关键词:硅橡胶;氢氧化铝;阻燃性能;电绝缘性能中图分类号:T Q330.38+7;TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:1000-890X (2007)08-0471-04 基金项目:广东省自然科学基金资助项目(011544);华南理工大学自然科学基金资助项目(B09-E5050320) 作者简介:郭建华(1977-),男,江西抚州人,华南理工大学讲师,硕士,从事橡胶塑料改性以及成型加工等方面的研究。

＊通讯联系人近几年,硅橡胶阻燃技术逐渐成为人们关注和研究的热点。

硅橡胶虽然无毒无味、耐高低温、耐气候、电绝缘性能好,但本身可燃,因此需要进行阻燃改性,以扩大其在电子电气、机械、化工等行业的应用。

早期用于硅橡胶的阻燃剂主要是含卤素的阻燃剂(如十溴二苯醚、四溴双酚A 、聚2,6-二溴苯醚和氯化石蜡等)以及含磷的阻燃剂(如红磷和磷酸酯类等)。

含卤素的阻燃剂在改善硅橡胶阻燃性能的同时,燃烧过程中会放出含氯或含溴的刺激性气体,对环境和人体有害,因此该类阻燃剂被限制使用,并将逐渐淘汰。

欧盟的Ro HS 指令规定所有出口到欧盟的电子电气产品不得含有聚溴联苯和聚溴二苯醚等6种有毒有害物质。

为此,近年来国内外不少学者采用氢氧化铝作为阻燃剂对硅橡胶进行阻燃改性研究[1-5]。

氢氧化铝是一种环保型阻燃剂,在水、光、热环境中性能稳定,不挥发,保色率强,且价格低廉,原料易得,在燃烧时不释放有害气体,燃烧后的残渣不会污染环境,因而得到广泛应用。

本工作在采用氢氧化镁对硅橡胶进行阻燃改性的基础上[1,6],以氢氧化铝为阻燃剂制备无卤阻燃硅橡胶,研究氢氧化铝对硅橡胶性能的影响。

1　实验1.1　主要原材料甲基乙烯基硅橡胶,牌号110-2,平均相对分子质量为530000,深圳天玉高分子材料有限公司产品;牌号PS02,平均相对分子质量为650000,深圳森日有机硅材料有限公司产品。

氢氧化铝,牌号WA -1,河南获嘉县长城铝粉料厂产品。

气相法白炭黑,牌号QS -102,日本Tokuyama 公司产品。

1.2　试验配方硅橡胶　100,白炭黑　40,羟基硅油　4,硫化剂DBPM H 2,氢氧化铝　变量。

1.3　设备与仪器XK -160型开炼机,广东湛江机械厂产品;XLB -D250KN 型热平板硫化机,浙江湖州宏图机械有限公司产品;XXL -2500N 型橡胶拉力机,上海橡胶机械厂产品;M M 4130CC 型无转子硫化仪,北京环峰化工机械实验厂产品;H C -2型氧指数测试仪和CZF -3型垂直燃烧测试仪,南京市江宁区分析仪器厂产品;XL30型扫描电子显微镜(SEM ),荷兰飞利浦公司产品;ZC36型高阻计,上海精密科学仪器有限公司产品;WY2851型Q 表,上海无仪电子设备有限公司产品;TG209型热重(TG )分析仪,德国耐驰公司产品。

1.4　试样制备先将两种硅橡胶在开炼机上共混均匀,加入白炭黑和羟基硅油,混炼均匀后出片,在烘箱中150℃下热处理2h 。

停放12h 后在开炼机上加入氢氧化铝和硫化剂DBPM H ,混炼均匀后出片。

胶料在平板硫化机上进行一段硫化,硫化条件为165℃×t 90;在烘箱中进行二段硫化,硫化条件为200℃×4h 。

1.5　测试分析(1)阻燃性能氧指数按GB 10707—1989测定;垂直燃烧性能按GB /T 13488—1992测定。

(2)物理性能邵尔A 型硬度按GB /T 531—1999测定;拉伸强度和拉断伸长率按GB /T 528—1998测定;撕裂强度按GB /T 529—1999测定,拉伸速度为500mm ·min -1。

