本发明涉及高分子材料,尤其涉及一种阻燃有机硅材料及其制备方法。
背景技术:
1、有机硅是指含si—c键或si—o—si键、硅原子上至少连接一个有机基团(烷基或芳基)接成主链的化合物。这种特殊的组成和分子结构使有机硅材料集有机物的特性与无机物的功能于一身,既有一般无机物的耐热性、耐燃性,又兼具绝缘性、热塑性及可溶性等有机物的特性,故也被称为半无机聚合物。有机硅化合物的si—o键键长较长,si—o—si键角大,其键能远大于高分子材料中c—c键和c—o键键能,可在较宽的温度范围内保持初始物理性质,具有良好的阻燃、电气绝缘、抗老化、耐腐蚀和耐烧蚀等特性,可用作防火材料、导热材料和介电材料等在航空航天、军用装备等尖端领域应用,近年来也逐步拓宽至建筑、汽车、化工轻工等领域用于提升高分子产品的阻燃及耐烧蚀性能。
2、有机硅材料是以硅氧键为主链的高分子材料,不仅具有优良的耐高低温性、电气绝缘性、耐候性、憎水性和耐化学腐蚀性,且加工性能出色,易于成型,现已成为广泛应用的一类重要高分子材料,对于推动我国航空航天、电子电气、高频通信等重要领域的迅速发展起到了十分重要的作用。
3、有机硅材料在制备时为增强阻燃效果常添加阻燃剂,然而,传统的阻燃有机硅材料制备时,阻燃剂在有机硅前驱体内相容性较差,导致后续制备而成的有机硅材料的力学性能下降。鉴于此,探索研究一种阻燃性能和力学性能兼备的阻燃有机硅材料。
技术实现思路
1、本发明提出一种阻燃有机硅材料及其制备方法,以解决背景技术中存在的技术问题。
2、为解决上述问题,本发明的技术方案是:
3、一种阻燃有机硅材料,包含以下按重量份的原料制成羟基硅油5-15份,乙烯基硅油15-50份,含氧硅油2-10份,阻燃填料10-30份,铂金催化剂1-5份,交联抑制剂0.1-0.5份;
4、所述羟基硅油选自羟基聚甲基硅氧烷、羟基甲基硅油中的一种或多种,乙烯基硅油为端乙烯基硅油,含氧硅油为乙烯含氢聚硅氧;
5、所述阻燃填料由包含以下按重量份的原料制成:苯基三甲氧基硅烷20-40份,聚酯多元醇30-50份,二氧化硅10-25份,纳米氧化物1-5份;
6、作为一种改进的技术方案,所述阻燃填料的制备方法,包括以下步骤:
7、步骤一:将聚酯多元醇加入适量的溶剂中搅拌混合,使聚酯多元醇溶解成聚酯多元醇溶液,溶剂可选用甲醇或乙醇;
8、步骤二:将苯基三甲氧基硅烷和二氧化硅依次加入聚酯多元醇溶液中进行搅拌混合,得到第一混合液;
9、步骤三:将纳米氧化物加入第一混合液内,进行搅拌混合后固化,得到阻燃填料。
10、上述技术方案中:所述步骤一中搅拌温度为20℃-50℃,步骤二中搅拌温度在室温下进行,步骤三中搅拌温度在室温下进行;
11、所述交联抑制剂为甲基丁炔醇、聚二甲基硅氧烷和二苯基过氧化物中的至少一种;
12、本发明还公开了一种阻燃有机硅材料的制备方法,包括以下步骤:
13、步骤一:将羟基硅油、乙烯基硅油和含氧硅油至搅拌机内进行搅拌混合,得到第二混合液;
14、步骤二:将阻燃填料、铂金催化剂和交联抑制剂加入第二混合液内进行搅拌混合,得到混合物;
15、步骤三:对混合物进行固化处理,得到阻燃有机硅材料。
16、上述技术方案,步骤一中,所述搅拌温度为20℃-60℃,搅拌时间为10-20min。
17、上述技术方案,步骤二中,所述搅拌温度为30℃-80℃,搅拌时间为15-30minc。
18、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
19、1、本发明在制备阻燃有机硅材料时,通过添加由苯基三甲氧基硅烷、聚酯多元醇、二氧化硅和纳米氧化物为原料制成的阻燃剂,具有良好的阻燃效果,能够有效地减缓或停止材料的燃烧过程,降低火灾风险和火势扩散速度,可以增加有机硅材料的强度、硬度和耐磨性等,提高材料的使用寿命和可靠性,在高温下也能保持较好的耐氧化性,不易发生氧化分解;
20、2、本发明制备而成的阻燃有机硅材料具有较高的阻燃性能,可以在高温环境中保持稳定,且密度有显著的降低,同时具有较高的拉伸强度,且耐永久压缩变形率小,使得制备而成的阻燃有机硅材料兼具较高的阻燃性和拉伸强度。
1.一种阻燃有机硅材料,其特征在于,包含以下按重量份的原料制成:羟基硅油5-15份,乙烯基硅油15-50份,含氧硅油2-10份,阻燃填料10-30份,铂金催化剂1-5份,交联抑制剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃有机硅材料,其特征在于,所述羟基硅油选自羟基聚甲基硅氧烷、羟基甲基硅油中的一种或多种,乙烯基硅油为端乙烯基硅油,含氧硅油为乙烯含氢聚硅氧。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃有机硅材料,其特征在于,所述阻燃填料由包含以下按重量份的原料制成:苯基三甲氧基硅烷20-40份,聚酯多元醇30-50份,二氧化硅10-25份,纳米氧化物1-5份。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃有机硅材料,其特征在于,所述阻燃填料的制备方法,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种阻燃有机硅材料,其特征在于,所述步骤一中搅拌温度为20℃-50℃,步骤二中搅拌温度在室温下进行,步骤三中搅拌温度在室温下进行。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃有机硅材料,其特征在于,所述交联抑制剂为甲基丁炔醇、聚二甲基硅氧烷和二苯基过氧化物中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述一种阻燃有机硅材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的一种阻燃有机硅材料及其制备方法,其特征在于,步骤一中,所述搅拌温度为20℃-60℃,搅拌时间为10-20min。
9.根据权利要求7所述的一种阻燃有机硅材料及其制备方法,其特征在于,步骤二中,所述搅拌温度为30℃-80℃,搅拌时间为15-30min。