[发明专利]橡胶用阻燃剂组合物、其应用以及硅橡胶

说明书

技术领域

本发明属于橡胶阻燃剂领域。具体地，本发明涉及橡胶用阻燃剂组 合物及其应用以及具有优异阻燃性能同时具有良好物理机械性能的低烟 无卤阻燃硅橡胶。

背景技术

20世纪30年代建立起来的高分子合成与加工业在50年代后期得到了迅 速发展，橡胶、塑料、纤维三大合成材料越来越多地应用于国民经济的各 个部门及人们的生产生活中，而同时由于高分子材料被引燃导致的火灾也 频频发生，由此造成的人员伤亡及财产损失也越来越大。人们在研究火灾 发生的规律时发现，如果提高橡胶、塑料等高分子材料的阻燃性，那么火 灾发生的可能性及由火灾引发的人员伤亡、财产损失均可大幅度降低，所 以人们越来越重视高分子材料的阻燃性。

橡胶阻燃剂可分为含卤和无卤两大类。其中，含卤阻燃剂(特别是溴系 阻燃剂)由于其用量少、阻燃效率高且适应性广而得到广泛应用，并且含卤 阻燃剂不会严重恶化基材的物理机械性能和电气性能，品种多样，性价比 高，来源充足。然而含卤阻燃剂的严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒 且具腐蚀性的气体，可导致金属物件腐蚀和环境污染，并生成对人体极其 有害的有毒气体。而无卤阻燃剂由于低烟、低毒、少腐蚀，从而在环保呼 声日益高涨的今天，受到人们的青睐。

硅橡胶是一种耐高低温、耐老化等性能非常优异的橡胶，被广泛应用 在电子、机械等诸多行业。如果不对硅橡胶进行阻燃处理，其氧指数小于 21％，本身是易燃材料。硅橡胶的阻燃改性已成为目前硅橡胶应用研究的 主要方向之一。

申请号为200710046127.7的中国专利以氢氧化铝、氰尿酸三聚氰氨和 硼酸锌为阻燃剂制备了无卤阻燃硅橡胶，但其阻燃剂用量大，超过50份， 且氢氧化铝的分解温度低(最大分解温度为220℃)，所以该方法制得的硅 橡胶二次硫化温度和使用温度(包括短暂使用)最高不能高于220℃，而在 200℃下氢氧化铝也会部分分解，使硅橡胶内部出现小气泡。

邬继荣在“有机硅材料”杂志中发表的文章“阻燃硅橡胶的研制”(2004， 18(4)：P10～12)中提到了用碳黑、氯铂酸、氢氧化铝的组合物作为阻燃剂 来制备阻燃硅橡胶，但该方法不仅因使用了氢氧化铝而限制其加工及使用 温度范围，且由于氯铂酸比较昂贵，容易因铂的催化剂中毒而失效，造成 硅橡胶性能的不稳定。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种橡胶用阻燃剂组合物，其使用温度 范围广，不易失效。

本发明还提供一种低烟无卤阻燃硅橡胶，其以硅橡胶为母体材料， 以碳黑、氰尿酸三聚氰氨和超细高岭土三者为阻燃剂，以白炭黑为补强 剂，以羟基硅油为结构化处理剂，其在保持优异阻燃性能的基础上，同时 具有良好的物理机械性能、加工性能及耐高温性能。

本发明还提供上述阻燃剂组合物在制备橡胶产品中的应用。

针对上述发明目的，本发明提供下述技术方案：

一种橡胶用阻燃剂组合物，其包含：碳黑、氰尿酸三聚氰氨和超细高 岭土。

优选地，所述碳黑、氰尿酸三聚氰氨及超细高岭土的颗粒直径≤10微 米。

优选地，组合物中碳黑、氰尿酸三聚氰氨及超细高岭土的重量比为 0.5-15∶5-20∶2-15；优选为1-15∶8-20∶3-15；更优选为6-10∶10-20∶ 5-10。

一种低烟无卤阻燃硅橡胶，其包含硅橡胶母体材料，如甲基乙烯基硅 橡胶，以及上述阻燃剂组合物。

优选地，所述阻燃剂组合物的用量以每100份硅橡胶生胶为基准，不 超过35份。

优选地，所述硅橡胶还包括补强剂，如白炭黑。

进一步优选地，所述补强剂的用量为25-55份，优选为30-55份，更优 选为35-50份。

优选地，所述硅橡胶还包括结构化处理剂，如羟基硅油。

进一步优选地，所述结构化处理剂的用量为3-12份，优选为5-10份。

上述阻燃剂组合物在制备橡胶产品中的应用。

根据本发明的低烟无卤阻燃硅橡胶的主要性能指标如下：硬度70±5， 拉伸强度大于6.0MPa，伸长率大于300％，压缩永久变形(150℃，22h，压 缩25％)小于50％。225℃×72h热空气老化后，拉伸强度保持率大于60％， 扯断伸长率保持率大于60％；氧指数大于35％，烟密度小于100。