華硅6CF阻燃耐候密封膠的研發及應用

郭傳發，劉揚秀（上海華硅化工新材料有限公司，上海 201706）

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華硅6CF阻燃耐候密封膠的研發及應用

郭傳發，劉揚秀
（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硅油等反應制得了6CF阻燃硅酮耐候密封膠，并對其性能進行了研究。結果表明，當加入10份阻燃劑時，6CF阻燃耐候硅酮密封膠既具有FV-0級的阻燃性能又不會對物理力學性能、貯存期產生影響。并將6CF阻燃耐候硅酮密封膠成功應用于上海中心工程中。

關鍵詞：有機硅密封膠；阻燃劑；硼-鉑-硅化合物

硅酮密封膠自上世紀80年代進入中國以來，因其卓越的性能在航天、醫藥、工業、建筑及人們日常生活領域得到了廣泛的應用。隨著材料科學應用領域的不斷拓展，各類功能性硅酮密封膠相繼被開發，這些密封膠不再是簡單的用于粘接密封，而被賦予了諸多其他功能，如導熱、導電、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，依靠此類填料自身的難燃及自熄作用使硅酮密封膠達到阻燃效果[1～3]。但這種方法也使得硅酮密封膠出現硬度高、彈性差、強度低等缺陷，大大降低了阻燃硅酮密封膠產品的物理力學性能及耐久性。

為此，本文基于之前自制的硼硅化合物阻燃劑，采用鉑系化合物對其進行分散加熱處理，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到難燃和自熄的目的，同時，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。該阻燃劑成功應用于公司華硅6CF阻燃硅酮耐候密封膠（以下簡稱“6CF”）的生產中。

1 實驗部分

1.1 主要原材料及設備儀器

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

真空捏合機，NHZ-10型，如皋市興業機械設備廠；行星攪拌機，KXJ2L型，無錫科越化工機械廠；水平垂直燃燒試驗機，HVRJT型，上海竟田測試設備有限公司；氧指數測定儀，JB-2型，上海久濱儀器有限公司；電子拉力試驗機，DXLL-10000型，上海登杰機械設備有限公司。

1.2 鉑-硼-硅化合物阻燃劑的配制

將優選的硼-硅化合物置于捏合機中，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中加熱混合均勻，冷卻后將混合物轉入行星攪拌機中，按比例加入交聯劑、偶聯劑和催化劑，抽真空，混合均勻后裝入塑料膠瓶中。

1.4 性能測試

物理力學性能和阻燃性能：按GB/T 24267—2009《建筑用阻燃密封膠》進行測定；氧指數：按GB/T 10707—1989《橡膠燃燒性能測定》進行測定。

2 結果與討論

2.1 阻燃劑用量對6CF阻燃耐候硅酮密封膠阻燃性能的影響

鉑-硼-硅阻燃劑用量對密封膠阻燃性能的影響見表1。

表1 阻燃劑用量對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，6CF阻燃密封膠達到FV-0，而之前研發的硼-硅系阻燃劑要在20份加入量時才能達到FV-0阻燃級別；傳統的氫氧化鋁阻燃劑要加到50份才能達到FV-0級。從氧指數上看，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質量份。

2.2 不同阻燃劑對阻燃密封膠物理力學性能的影響

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）進行比較，結果見表2。

表2 阻燃劑對密封膠物理力學性能的影響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）阻燃劑對密封膠的物理力學性能無明顯的影響，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。但常規的阻燃膠因加入50份阻燃填料而導致膠的力學性能變差。

2.3 阻燃劑對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；然后在常溫下檢測其硬度、拉伸強度和最大強度時的伸長率，與老化前的密封膠進行比較，結果見表3。

表3 阻燃劑對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-硅系復合阻燃劑對6CF密封膠的耐久性幾乎無影響。

3 結語

1）自制復配鉑-硼-硅系阻燃劑應用于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足要求，且優于硼-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-硅系復配阻燃劑，可以制得綜合性能優異的阻燃硅酮密封膠。不僅具有FV-0級的阻燃性，而且對物理力學性能、耐久性幾乎無影響。

參考文獻

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

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

[3]張治華.含硼有機硅高效阻燃劑的合成及其應用試驗[A].2007年塑料助劑生產與應用技術信息交流會論文集[C],2007.194-197.

[4]幸松民,王一璐.有機硅合成工藝及產品應用[M].北京:北京化學工業出版社,2001.582-583.

[5]黃文潤.液體硅橡膠[M].四川:四川科技大學出版社,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

中圖分類號：TQ436+.6

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2016）02-0062-03

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

收稿日期：2015-08-20