阻燃性硅橡胶的研究进展

阻燃型RTV-1单组分硅酮密封胶的性能研究作者：杨永强陈炳耀彭小琴全文高李世晶杨育其来源：《粘接》2021年第01期摘要：采用氢氧化铝作为阻燃剂制备的硅酮密封剂，研究其用量、粒径对对其阻燃性能，物理性能的影响，并且探究氢氧化铝和铝硅酸盐复配对密封胶影响。

结果表明，随着氢氧化铝的填入，密封胶的阻燃效果显著，但对胶的物理性能有所影响;随着阻燃剂的粒径减小，其表干时间也随之增长;并且填入两种阻燃剂，密封胶的物理性相对有所下降。

关键词：硅酮密封胶;阻燃剂;协同作用中图分类号：T0333.93 文献标识码：A 文章编号：1001—5922（2021）01—0029—030前言硅酮密封胶具有良好的抗气候老化性、紫外稳定性、抗压型、抗震性、抗潮湿耐高低温、在恶劣的气候环境中能保持弹性、无撕裂和无龟裂等特点，从而能够应用在建筑、汽车、电子电气、机械、化工类等行业。

然而，伴随着高层建筑、医院、车站以及娱乐场所等人员比较密集的地方，硅酮密封胶的使用量增加，消防安全也逐渐收到了人们的重视。

所以说，研究制备出具有阻燃性的硅酮密封胶具有极其重要的意义。

想要使有机硅高分子材料具有阻燃性，从3个方面考虑的：①需要抑制有机硅高分子材料的裂解，从而产生游离基;②有机硅高分子材料在燃烧时，防止氧气在其表面扩散，或能够有冲淡燃烧气体的惰性气体;③能够形成阻隔层，使有机硅高分子材料燃烧表面能够阻止热能向有机硅高分子材料纵深传递，抑制温度升高，从而达到自灭的效果。

硅酮密封胶的阻燃性可以从3个方面人手：提高热分解温度、增加燃烧残渣、减缓可燃气体产生的速度。

目前国内外对于硅酮胶密封胶的阻燃改性已经做了很多相关研究。

Wolfer等人使用铂-1，3一二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷复合物、氧化铝及碱金属氧化物作阻燃剂制作出能够用于电缆绝缘层的阻燃硅酮密封胶，使电缆在燃燃烧时形成阻隔层;并且能够继续运行而不出现短路现象。

陈雪梅等以甲基乙烯基硅酮密封胶为原料，通过添加AI（OH）3、氯化石蜡、三氧化二锑、十溴二苯醚为阻燃剂作对比实验，发现十溴二苯醚是硅酮密封胶的高效阻燃剂。

高端应用型无卤阻燃导热有机硅灌封胶的制备研究及产业化分析摘要：有机硅灌封胶具有诸多优势，能够提升电子产品的使用性能，稳定电子元件参数。

在信息技术崛起和发展的背景下，由于电子元件、逻辑电路向着小型化、密集化的方向发展，电子产品单位面积热量有所增加，便对于有机硅灌封胶的导热、阻燃性能提出了更高的要求。

鉴于此，本文围绕有机硅灌封胶研发的实际情况，概述了灌封胶的概念与特性等，重点从两个角度出发，研究了高端应用型无卤阻燃导热有机硅灌封胶的制备，分析了该类型灌封胶产业化问题的三个方面。

关键词：高端应用型；无卤阻燃导热；有机硅灌封胶；制备研究；产业化引言：伴随微电子集成技术的发展，为了确保电子元件的可靠性、稳定性，通常要对电子设备开展灌封保护处理。

但典型的灌封材料导热率仅为大约0.2W/m·K，且导热性能不佳，阻燃性能较差，被点燃后容易完全燃烧，说明要制备出新型有机硅灌封胶，推动新型灌封胶材料的产业化发展。

1灌封胶的概述灌封胶或称电子胶，是一种在电子工业中具有广泛应用的材料，具有密封、粘接、灌封、涂覆保护电子元件的功效，是一种不可或缺的绝缘材料。

灌封胶主要可以划分为三种类型，即有机硅胶、环氧胶、聚氨酯胶，其中，有机硅灌封胶属于以有机聚硅氧烷为基础，添加催化剂、交联剂、填料等形成的灌封材料，具有较强的适用性，温度范围广泛，化学与热稳定性优良、带有一定的耐水性，还具备电绝缘性、耐紫外线性、耐气候性、绿色环保、易于成型等优势，使得有机硅灌封胶在诸多行业领域内应用频率较高。

