阻燃导热室温硫化硅橡胶的制备及性能研究

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阻燃导热缩合型室温硫化硅橡胶是液体硅橡胶的一种,它流动性好,易操作,硫化速度快,使用方便,对于电子元器件的散热,阻燃具有愈来愈重要的作用。本文首先以D4为原料,采用碱催化平衡聚合法,制备了基础胶料α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)。以107胶、交联剂、阻燃填料等制备了脱醇型RTV阻燃液体硅橡胶,探讨了MPP、MP、Mg(OH)2/Al(OH)3/MP、MP/OMMT等几种阻燃剂的用量对脱醇型RTV硅橡胶阻燃、物理性能、热稳定性的影响以及它们在RTV硅橡胶中分散情况;然后,又以107胶、交联剂、导热填料等制备了脱醇型RTV导热液体硅橡胶,探讨了PMSQ、Fe2O3/MgO,ZnO/MgO,Si/MgO等几种导热填料对脱醇型RTV硅橡胶导热、物理性能以及热稳定性的影响。最后,以107胶、交联剂、阻燃填料、导热填料等制备了性价比较高的阻燃导热液体硅橡胶。具体内容如下:1.脱醇型RTV阻燃液体硅橡胶的研究:(1)MPP/脱醇型RTV阻燃液体硅橡胶当MPP的添加量超过30份(100份107胶为基准)时,达到UL-94V-0标准。随MPP的增加,RTV硅橡胶的热释放速率峰值(PHRR)降低,烟释放速率降低;随MPP的增加,硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度显著提高,但断裂伸长率降低。添加MPP的RTV硅橡胶与未加MPP的RTV硅橡胶相比,初始分解温度下降。(2)MP填充膨胀型阻燃RTV硅橡胶当MP的用量达50份以上时,脱醇型RTV硅橡胶才具有良好的阻燃性能。但随着MP用量的增加,脱醇型RTV硅橡胶的初始分解温度下降。由于MP能很均匀地分散在RTV硅橡胶中,使MP添加量增加到50份时其拉伸强度、断裂伸长率也没有受到严重破坏。(3)Mg(OH)2/Al(OH)3/MP协效无卤膨胀型阻燃硅橡胶当Mg(OH)2/Al(OH)3/MP之比为1:1.5:2.5时复合硅橡胶综合性能最好。Mg(OH)2/Al(OH)3/MP之间可产生阻燃协同作用,使复合硅橡胶阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。(4)脱醇型RTV硅橡胶/OMMT无卤膨胀型阻燃纳米复合材料OMMT不仅不会明显的削弱MP的阻燃性能,而且能抑制MP促进硅橡胶的热分解,使复合硅橡胶的初始分解温度明显提高。OMMT能够显著地提高硅橡胶燃烧后残渣的生成量,形成坚硬的阻隔层。另外,OMMT能显著的增强MP膨胀型阻燃硅橡胶的机械性能。2.脱醇型RTV导热液体硅橡胶的研究:(1)PMSQ/脱醇型RTV硅橡胶复合材料当其用量为5份(100份107胶为基准),在30℃150℃,硅橡胶具有较好的导热性能。随PMSQ用量的增加,拉伸强度、断裂伸长率均逐渐下降。体积电阻率随PMSQ的增加先增大后减小,添加量为3份时,体积电阻率增大了1.68倍。PMSQ能提高硅橡胶的热稳定性,减轻了RTV硅橡胶高温下迅速分解的状况。(2)复合无机导热填料填充脱醇型RTV阻燃硅橡胶相同配比下,不同混合无机导热填料填充的RTV硅橡胶拉伸强度、扯断伸长率不同,当两种导热填料的比为1:1时,扯断伸长率和拉伸强度有极值,说明此时两种填料复配能够形成协同补强作用;相同配比下,热导顺序为:Si/MgO填充硅橡胶> ZnO/MgO填充硅橡胶>Fe2O3/MgO填充硅橡胶,两种导热填料在RTV硅橡胶中并用均具有协同导热作用。3.室温硫化导热阻燃RTV硅橡胶:按一定重量份的组分制备的导热阻燃液体硅橡胶,产品粘度适中,操作性好,可就地硫化,使用方便,导热率为0.60.8w/(m·k),阻燃级别达到UL-94-V-1级以上,燃烧时放热量小,抑烟效果好,符合环保要求。
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