本發(fā)明涉及硅橡膠復合材料，具體為一種阻燃性的硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、硅橡膠復合材料主要依賴甲基乙烯基硅橡膠作為基體，搭配高添加量的氫氧化鋁等無機阻燃劑及未經(jīng)改性的氣相二氧化硅補強填料。

2、但是，一般的，這類材料需添加大量阻燃劑才能勉強達到v-1阻燃等級，但過量填料會嚴重破壞分子鏈連續(xù)性，導致機械強度驟降、彈性喪失，同時，傳統(tǒng)體系中的氫氧化鋁因表面親水性在高溫硫化時易團聚，形成局部阻燃薄弱區(qū)；磷系阻燃劑直接暴露則與鉑催化劑發(fā)生不可逆中毒，造成硫化不完全，其固化過程依賴單一過氧化物熱分解，導致界面結(jié)合力不足，長期使用后易發(fā)生熔滴、粉化失效，尤其在電解液等嚴苛環(huán)境中表現(xiàn)更差。

3、基于此，本發(fā)明提供了一種阻燃性的硅橡膠復合材料及其制備方法，以解決上述所提出的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃性的硅橡膠復合材料及其制備方法，解決上述背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提出一種阻燃性的硅橡膠復合材料，包括基體聚合物、補強填料、復配阻燃體系、增強防護體系、交聯(lián)體系以及加工助劑：

4、所述基體聚合物由如下重量份原料組成：乙烯基封端聚二甲基硅氧烷：100份；

5、所述補強填料由如下重量份原料組成：氣相法二氧化硅：15-25份；

6、所述復配阻燃體系由如下重量份原料組成：

7、氫氧化鋁：30-45份；

8、氫氧化鎂：15-25份；

9、所述氫氧化鎂與氫氧化鋁的比例為1:(1.5-2.0)；

10、十水合四硼酸鈉：5-10份；

11、磷酸三(β-氯乙基)酯：3-8份；

12、所述增強防護體系由如下重量份原料組成：

13、端含氫聚甲基硅氧烷：2-5份；

14、乙烯基三甲氧基硅烷：1-3份；

15、所述交聯(lián)體系由如下重量份原料組成：

16、2,5-雙(過氧化叔丁基)-2,5-二甲基己烷：0.5-1.5份；

17、鉑金絡(luò)合物催化劑：0.01-0.05份；

18、所述加工助劑由如下重量份原料組成：

19、結(jié)構(gòu)控制劑：1-3份；

20、所述結(jié)構(gòu)控制劑為二苯基硅二醇或六甲基二硅氮烷中的一種；

21、耐熱添加劑：1-3份。

22、優(yōu)選地，所述磷酸三(β-氯乙基)酯是將聚合度>1000的聚磷酸銨分散于含1-3wt％烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物的水溶液中，在40-60℃及剪切速率3000-5000rpm下，逐滴滴加由三聚氰胺-甲醛預聚體與5-8wt％羧甲基纖維素組成的壁材溶液，經(jīng)ph＝3.5-4.0酸性環(huán)境原位聚合2-4小時后制得，微膠囊包覆率≥92％，純度≥99.0％。

23、優(yōu)選地，所述十水合四硼酸鈉是將工業(yè)十水合四硼酸鈉置于等離子體增強化學氣相沉積爐中，在0.1-1.0kpa真空及300-400℃環(huán)境下，通入六甲基二硅氧烷蒸汽進行表面疏水化沉積20-30分鐘制得，產(chǎn)物接觸角>120°，純度≥98.5％。

24、優(yōu)選地，所述鉑金絡(luò)合物催化劑是將氯鉑酸與含乙烯基的籠型倍半硅氧烷在氮氣保護下，于80-100℃甲苯溶液中螯合反應(yīng)6-8小時，再經(jīng)分子蒸餾移除溶劑及小分子副產(chǎn)物制得，鉑含量為3.0-3.5wt％，催化劑活性半衰期延長3倍，純度≥99.9％。

25、優(yōu)選地，所述氣相法二氧化硅是將未處理氣相二氧化硅在流化床反應(yīng)器中，于200-250℃及-0.08～-0.05mpa負壓下，霧化噴射六甲基二硅氮烷與二甲基二乙氧基硅烷質(zhì)量比1:2混合液進行氣相表面接枝制得，接枝密度達1.8-2.2個/nm2，純度≥99.8％。