按照灌封胶组成上的差异，有机硅灌封胶可划分为单组分、双组分两种。

单组分灌封胶可以直接使用，无需脱泡处理，操作相对便捷，而双组分灌封胶则要将液体基础胶和交联剂、催化剂混合，通常用于密闭减震材料、绝缘封装材料等。

按照固化机理的不同，有机硅灌封胶则可以划分为缩合型、加成型两种。

与缩合型相比，加成型灌封胶在固化时不存在附属产物，且粘附力高、收缩率小，能够在室温条件下固化，还可以加热快速固化等，在高性能电子灌封领域内受到了欢迎[1]。

航空硅橡胶材料研究及应用进展毋庸置疑，硅橡胶材料具有自身特有的属性，在航空领域上被广泛运用。

与此同时航空硅橡胶材料的研究和应用关乎着日后航空硅橡胶的发展方向，文章将浅谈航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温性能等方面应用现状，并在此基础上进一步探究航空硅橡胶材料当下的研究与发展新展望，望对日后航空硅橡胶材料的探究工作有所增益。

标签：航空领域；硅橡胶材料；既有研究；突出要义；探究路径不置可否，航空装备的发展需要先进材料技术的保驾护航，航空材料的关键性不容小觑。

尤其是硅橡胶材料作为相对重要的航空橡胶材料，其属于典型性的半无机半有机机构，一方面具有有机高分子柔顺的特性，另一方面还具备无机高分子耐热属性，在国防尖端领域得到广泛研究和应用，因此，对航空硅橡胶材料的探究势在必行。

1 航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温密封等方面应用现状1.1 阻尼性能情况浅析在诸多飞行器速度提升以及大功率发动机的应用，所显露出的航空振动与噪声问题逐渐严重。

毫无疑问，航空设备是否达到先进性要求的标准之一就是减振和降噪技术水平。

而当前硅橡胶因为能够在高低温环境中保持相对稳定的力学性能以及變化率小的模量，自然而然成为航空硅橡胶发挥阻尼性能的首选。

鉴于硅橡胶损耗因子仅为0.06-0.1，能发挥的阻尼性能不尽如人意，减振效果并不突出，但是由于硅橡胶的组成体系中有着众多活性基因，相关研究进程中发现可以通过改性来提升硅橡胶的阻尼性能。

利用生胶结构改性、互穿网络结构改性以及聚合物共混改性、添加阻尼试剂等方法来有效提升航空硅橡胶材料的阻尼性能的发挥效果。

1.2 明晰导电性能现状近些年来航空飞行器的更新换代以及相关电子技术的飞速发展背景下，电磁干扰现象日益严峻，倘若不对电磁信号加以屏蔽，必将对航空飞行器正常运转产生影响，严重的还会泄露通讯秘密。

由是，航空飞行器有关电子装置需要利用导电橡胶进行有效隔离，继而催生航空领域中高导电橡胶的运用。

术叙琏看料，2020,34(6)：20〜24SIIICONE MATERIAL 研究・开发硅烷偶联剂对阻燃硅橡胶性能的影响于向天，张浮龙，尚泽良，周远建(中蓝晨光化工研究设计院有限公司，成都610041)摘要：采用硅烷偶联剂作为增容剂改性热硫化硅橡胶/氢氧化铝阻燃体系，并研究了硅烷偶联剂对热硫化硅橡胶/氢氧化铝共混体系相容性、阻燃性及力学性能的影响。

研究发现，硅烷偶联剂的加入可显著改善氢氧化铝在热硫化硅橡胶中的分散效果，起到增容作用，改善硅橡胶的力学性能。

A-151和R-75M 由于其分子结构中均含有不饱和键，对胶料性能影响结果类似，除改善氢氧化铝分散性同时还会提高胶料的交联密度，胶料的拉伸强度从4.02MPa分别提高至7.8MPa和7.05MPa，邵尔A硬度从60度提高至68度和71度，但同时胶料的拉断伸长率从387%降至261%和223%&A-10E在体系中仅起到增容剂的作用，在提高胶料拉伸强度的同时还有助于提高胶料的拉断伸长率&由于氢氧化铝在硅烷偶联剂的作用下均匀分散于胶料基体，有利于改善胶料的阻燃性，但同时增加了胶料的门尼黏度&关键词：硅烷偶联剂，硅橡胶，阻燃中图分类号：TQ333.93文献标识码：A doi：10.11941/j.issn.1009-4369.2020.06.004热硫化(HTV)硅橡胶的分子骨架主要为Si—O—Si,它的分子键能(370kj/mol)远高于一般碳基材料的分子键能(240kj/mol)。

