無(wú)鹵阻燃液體硅橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用阻燃性無(wú)機(jī)填料（不同粒徑及長(zhǎng)徑比的硅灰石、石英粉、氫氧化鋁（ATH)、低溶點(diǎn)玻璃粉(LMPGP)、含氟磷灰石(F-apatite)、輕基磷灰石(OH-apatite))及耐熱添加劑（氧化鐵、水合氧化鐵、氫氧化鈰）制備得到阻燃液體硅橡膠復(fù)合材料。研究了填料及耐熱添加劑對(duì)復(fù)合材料的流變行為、硫化特性、力學(xué)性能、阻燃性能、熱分解行為及燃燒后樣品表面形態(tài)的影響。通過(guò)對(duì)阻燃測(cè)試結(jié)果的分析、炭層結(jié)構(gòu)的觀察與阻燃機(jī)理的探討，以硅灰石為主要組分

2、設(shè)計(jì)了可能的協(xié)同阻燃配合體系，最終制備得到符合UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)鹵阻燃液體硅橡膠復(fù)合材料。
　　首先考察了不同阻燃性無(wú)機(jī)填料對(duì)復(fù)合材料性能的影響。流變行為研究結(jié)果表明：添加不同阻燃性無(wú)機(jī)填料的液體硅橡膠均呈現(xiàn)出典型的剪切變稀現(xiàn)象，其中硅灰石的加入使體系的粘度增大，小粒徑、大長(zhǎng)徑比的硅灰石粉尤為明顯；其他幾種填料中，添加石英粉和低熔點(diǎn)玻璃粉的體系粘度最低，添加羥基磷灰石粉的體系粘度最高。硫化特性研究結(jié)果表明，不同粒徑和長(zhǎng)徑比的硅

3、灰石填料對(duì)膠料的焦燒時(shí)間和正硫化時(shí)間影響較小；其他幾種填料對(duì)正硫化時(shí)間的影響較大，其中加入含氟磷灰石粉、羥基磷灰石粉和低熔點(diǎn)玻璃粉的膠料的正硫化時(shí)間較短（1分鐘之內(nèi)）。力學(xué)性能研究結(jié)果表明，小粒徑和大長(zhǎng)徑比的硅灰石對(duì)提高液體硅橡膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度更有利，而小粒徑和小長(zhǎng)徑比的桂灰石粉對(duì)提f t液體桂橡股硫化股的伸長(zhǎng)率更有效；其他幾種填料中，添加ATH的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率最優(yōu)，但其拉伸強(qiáng)度仍然遠(yuǎn)低于添加硅灰石粉的樣品；添加石英粉和ATH的樣品

4、的撕裂強(qiáng)度較高。阻燃性能研究結(jié)果表明，硅灰石粒徑過(guò)大或長(zhǎng)徑比過(guò)高對(duì)阻燃性能不利；其他幾種填料中，添加石英粉和ATH的阻燃性最好，其次為添加LMPGP的樣品；添加LMPGP的樣品老化前后的阻燃性能變化較小，其他樣品老化后阻燃性能明顯變差。熱分解行為研究結(jié)果表明，添加小粒徑小長(zhǎng)徑比的硅灰石可提高材料的熱穩(wěn)定性，對(duì)阻燃更有利；其他幾種填料中，填充石英粉、F-Apatite和LMPGP的樣品的熱穩(wěn)定性較好。通過(guò)對(duì)燃燒后樣品表面形態(tài)的觀察發(fā)現(xiàn)，填

5、充小粒徑小長(zhǎng)徑比的硅灰石填料有利于形成致密而結(jié)構(gòu)完整的炭層結(jié)構(gòu)，有利于硅橡膠的阻燃；填充LMPGP的樣品燃燒后的炭層宏觀形貌與填充硅灰石的類似，但是炭層的結(jié)構(gòu)更為致密、結(jié)構(gòu)完整、裂紋很少，而且樣品基本沒(méi)有變形現(xiàn)象。
　　由于硅灰石粉NYAD M400價(jià)格較低、阻燃性能較好、對(duì)體系粘度影響較小，本文詳細(xì)地研究了其用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響。阻燃性能研究結(jié)果表明，雖然NYADM400能夠提高硅橡膠的阻燃性，但并不能滿足UL94 V-0級(jí)

6、阻燃要求，而且NYAD M400在A組分中的用量高于40％時(shí)才可達(dá)到一定的阻燃效果。為提高復(fù)合材料的阻燃性，將NYAD M400在A組分中的用量固定為47%，另加入3%耐熱添加劑，進(jìn)一步考察了耐熱添加劑對(duì)復(fù)合材料性能的影響。為了考察不同阻燃性無(wú)機(jī)填料和耐熱添加劑之間的阻燃協(xié)同效應(yīng)，將部分硅灰石用LMPGP代替，以期提高生成炭層結(jié)構(gòu)的致密性和完整性。研究結(jié)果表明，老化前加入水合氧化鐵（FeOOH)的樣品阻燃效果最佳；老化后加入Ce(OH)