郭傳發(fā)，劉揚(yáng)秀（上海華硅化工新材料有限公司，上海 201706）

?

華硅6CF阻燃耐候密封膠的研發(fā)及應(yīng)用

郭傳發(fā)，劉揚(yáng)秀
（上海華硅化工新材料有限公司，上海 201706）

摘要：用自制鉑-硼-硅阻燃劑與107硅橡膠、201硅油等反應(yīng)制得了6CF阻燃硅酮耐候密封膠，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)加入10份阻燃劑時(shí)，6CF阻燃耐候硅酮密封膠既具有FV-0級(jí)的阻燃性能又不會(huì)對(duì)物理力學(xué)性能、貯存期產(chǎn)生影響。并將6CF阻燃耐候硅酮密封膠成功應(yīng)用于上海中心工程中。

關(guān)鍵詞：有機(jī)硅密封膠；阻燃劑；硼-鉑-硅化合物

硅酮密封膠自上世紀(jì)80年代進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，因其卓越的性能在航天、醫(yī)藥、工業(yè)、建筑及人們?nèi)粘Ｉ铑I(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著材料科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，各類(lèi)功能性硅酮密封膠相繼被開(kāi)發(fā)，這些密封膠不再是簡(jiǎn)單的用于粘接密封，而被賦予了諸多其他功能，如導(dǎo)熱、導(dǎo)電、絕緣、耐油、阻燃及防火等。

提高硅酮密封膠阻燃性能的常用方法是：加入大量氫氧化鎂、氫氧化鋁等阻燃性填料，依靠此類(lèi)填料自身的難燃及自熄作用使硅酮密封膠達(dá)到阻燃效果[1～3]。但這種方法也使得硅酮密封膠出現(xiàn)硬度高、彈性差、強(qiáng)度低等缺陷，大大降低了阻燃硅酮密封膠產(chǎn)品的物理力學(xué)性能及耐久性。

為此，本文基于之前自制的硼硅化合物阻燃劑，采用鉑系化合物對(duì)其進(jìn)行分散加熱處理，得到一種全新的鉑-硼-硅化合物。該阻燃劑體系中的硼-硅組分可使硅酮耐候密封膠達(dá)到難燃和自熄的目的，同時(shí)，鉑系化合物具有抑制聚硅氧烷氣化分解的作用[4～7]，提升了硅酮耐候密封膠的難燃性，使其性能得以提高。該阻燃劑成功應(yīng)用于公司華硅6CF阻燃硅酮耐候密封膠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“6CF”）的生產(chǎn)中。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原材料及設(shè)備儀器

107硅橡膠、201甲基硅油，江西星火有機(jī)硅化工公司；碳酸鈣，廣西華納化工有限公司；交聯(lián)劑，江蘇泰興涂料助劑化工廠；鉑-硼-硅絡(luò)合物阻燃劑，自制；二月桂酸錫催化劑，高施米特公司；偶聯(lián)劑，KH550、560，丹陽(yáng)市有機(jī)硅材料實(shí)業(yè)公司。

真空捏合機(jī)，NHZ-10型，如皋市興業(yè)機(jī)械設(shè)備廠；行星攪拌機(jī)，KXJ2L型，無(wú)錫科越化工機(jī)械廠；水平垂直燃燒試驗(yàn)機(jī)，HVRJT型，上海竟田測(cè)試設(shè)備有限公司；氧指數(shù)測(cè)定儀，JB-2型，上海久濱儀器有限公司；電子拉力試驗(yàn)機(jī)，DXLL-10000型，上海登杰機(jī)械設(shè)備有限公司。

1.2 鉑-硼-硅化合物阻燃劑的配制

將優(yōu)選的硼-硅化合物置于捏合機(jī)中，按比例加入適量鉑化合物與硅油的混合物，升溫到120 ℃，抽真空捏合處理2 h，冷卻后取出備用。

1.3 6CF阻燃硅酮耐候密封膠的配制

將107硅橡膠、201甲基硅油、碳酸鈣、鉑-硼-硅化合物阻燃劑按比例在真空捏合機(jī)中加熱混合均勻，冷卻后將混合物轉(zhuǎn)入行星攪拌機(jī)中，按比例加入交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑和催化劑，抽真空，混合均勻后裝入塑料膠瓶中。

1.4 性能測(cè)試

物理力學(xué)性能和阻燃性能：按GB/T 24267—2009《建筑用阻燃密封膠》進(jìn)行測(cè)定；氧指數(shù)：按GB/T 10707—1989《橡膠燃燒性能測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 阻燃劑用量對(duì)6CF阻燃耐候硅酮密封膠阻燃性能的影響

鉑-硼-硅阻燃劑用量對(duì)密封膠阻燃性能的影響見(jiàn)表1。

表1 阻燃劑用量對(duì)密封膠阻燃性能的影響Tab.1 Effect of flame retardant content on flame retardant properties of sealant

