阻燃硅橡膠-無機(jī)物復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、硅橡膠是一種重要的合成橡膠，具有優(yōu)良的耐高低溫性、耐老化性、優(yōu)良的電絕緣性能和無毒無味等性能，成為近年來備受關(guān)注的一類聚合物，被廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電器、井下礦山、電線電纜等重要領(lǐng)域。雖然硅橡膠能耐一定的高溫，但一旦著火就具有持續(xù)燃燒的性質(zhì)．且硅橡膠的很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ψ枞家蟾訃?yán)格，因此，硅橡膠的阻燃研究己引起廣泛的關(guān)注。作者結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研和本課題組的有關(guān)工作基礎(chǔ)，認(rèn)為將納米阻燃技術(shù)與傳統(tǒng)阻燃技術(shù)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)硅橡膠無鹵阻燃化的

2、同時，綜合優(yōu)化其它性能。本文在選擇無機(jī)阻燃劑時，充分考慮阻燃劑的納米化、纖維化，并與其它阻燃協(xié)效劑合理復(fù)配使用，制備了綜合性能優(yōu)異的無鹵阻燃硅橡膠復(fù)合材料。本文主要研究內(nèi)容如下： 第一，研究了Fe<,2>O<,3>，TiO<,2>兩種過渡金屬氧化物和稀土氧化物(la<,2>O<,3>，CeO<,2>)對硅橡膠耐老化和阻燃協(xié)效性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，加入金屬氧化物能有效地提高硅橡膠的耐老化和耐熱性能；錐形量熱實(shí)驗(yàn)研究表明金屬氧化物能有

3、效降低硅橡膠(SR)/氫氧化鎂(MH)復(fù)合材料的熱釋放速率(HRR)，延長點(diǎn)燃時間，說明金屬氧化物和MH之間存在一定的協(xié)效作用；有機(jī)蒙脫土(OMT)的加入能進(jìn)一步降低SR/MH/Fe<,2>O<,3>體系的HRR，同時提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。 第二，以堿式硫酸鎂晶須(MHSH)為阻燃劑，微膠囊紅磷(MRP)作協(xié)效阻燃劑，制備了無鹵阻燃硅橡膠復(fù)合材料。加入MHSH后，材料的拉伸強(qiáng)度降低的不多，斷裂伸長率下降較大，結(jié)合材料的硬度及

4、動態(tài)力學(xué)性能，說明材料表現(xiàn)出類固體行為；加入乙烯基硅油(VSF)能起到相容劑的作用，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能；燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MHSH能有效提高硅橡膠的阻燃性能，MHSH和MRP之間存在協(xié)同阻燃效應(yīng)；熱分析研究表明，MRP的加入提高了復(fù)合材料在高溫區(qū)的熱穩(wěn)定性。 第三，選擇納米鎂鋁水滑石(Mg-Al LDH)，與硅橡膠通過熔融共混法制備了SR/Mg-Al LDH納米復(fù)合材料。當(dāng)LDH添加量小于20phr時，材料的力學(xué)性能僅出現(xiàn)

5、了小幅度地下降：燃燒實(shí)驗(yàn)研究表明，LDH能有效提高硅橡膠的阻燃性能，且與同樣添加量的MH相比，LDH的阻燃作用更明顯：熱分析研究表明，SR/LDH納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與純SR相比有所降低。 第四，通過熔融共混制備了乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)/SR共混物，研究了不同硫化劑對共混物的硫化行為和力學(xué)性能的影響，其中用過氧化二異丙苯(DCP)硫化的材料力學(xué)性能明顯高于過氧化苯甲酰(BPO)硫化體系，硫化曲線測試研究表明，DCP能有

6、效地提高共混物的交聯(lián)密度：通過水熱法合成了鐵基蒙脫土(Fe-OMT)，并制備了EVA/SR/Fe-OMT納米復(fù)合材料，與EVA/SR/Na-OMT相比，EVA/SR/Fe-OMT納米復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能和阻燃性能：熱分析表明，OMT的Hoffman降解對EVA的脫酰起到了催化作用，從而使得分解溫度提前，由于含有過渡會屬離子Fe<'3->，F(xiàn)e-OMT和Na-OMT相比具有更強(qiáng)的Lewis酸性，所以Fe-OMT對EVA的催化脫酰作用