本發(fā)明涉及一種硅橡膠及其制備方法，具體說，是涉及一種超分子阻燃硅橡膠及其制備方法，屬于硅橡膠材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個有機基團的橡膠。硅橡膠因其優(yōu)良的耐高低溫、電氣絕緣、耐臭氧、耐氣候老化、憎水、防潮等性能，廣泛的應(yīng)用于航天、航空、電子、電氣、建筑、機械、冶金、汽車、儀器儀表、紡織、化工、輕工、食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等部門。隨著硅橡膠產(chǎn)業(yè)消費量的增長，這種高性能特種橡膠已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊姾铣上鹉z，成為用量最大的合成橡膠品種之一。然而，硅橡膠本身容易燃燒，這在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍，因此硅橡膠的阻燃改性已經(jīng)成為硅橡膠研究的主要方向之一?，F(xiàn)有阻燃硅橡膠中主要添加的是鹵素類阻燃劑和無機阻燃填料，其中：鹵素類阻燃劑雖可以達到很好的阻燃效果，但其在燃燒過程中會釋放有毒的鹵化氫氣體，易對人體、環(huán)境造成危害；而無機阻燃填料往往需要很高的添加量才能滿足阻燃要求，并且過高的添加量往往會影響材料的使用性能。因此，從阻燃效果和性價比看，無鹵、低煙、低毒、低腐蝕、價廉的阻燃劑是阻燃硅橡膠的理想選擇。另外，玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中含堿的多少，可分為無堿玻璃纖維、中堿玻璃纖維和高堿玻璃纖維。玻璃纖維具有絕緣性好，耐熱性強，抗腐蝕性好，機械強度高等優(yōu)點，作通常為填充增強材料應(yīng)用于各種熱塑性樹脂和橡膠中，以提高制品的抗拉強度和耐高溫性等。例如：申請?zhí)枮镃N201410020239.5的中國專利申請中公開了一種玻璃纖維/環(huán)氧樹脂雜化改性硅橡膠模具膠及其制備方法，先采用硅烷偶聯(lián)劑對玻璃纖維粉進行表面改性，制備改性玻璃纖維，然后與環(huán)氧樹脂共混均勻后加入到硅橡膠中對其進行有機-無機雜化復(fù)合改性，可以在一定程度上提高硅橡膠的力學(xué)性能和耐溶劑性能等。但玻璃纖維自身的阻燃效果一般，通常不作為阻燃劑使用，目前還沒有以玻璃纖維為填料實現(xiàn)同時提高硅橡膠的力學(xué)性能和阻燃性能的相關(guān)報道，更沒有以超分子改性的玻璃纖維為填料實現(xiàn)同時提高硅橡膠的力學(xué)性能、阻燃性能、甚至尺寸穩(wěn)定性能、熱穩(wěn)定性能的相關(guān)報道。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種超分子阻燃硅橡膠及其制備方法，以克服現(xiàn)有硅橡膠材料的性能缺陷，滿足更廣泛的應(yīng)用需求。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種超分子阻燃硅橡膠，由如下組分經(jīng)混合、固化得到：甲組分90～95質(zhì)量份；乙組分5～10質(zhì)量份；催化劑0.3～0.5質(zhì)量份；超分子玻璃纖維5～15質(zhì)量份；所述甲組分為含乙烯基端基的聚硅氧烷，所述乙組分為含氫聚硅氧烷，所述超分子玻璃纖維是一種由雙磷酸鹽與氯化亞鐵基于配位鍵自組裝形成的超分子薄膜對玻璃纖維進行多層包覆得到。作為優(yōu)選方案，所述超分子玻璃纖維的制備，包括如下步驟：A)將玻璃纖維放入有機溶劑中，攪拌混合均勻；B)加入雙磷酸鹽，于100～120℃下反應(yīng)1～6小時后，抽真空以除去有機溶劑；C)降溫至70～90℃，加入氯化亞鐵，攪拌反應(yīng)1～3小時后，進行漂洗和干燥；D)多次重復(fù)上述步驟A)至C)，使薄膜厚度達到15～25納米，即得到所述超分子玻璃纖維。作為進一步優(yōu)選方案，玻璃纖維與雙磷酸鹽和氯化亞鐵的質(zhì)量比為(1～2)：(4～8)：(2～3)。作為進一步優(yōu)選方案，1g玻璃纖維加入5～10mL有機溶劑。作為進一步優(yōu)選方案，所述有機溶劑選用甲苯。作為進一步優(yōu)選方案，所述雙磷酸鹽為雙磷酸銨。作為一種優(yōu)選方案，所述催化劑選用可溶性鉑化合物，例如：氯鉑酸。一種制備上述超分子阻燃硅橡膠的方法，包括如下步驟：a)按配方，將超分子玻璃纖維加入到甲組分中，于室溫下攪拌均勻，得到混合物；b)向步驟a)的混合物中加入乙組分和催化劑，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在100～120℃下進行固化反應(yīng)，即得所述的超分子阻燃硅橡膠。作為一種優(yōu)選方案，固化反應(yīng)時間為30～50分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著性有益效果：本發(fā)明采用雙磷酸鹽與氯化亞鐵基于配位鍵自組裝形成的超分子薄膜對玻璃纖維進行多層包覆處理得到的超分子玻璃纖維作為硅橡膠的添加劑，不僅提高了硅橡膠的阻燃性能，同時還解決了玻璃纖維與硅橡膠的相容性問題，提高了玻璃纖維的補強效果，實現(xiàn)了所制備的硅橡膠兼具高阻燃性、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性能和熱穩(wěn)定性能，擴大了硅橡膠的使用范圍；另外，本發(fā)明的制備工藝經(jīng)濟實用，制備過程簡單，成本低廉，無需特殊設(shè)備和苛刻條件，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，具有極強的實用價值。具體實施方式下面結(jié)合實施例和對比例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步詳細、完整地說明。