從表1可以看出，鉑-硼-硅系阻燃劑在10份時(shí)，6CF阻燃密封膠達(dá)到FV-0，而之前研發(fā)的硼-硅系阻燃劑要在20份加入量時(shí)才能達(dá)到FV-0阻燃級(jí)別；傳統(tǒng)的氫氧化鋁阻燃劑要加到50份才能達(dá)到FV-0級(jí)。從氧指數(shù)上看，隨著阻燃劑用量的增加，阻燃性能提高的不是很多，所以6CF選擇鉑-硼-硅系阻燃劑，且用量為10質(zhì)量份。

2.2 不同阻燃劑對(duì)阻燃密封膠物理力學(xué)性能的影響

將不加阻燃劑的密封膠A與加不同阻燃劑的密封膠B（硼-硅系20份）、C（加鉑-硼-硅系10份）、D（50份氫氧化鋁）進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 阻燃劑對(duì)密封膠物理力學(xué)性能的影響Tab.2 Effect of flame retardant on physical and mechanical properties of sealant

從表2可以看出，加入硼-硅系與鉑-硼-硅系（6CF）阻燃劑對(duì)密封膠的物理力學(xué)性能無(wú)明顯的影響，且6CF因加入阻燃劑填料少（10份），性能與硬度變化更接近普通耐候密封膠。但常規(guī)的阻燃膠因加入50份阻燃填料而導(dǎo)致膠的力學(xué)性能變差。

2.3 阻燃劑對(duì)6CF阻燃耐候密封膠耐久性的影響

將自制6CF阻燃耐候密封膠放入烘箱中，在70 ℃下放置168 h；然后在常溫下檢測(cè)其硬度、拉伸強(qiáng)度和最大強(qiáng)度時(shí)的伸長(zhǎng)率，與老化前的密封膠進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 阻燃劑對(duì)密封膠耐久性的影響Tab.3 Effect of flame retardant on sealant durability

從表3可以看出，自制鉑-硼-硅系復(fù)合阻燃劑對(duì)6CF密封膠的耐久性幾乎無(wú)影響。

3 結(jié)語(yǔ)

1）自制復(fù)配鉑-硼-硅系阻燃劑應(yīng)用于6CF阻燃硅酮耐候密封膠中，只須加入10份該填料（其他采用正常普通填料），制出的阻燃硅酮耐候密封膠即可滿(mǎn)足要求，且優(yōu)于硼-硅阻燃填料制得的密封膠；

2）在100份107硅橡膠中加入10份鉑-硼-硅系復(fù)配阻燃劑，可以制得綜合性能優(yōu)異的阻燃硅酮密封膠。不僅具有FV-0級(jí)的阻燃性，而且對(duì)物理力學(xué)性能、耐久性幾乎無(wú)影響。

參考文獻(xiàn)

[1]張敏,李如剛.有機(jī)硅阻燃劑的研究進(jìn)展[J].有機(jī)硅材料,2009,23(1):51-54.

[2]周安安.有機(jī)硅阻燃劑協(xié)同阻燃的研究進(jìn)展[J].有機(jī)硅材料,2005,19(6):28-31.

[3]張治華.含硼有機(jī)硅高效阻燃劑的合成及其應(yīng)用試驗(yàn)[A].2007年塑料助劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)信息交流會(huì)論文集[C],2007.194-197.

[4]幸松民,王一璐.有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用[M].北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2001.582-583.

[5]黃文潤(rùn).液體硅橡膠[M].四川:四川科技大學(xué)出版社,2009.112-113.

[6]周文君,陳科,楊輝,等.聚硅硼氧烷的制備及阻燃性能(英文)[J].稀有金屬材料與工程,2010,(S2):211-215.

[7]HORROCKSA R,PRICE D,et al. Fire Retardant Materials[M].New York: CRC Press,2001.271.

Development and application of Huagui 6CF fire retardant and weather resisting sealant

GUO Chuan-fa, LIU Yang-xiu
(Shanghia Huagui Chemical & New Material Co., Ltd., Shanghai 201706, China)

Abstract：The 6CF fire retardant and weather resisting sealant was prepared by reacting of the home-made boronplatinum-silicon fire retardant, 107 silicone rubber and 201 silicone oil, etc. The performance of the sealant was studied. The results showed that when the content of the fire retardant was 10 phrs, the 6CF fire retardant sealant not only gave a FV-0 grade flame retardancy, but also did not produce adverse effects on its mechanical properties and storage period. The 6CF fire retardant sealant was successfully used in the engineering of Shanghai Tower.

Key words：silicone sealant; flame retardant; boron-platinum-silicon compound

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ436+.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2016）02-0062-03

作者簡(jiǎn)介：郭傳發(fā)（1967-），男。研究方向：有機(jī)硅高分子材料及膠粘劑。E-mail：samcfg@sina.com。

收稿日期：2015-08-20