[发明专利]一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用，所述有机硅泡沫材料包括如下按质量份数计的组分：羟基硅油5～20份；乙烯基硅油15～65份；含氢硅油5～20份；含磷氮介孔二氧化硅10～40份；催化剂1～3份；抑制剂0.1～0.5份；所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为30～400nm。本发明采用羟基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油和粒径为30～400nm的含磷氮介孔二氧化硅复配，实现了有机硅泡沫材料的刚韧平衡，提高了有机硅泡沫材料的阻尼性能和阻燃性能，可广泛应用于制备各种防火材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机硅泡沫是一种通用的弹性材料，结合了硅橡胶和泡沫材料的特性，具有无毒、化学稳定性好以及电绝缘性好的优点。作为一种高性能材料，有机硅泡沫被应用于航空航天、国防、医药、运输、电气和建筑等领域。相比于传统的高分子材料，有机硅泡沫材料具有特殊的有机-无机杂化结构，其无机硅氧烷主链为不可燃部分，赋予其一定的阻燃特性，但由于其侧链上有丰富的烃基，因此是可燃的。一旦被点燃，有机硅泡沫材料可以燃烧并释放出窒息的烟雾，并且有机硅泡沫材料有极为丰富的泡孔结构，表现出更大的气流和更大的比表面积，使其更有利于燃烧。因此，仅仅靠无机硅氧烷主链不可燃成分来达到阻燃的目的已经不能满足使用要求。

中国发明专利CN111500071A公开了一种以有机硅聚合物为基体，通过添加补强材料和阻燃填料制得的有机硅泡沫材料，该发明所述有机硅泡沫材料具有较高的刚性和较好的阻燃性能，但存在韧性不足(断裂伸长率150％)和低阻尼(吸声系数0.5)的问题。因此，亟需提供一种综合性能优异的有机硅泡沫材料。

发明内容

本发明的首要目的是克服现有技术的有机硅泡沫材料不能兼顾高韧性(断裂伸长率150％)、高刚性(拉伸强度1MPa)、高阻尼(吸声系数0.5)以及优异的阻燃性能的问题，提供一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料。

本发明的另一目的是提供上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料的制备方法。

本发明的进一步目的是提供上述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料的应用。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料，包括如下按质量份数计的组分：

所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为30～400nm。

在本发明中，羟基硅油和含氢硅油通过脱氢反应，以生成的氢气作为内发泡剂，并同时与乙烯基硅油进行交联，控制有机硅泡沫的泡孔强度和孔隙度，使其有足够的力学性能，且粒径在30～400nm范围内的含磷氮介孔二氧化硅自身的刚性强度和阻止裂纹生长的能力可以赋予材料高刚性、高韧性和优异的阻燃性能，同时其介孔结构起到极佳的吸能减震作用，进而使有机硅泡沫材料可以兼顾高韧性(断裂伸长率150％)、高刚性(拉伸强度1MPa)、高阻尼(吸声系数0.5)以及优异的阻燃性能。

优选地，所述高阻燃高阻尼有机硅泡沫材料由如下按质量份数计的原料制备得到：

优选地，所述含磷氮介孔二氧化硅的粒径为200～300nm。

本发明所述羟基硅油为羟基封端聚甲基硅氧烷和/或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷。

本发明所述乙烯基硅油中乙烯基质量分数为1％～5％，粘度为5000～10000mPa·s。

本发明所述含氢硅油选自三甲基硅氧基封端聚烃基氢硅氧烷、苯基含氢聚硅氧烷、乙烯含氢聚硅氧烷的一种或多种。

本发明所述含氢硅油中氢含量为0.5mol％～0.7mol％。