本發(fā)明采用紅外光譜法規(guī)測試玻璃纖維改性前后的組成變化；采用GB/T1701-2001、《聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料理論與實踐》(漆宗能，尚文宇編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2002)熱失重測試法和UL-94-2006等，測試超分子阻燃硅橡膠的力學(xué)性能、熱失重中心溫度、阻燃性能及尺寸穩(wěn)定性能。實施例1一、超分子玻璃纖維的制備：A)將10g玻璃纖維放入100mL甲苯中，在氮氣保護下于室溫攪拌混合均勻；B)加入40g雙磷酸銨，于100℃下反應(yīng)6小時后，抽真空以除去甲苯；C)降溫至70℃，加入20g氯化亞鐵，攪拌反應(yīng)3小時后，進行漂洗和干燥；D)多次重復(fù)上述步驟A)至C)，使薄膜厚度達到15納米，即得到所述超分子玻璃纖維。關(guān)于玻璃纖維及所得到的超分子玻璃纖維的紅外光譜特征波數(shù)見表1所示。二、超分子阻燃硅橡膠的制備：a)向90克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入10克超分子玻璃纖維，于室溫下攪拌均勻，得到混合物；b)向步驟a)的混合物中加入5克含氫聚硅氧烷和0.3克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在100℃下進行固化反應(yīng)50分鐘，即得所述的超分子阻燃硅橡膠。關(guān)于所制備的超分子阻燃硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)見表2所示。對比例1向90克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入5克含氫聚硅氧烷和0.3克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在100℃下進行固化反應(yīng)90分鐘，即得到對比的普通硅橡膠。關(guān)于所制備的普通硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)也見表2所示。實施例2一、超分子玻璃纖維的制備：A)將15g玻璃纖維放入100mL甲苯中，在氮氣保護下于室溫攪拌混合均勻；B)加入60g雙磷酸銨，于110℃下反應(yīng)4小時后，抽真空以除去甲苯；C)降溫至80℃，加入25g氯化亞鐵，攪拌反應(yīng)2小時后，進行漂洗和干燥；D)多次重復(fù)上述步驟A)至C)，使薄膜厚度達到20納米，即得到所述超分子玻璃纖維。關(guān)于玻璃纖維及所得到的超分子玻璃纖維的紅外光譜特征波數(shù)見表1所示。二、超分子阻燃硅橡膠的制備：a)向93克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入15克超分子玻璃纖維，于室溫下攪拌均勻，得到混合物；b)向步驟a)的混合物中加入8克含氫聚硅氧烷和0.4克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在110℃下進行固化反應(yīng)40分鐘，即得所述的超分子阻燃硅橡膠。關(guān)于所制備的超分子阻燃硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)見表2所示。對比例2向93克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入8克含氫聚硅氧烷和0.4克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在110℃下進行固化反應(yīng)75分鐘，即得到對比的普通硅橡膠。關(guān)于所制備的普通硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)也見表2所示。實施例3一、超分子玻璃纖維的制備：A)將20g玻璃纖維放入100mL甲苯中，在氮氣保護下于室溫攪拌混合均勻；B)加入80g雙磷酸銨，于120℃下反應(yīng)1小時后，抽真空以除去甲苯；C)降溫至90℃，加入30g氯化亞鐵，攪拌反應(yīng)1小時后，進行漂洗和干燥；D)多次重復(fù)上述步驟A)至C)，使薄膜厚度達到25納米，即得到所述超分子玻璃纖維。關(guān)于玻璃纖維及超分子玻璃纖維的紅外光譜特征波數(shù)見表1所示。二、超分子阻燃硅橡膠的制備：a)向95克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入20克超分子玻璃纖維，于室溫下攪拌均勻，得到混合物；b)向步驟a)的混合物中加入10克含氫聚硅氧烷和0.5克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在120℃下進行固化反應(yīng)30分鐘，即得所述的超分子阻燃硅橡膠。關(guān)于所制備的超分子阻燃硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)見表2所示。對比例3向95克含乙烯基端基的聚硅氧烷中加入10克含氫聚硅氧烷和0.5克氯鉑酸，于室溫下攪拌均勻后，真空抽氣以排出其中的氣泡，然后在120℃下進行固化反應(yīng)60分鐘，即得到對比的普通硅橡膠。關(guān)于所制備的普通硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)也見表2所示。表1玻璃纖維和超分子玻璃纖維的紅外光譜特征波數(shù)玻璃纖維超分子玻璃纖維波數(shù)/cm-1800～1400800～1400，2800～3000，3300～3500表2超分子阻燃硅橡膠和普通硅橡膠的性能測試數(shù)據(jù)由表2可見：本發(fā)明提供的超分子阻燃硅橡膠具有優(yōu)良的阻燃性能、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性能和熱穩(wěn)定性能。最后需要在此指出的是：以上僅是本發(fā)明的部分優(yōu)選實施例，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3