因而，HTV硅橡胶具有诸多特异的性能，如优异的耐候性、电绝缘性等，在汽车、电子电气、医疗器械、电力以及航空航天等领域广泛应用［1"5］o 但硅橡胶受热易分解，制品燃烧过程中不易自熄，极大地限制了其应用。

因此提高硅橡胶的阻燃性能是硅橡胶研究领域的一个重要方向。

对于热硫化硅橡胶，添加阻燃剂是改进其阻燃性能最常用的方法。

通用阻燃剂包括卤系阻燃剂与无卤阻燃剂，无卤阻燃剂又包括磷系、氮系阻燃剂、金属氢氧化物、硅系阻燃剂以及复配阻燃剂［6_9］。

硅橡胶可行性研究报告1. 引言硅橡胶是一种重要的工业材料，其广泛应用于机械制造、电气电子、化工、医疗等领域。

与传统的橡胶材料相比，硅橡胶具有许多优良特性，如耐高温、耐腐蚀、耐氧化、耐辐射等，因此备受关注。

本文将对硅橡胶的可行性进行深入研究，为进一步推广和应用该材料提供参考。

2. 硅橡胶的制备硅橡胶的制备通常采用两步法：一是制备含硅化合物的聚合物或预聚物；二是将其进行交联反应，制成硅橡胶。

其中，不同的原料和合成条件会影响硅橡胶的物理化学性质。

2.1 含硅化合物的聚合物或预聚物的制备常用的含硅化合物有聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基硅氧烷（PMOS）、聚酯硅氧烷等。

这些含硅化合物的聚合物或预聚物的制备方法有热聚合法、辐射聚合法、溶胶-凝胶法等。

2.2 硅橡胶的交联反应硅橡胶的交联反应通常采用硫化反应、过氧化反应、加成反应、辐线交联反应等方法。

其中硫化反应是最常用的方法，它利用二硫化物在高温下与硅橡胶进行交联反应，形成连续的三维网状结构。

3. 硅橡胶的物理化学性质硅橡胶具有一系列独特的物理化学性质，使其成为一种具有广泛应用前景的材料。

3.1 耐高温性硅橡胶的耐高温性是其最大的优势之一。

硅橡胶在高温环境下不会熔化、变形或分解，通常可承受高达250℃的温度。

因此，它常被用于制造高温环境下的密封件、隔热材料或电子器件等。

3.2 耐腐蚀性硅橡胶的耐腐蚀性也十分优异。

它可以在大多数有机和无机酸、碱、盐、溶剂等化学物质中长期使用，不会受到腐蚀或分解。

因此，它被广泛应用于化工、医疗、食品加工等领域。

3.3 耐辐射性硅橡胶的耐辐射性也非常出色。

它可以在高能量射线、粒子束等强辐射环境下长期使用，不会出现老化或降解。

因此，它被广泛应用于核能、空间技术等领域。

4. 硅橡胶的应用前景硅橡胶在机械制造、电气电子、化工、医疗等领域都有广泛应用。

4.1 机械制造硅橡胶可以制成各种密封件、隔振、减震、防水等产品，被广泛应用于汽车、航空、航天、建筑等领域。

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。

阻尼剂提高硅橡胶阻尼性能的研究
阻尼剂提高硅橡胶阻尼性能的研究，主要是研究向硅橡胶中添加不同类型的阻尼剂如石墨烯、二氧化硅和石英粉等，以及不同含量的阻尼剂，分析其提高硅橡胶阻尼性能的机理。

首先，在试验条件相同的情况下，应当分别测试添加不同阻尼剂的硅橡胶样品的阻尼性能。

学者们将根据从实验中获得的数据，进行比较研究，以探讨不同阻尼剂对硅橡胶阻尼性能的影响。

其次，考察不同阻尼剂添加量对硅橡胶阻尼性能的影响。

一般而言，阻尼剂添加量越多，硅橡胶的阻尼性能也会越好。

但是，当阻尼剂添加量超过一定比例后，其阻尼性能就不会再增加了，反而会出现降低的情况，因此，学者们要研究出最佳添加量，以保证硅橡胶的阻尼性能最优。

最后，研究人员要研究出不同阻尼剂添加量对硅橡胶的力学性能，物理性能，化学性能等方面的影响，以便对硅橡胶的阻尼效果进行更深入的分析。

Preparation and properties of flame retardant dealcohilized room temperature vulcanized one componentsilicone sealantA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Duan YuSupervisor：Prof. Ma WenshiMr. Zhong Hanrong（Senior Engineer）South China University of TechnologyGuangzhou, China摘要单组份室温硫化（RTV-1）硅酮密封胶因其优异的粘结密封性、对基材无腐蚀性、无臭味、在苛刻环境中能保持良好的物理性能及电性能，且使用方便，被广泛地应用于建筑、电子电气、航天航空、汽车工业、医药卫生等领域。