(3)电绝缘性能体积电阻率和表面电阻率用高阻计按GB 1410—2006测定;介电常数和介电损耗因数用Q 表按GB 1409—2006测定。

(4)SEM 分析将试样的拉伸断面用离子溅射仪喷金处理后用SEM 观察并拍照。

(5)TG 分析采用TG 分析仪测定试样的TG 曲线,升温速率为10℃·min -1,温度范围为40～700℃,空气氛围。

2　结果与讨论2.1　阻燃性能氢氧化铝用量对硅橡胶氧指数的影响如图1所示。

从图1可以看出,随着氢氧化铝用量的增大,硅橡胶的氧指数显著增大。

未加氢氧化铝的硅橡胶氧指数为28,加入80份氢氧化铝的硅橡胶氧指数高达43。

可见,氢氧化铝可以明显提高硅橡胶的阻燃性能。

分析原因认为,氢氧化铝受热分解,脱水生成大量水蒸气,吸收大量燃烧区的热量,从而降低硅橡胶的温度,阻止硅橡胶的受热分解;水蒸气能稀释火焰区的可燃性气体,降低燃烧速率;氢氧化铝分解生成的三氧化二铝在硅橡胶表面形成了惰性阻隔层,从而阻止热和氧进入硅橡胶,防止可燃性图1　氢氧化铝用量对硅橡胶氧指数的影响气体逸出[5]。

除氧指数外,垂直燃烧性能也可用来表征聚合物阻燃性能。

与氧指数法相比,垂直燃烧法的燃烧模式更接近物体燃烧的实际情况,因此能更好地反映硅橡胶的实际阻燃效果。

氢氧化铝用量对硅橡胶垂直燃烧性能的影响如表1所示。

从表1可以看出,未加氢氧化铝的硅橡胶完全燃烧;加入40份氢氧化铝的硅橡胶垂直燃烧等级达到FV -1级,具有一定的自熄能力;加入80份氢氧化铝的硅橡胶垂直燃烧等级更是达到了FV -0级,表现出良好的自熄性。

表1　氢氧化铝用量对硅橡胶垂直燃烧性能的影响项目氢氧化铝用量/份20406080第1次燃烧时间/s 完全燃烧1814104第2次燃烧时间/s 完全燃烧392110垂直燃烧等级FV -1FV -1FV -02.2　物理性能氢氧化铝用量对硅橡胶物理性能的影响如表2所示。

从表2可以看出,随着氢氧化铝用量的增大,硅橡胶的邵尔A 型硬度、300%定伸应力和拉断永久变形逐渐增大,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度逐渐减小。

可见,采用氢氧化铝作为阻表2　氢氧化铝用量对硅橡胶物理性能的影响项目氢氧化铝用量/份020406080邵尔A 型硬度/度4548525356300%定伸应力/M Pa 1.982.502.623.903.99拉伸强度/M Pa 8.318.237.666.836.02拉断伸长率/%740700620520380拉断永久变形/%812141616燃剂虽然对硅橡胶的物理性能产生一定损害,但添加80份氢氧化铝的硅橡胶仍保持了较好的物理性能。

这是因为硅橡胶胶料中氢氧化铝用量较大时才能产生良好的阻燃效果,而氢氧化铝对硅橡胶没有明显的补强作用,且大量氢氧化铝在硅橡胶中难以均匀分散,因此导致硅橡胶的某些物理性能下降。

从硅橡胶拉伸断面的SEM照片(图2)可以看出,未加氢氧化铝的硅橡胶拉伸断面比较致密;而添加80份氢氧化铝的硅橡胶拉伸断面出现了一些空洞,氢氧化铝团聚颗粒分布不均匀,可见氢氧化铝与硅橡胶的结合不好。