26、優(yōu)選地，所述耐熱添加劑是將硝酸鈰銨溶于摩爾比1:1.5的乙二醇與檸檬酸混合液，在160-180℃水熱反應(yīng)釜中加壓至1.5-2.0mpa反應(yīng)12-16小時，生成單分散立方晶相氧化鈰納米顆粒制得，平均粒徑15±3nm，純度≥99.95％。

27、優(yōu)選地，所述端含氫聚甲基硅氧烷是將八甲基環(huán)四硅氧烷與1,3,5,7-四甲基環(huán)四硅氧烷在動態(tài)真空<100pa及80℃環(huán)境下，通過陰離子開環(huán)聚合并以四甲基氫氧化銨為催化劑，精準控制鏈終止劑四甲基二氫基二硅氧烷的投料時序制得，氫含量0.18-0.22wt％，分子量分布指數(shù)≤1.15，純度≥99.5％。

28、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑是將乙烯基三甲氧基硅烷在超聲波輻射及氬氣氛圍下，與粒徑20-30nm納米二氧化鈦氣溶膠共同暴露于介質(zhì)阻擋放電等離子體中反應(yīng)15-20分鐘，實現(xiàn)硅烷分子定向活化制得，水解速率提高5倍，純度≥99.0％。

29、本發(fā)明還提出一種阻燃性的硅橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

30、s1：阻燃填料等離子體活化預處理：

31、將氫氧化鋁(30-45份)與氫氧化鎂(15-25份)按比例投入雙螺桿喂料倉；在第二段螺桿筒體開啟射頻等離子體，同步霧化噴入十水合四硼酸鈉(5-10份)及乙烯基三甲氧基硅烷(1-3份)；在真空環(huán)境下完成表面化學接枝，出口物料經(jīng)激光粒度儀檢測；

32、s2：基體復合漿料高剪切分散：

33、將乙烯基封端聚二甲基硅氧烷(100份)、端含氫聚甲基硅氧烷(2-5份)與結(jié)構(gòu)控制劑(1-3份)泵入反應(yīng)器中心分布器；以離心力2000g將液相甩向填料層，同步注入氣相法二氧化硅(15-25份)及步驟s1所得活化阻燃填料；在高速旋轉(zhuǎn)下完成納米分散，檢測漿料斯托默粘度；

34、s3：納米功能助劑微射流分散：

35、將步驟s2所得漿料與磷酸三(β-氯乙基)酯(3-8份)、耐熱添加劑(1-3份)預混后泵入儲罐；經(jīng)一級120mpa壓力破碎大顆粒團聚體；在180mpa超高壓下使納米粒子穿透硅氧烷分子鏈間隙，在線檢測漿料zeta電位；

36、s4：雙組分隔絕分裝：

37、將總漿料的70％輸入a組分罐，加入鉑金催化劑(0.01-0.05份)經(jīng)靜態(tài)混合器均質(zhì)，a組分混合溫度：20±1℃；將剩余30％漿料輸入b組分罐，混入2,5-雙(過氧化叔丁基)-2,5-二甲基己烷(0.5-1.5份)，b組分混合溫度：22±1℃；在氧含量<1ppm環(huán)境中以雙通道灌裝頭同步分裝，ab組分質(zhì)量比誤差≤0.3％；

38、s5：場輔助階躍固化：

39、將ab組分按1：1擠出涂覆密封面，置于交變磁場中使填料沿應(yīng)力方向有序排列；啟動中波紅外使基體熔融滲透界面；在短波紅外下觸發(fā)鉑催化硅氫加成與過氧化物交聯(lián)協(xié)同反應(yīng)，檢測固化深度。

40、優(yōu)選地，所述步驟s5交變磁場場強15ka/m誘導定向排列10分鐘；中波紅外功率密度4w/cm2，梯度升溫至100℃；短波紅外功率密度8w/cm2快速固化至160℃。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

42、本發(fā)明材料在阻燃性、機械強度與耐久性三項核心指標上實現(xiàn)同步突破，解決了傳統(tǒng)硅橡膠材料存在的技術(shù)缺陷，通過等離子活化填料、功能組分微膠囊化及場輔助定向固化工藝，根本上解決了高填充體系分散不均、催化劑失活與界面分層等問題，特別適用于動力電池密封、航空航天線纜等既要求極端阻燃等級，又需保持柔性密封功能的領(lǐng)域，為高性能有機硅材料提供了可量產(chǎn)的方案。