但RTV-1硅酮密封胶本身易燃，遇明火即会燃烧。

本论文选用两种价廉易得的无卤阻燃剂氢氧化铝（Al(OH)3）、铝硅酸盐，并通过阻燃剂之间的复配、协同阻燃作用，制备了综合性能良好的脱醇型RTV-1硅酮密封胶。

采用万能材料试验机对阻燃密封胶的力学性能进行了测试。

通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热仪和热失重分析等方法分析了阻燃密封胶的阻燃性能。

采用加速老化的方法分析了阻燃密封胶的贮存稳定性，并使用扫描电子显微镜（SEM）分析了阻燃剂在密封胶基体中的分散状况。

具体的研究内容和成果包括：第一，选用Al(OH)3作阻燃剂，考察了其粒径、用量对阻燃密封胶的硫化速度、硬度、力学性能、阻燃性能、贮存稳定性及热稳定性的影响。

结果表明，Al(OH)3粒径越小，密封胶的力学性能及阻燃性能越好，但贮存稳定性能变差，综合考虑，本课题选用粒径为5μm的Al(OH)3。

随着Al(OH)3用量的增加，密封胶的极限氧指数不断提高，垂直燃烧等级先提高后不变，硫化速度变快，硬度增加，拉伸强度先增加后降低，断裂伸长率下降。

引言概述：硅橡胶是一种以硅谷作为主要组成成分的弹性材料，具有良好的物理和化学性质，在各个领域得到广泛应用。

本报告将主要探讨硅橡胶的物性特点。

正文内容：一、硅橡胶的机械性能1.弹性模量：硅橡胶具有良好的弹性，其弹性模量较低，使其具有良好的挠曲性和抗拉伸性。

2.抗拉强度：硅橡胶在拉伸状态下具有较高的抗拉强度，能够承受一定程度的外力作用。

3.压缩变形：硅橡胶具有较好的压缩变形性能，可通过调整配方和硬度来实现不同程度的压缩变形。

二、硅橡胶的热性能1.热稳定性：硅橡胶具有较好的热稳定性，在高温环境下能够保持较好的物理和化学性质。

2.火焰阻燃性：硅橡胶具有良好的阻燃性能，在火灾情况下不易燃烧，能够起到有效的阻止火势蔓延的作用。

3.导热性：硅橡胶导热系数较低，使其在热隔离方面具有较好的性能。

三、硅橡胶的化学性能1.耐酸碱性：硅橡胶对酸碱有较好的耐受性，不易受到腐蚀和损害，能够在酸碱环境下稳定使用。

2.耐溶剂性：硅橡胶对一些溶剂具有较好的耐受性，不易溶解，能够在液体中良好地保持物理特性。

3.耐氧化性：硅橡胶在氧气的作用下不易发生氧化反应，能够在氧气环境下长期稳定使用。

四、硅橡胶的电性能1.绝缘性能：硅橡胶具有优异的绝缘性能，能够有效隔离电流，用于电器设备和电子器件具有很高的安全性。

2.耐电压性能：硅橡胶对电压具有较高的耐受能力，能够承受一定程度的电压影响而不损坏。

3.介电常数：硅橡胶的介电常数较低，使其在电子器件等领域具有较好的应用潜力。

五、硅橡胶的其他物性特点1.耐老化性：硅橡胶具有较好的耐老化性能，能够在长期使用过程中保持良好的物理和化学性质。

2.耐候性：硅橡胶对于阳光、湿气和氧气有良好的耐受性，能够在各种恶劣环境下长期使用。

3.密封性能：硅橡胶具有较好的密封性能，能够有效防止液体、气体等的渗透和泄漏。

总结：硅橡胶作为一种重要的弹性材料，在各个领域具有广泛的应用。

本报告从硅橡胶的机械性能、热性能、化学性能、电性能以及其他物性特点五个方面进行了详细阐述。