SEM照片也表明氢氧化铝的加入会降低硅橡胶的物理性能。

因此在阻燃效果达到要求时,应尽量减小氢氧化铝的用量,或者对氢氧化铝进行必要的表面改性,以改善氢氧化铝与硅橡胶基体的相容性。

图2　硅橡胶拉伸断面的SEM照片(放大1000倍) 2.3　电绝缘性能氢氧化铝用量对硅橡胶电绝缘性能的影响如表3所示。

从表3可以看出,随着氢氧化铝用量的增大,表3　氢氧化铝用量对硅橡胶电绝缘性能的影响项目氢氧化铝用量/份020406080体积电阻率×10-15/　(Ψ·cm)34.626.46.93.52.9表面电阻率×10-15/Ψ10.68.43.22.82.9介电常数3.213.463.583.493.77介电损耗因数×1022.232.312.282.572.49硅橡胶的体积电阻率和表面电阻率呈减小趋势,介电常数和介电损耗因数总体呈增大趋势。

可见,添加氢氧化铝在一定程度上损害了硅橡胶的电绝缘性能。

这是由于氢氧化铝分子中含有结晶水,氢氧化铝的电导率远大于硅橡胶所致。

添加氢氧化铝的硅橡胶电阻率超过了1015数量级,因此阻燃硅橡胶仍保持了良好的电绝缘性能。

2.4　TG分析氢氧化铝阻燃硅橡胶的TG曲线如图3所示。

从图3可以看出,未加氢氧化铝的硅橡胶热降解区间为500～650℃。

在此温度范围内,硅橡胶的硅氧烷主链发生断裂,生成低相对分子质量的环状物。

加入80份氢氧化铝的硅橡胶在290～390℃之间出现了第1个热降解区间,此区间对应氢氧化铝脱出结晶水的过程。

第2个热降解区间出现在500～570℃,此阶段对应硅橡胶的降解过程。

由于氢氧化铝已受热分解生成水蒸气,吸收了大量的热量,稀释了火焰区可燃性气体的浓度,降低了硅橡胶的温度,有利于形成三氧化二铝阻隔层,从而起到较好的阻燃作用。

图3　硅橡胶的TG曲线1—未加氢氧化铝;2—加入80份氢氧化铝。

3　结论在硅橡胶中加入氢氧化铝能够起到良好的阻燃效果。

随着氢氧化铝用量的增大,硅橡胶的阻燃性能显著提高,硫化胶的邵尔A型硬度、300%定伸应力和拉断永久变形逐渐增大,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度逐渐减小,电绝缘性能有所下降,但仍能满足材料性能要求。

参考文献:[1]程买增,曾幸荣.聚四氟乙烯对M g(OH)2/Al(OH)3填充硅橡胶阻燃性能和力学性能的影响[J].合成橡胶工业,2003, 26(6):380.[2]亢庆卫,罗权焜.氢氧化铝复合阻燃剂对热硫化硅橡胶性能的影响[J].有机硅材料,2004,18(6):1.[3]李学锋,陈绪煌,周　密.氢氧化铝阻燃剂在高分子材料中的应用[J].中国塑料,1999,13(6):79.[4]邬继荣,倪　勇,吴连斌,等.阻燃硅橡胶的研制[J].有机硅材料,2004,18(4):10.[5]Barta S,Bielek J,Dieska P.Thermal condu ctivity and limitingoxygen index of basic rubber blend/aluminum hydroxide par-ticulate composite[J].Plast.Ru bber and Comp.,1999,28(2):62.[6]罗　昆,曾幸荣,陈旺新.高撕裂无卤阻燃硅橡胶的研制[J].橡胶工业,2005,52(4):235.收稿日期:2007-02-25益阳橡机双螺杆挤出机又添新品中图分类号:T Q330.4+4 文献标识码:D 益阳橡胶塑料机械集团有限公司自主开发出Υ200单挂式双锥双螺杆挤出压片机,专门用于为GK90E,90N,110N,110E和F120等密炼机配套的下辅机。