华硅6CF阻燃耐候密封胶的研发及应用

郭传发，刘扬秀（上海华硅化工新材料有限公司，上海 201706）



华硅6CF阻燃耐候密封胶的研发及应用

郭传发，刘扬秀
（上海华硅化工新材料有限公司，上海 201706）

摘要：用自制铂-硼-硅阻燃剂与107硅橡胶、201硅油等反应制得了6CF阻燃硅酮耐候密封胶，并对其性能进行了研究。结果表明，当加入10份阻燃剂时，6CF阻燃耐候硅酮密封胶既具有FV-0级的阻燃性能又不会对物理力学性能、贮存期产生影响。并将6CF阻燃耐候硅酮密封胶成功应用于上海中心工程中。

关键词：有机硅密封胶；阻燃剂；硼-铂-硅化合物

硅酮密封胶自上世纪80年代进入中国以来，因其卓越的性能在航天、医药、工业、建筑及人们日常生活领域得到了广泛的应用。随着材料科学应用领域的不断拓展，各类功能性硅酮密封胶相继被开发，这些密封胶不再是简单的用于粘接密封，而被赋予了诸多其他功能，如导热、导电、绝缘、耐油、阻燃及防火等。

提高硅酮密封胶阻燃性能的常用方法是：加入大量氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃性填料，依靠此类填料自身的难燃及自熄作用使硅酮密封胶达到阻燃效果[1～3]。但这种方法也使得硅酮密封胶出现硬度高、弹性差、强度低等缺陷，大大降低了阻燃硅酮密封胶产品的物理力学性能及耐久性。

为此，本文基于之前自制的硼硅化合物阻燃剂，采用铂系化合物对其进行分散加热处理，得到一种全新的铂-硼-硅化合物。该阻燃剂体系中的硼-硅组分可使硅酮耐候密封胶达到难燃和自熄的目的，同时，铂系化合物具有抑制聚硅氧烷气化分解的作用[4～7]，提升了硅酮耐候密封胶的难燃性，使其性能得以提高。该阻燃剂成功应用于公司华硅6CF阻燃硅酮耐候密封胶（以下简称“6CF”）的生产中。

1 实验部分

1.1 主要原材料及设备仪器

107硅橡胶、201甲基硅油，江西星火有机硅化工公司；碳酸钙，广西华纳化工有限公司；交联剂，江苏泰兴涂料助剂化工厂；铂-硼-硅络合物阻燃剂，自制；二月桂酸锡催化剂，高施米特公司；偶联剂，KH550、560，丹阳市有机硅材料实业公司。

真空捏合机，NHZ-10型，如皋市兴业机械设备厂；行星搅拌机，KXJ2L型，无锡科越化工机械厂；水平垂直燃烧试验机，HVRJT型，上海竟田测试设备有限公司；氧指数测定仪，JB-2型，上海久滨仪器有限公司；电子拉力试验机，DXLL-10000型，上海登杰机械设备有限公司。

1.2 铂-硼-硅化合物阻燃剂的配制

将优选的硼-硅化合物置于捏合机中，按比例加入适量铂化合物与硅油的混合物，升温到120 ℃，抽真空捏合处理2 h，冷却后取出备用。

1.3 6CF阻燃硅酮耐候密封胶的配制

将107硅橡胶、201甲基硅油、碳酸钙、铂-硼-硅化合物阻燃剂按比例在真空捏合机中加热混合均匀，冷却后将混合物转入行星搅拌机中，按比例加入交联剂、偶联剂和催化剂，抽真空，混合均匀后装入塑料胶瓶中。

1.4 性能测试

物理力学性能和阻燃性能：按GB/T 24267—2009《建筑用阻燃密封胶》进行测定；氧指数：按GB/T 10707—1989《橡胶燃烧性能测定》进行测定。

2 结果与讨论

2.1 阻燃剂用量对6CF阻燃耐候硅酮密封胶阻燃性能的影响

铂-硼-硅阻燃剂用量对密封胶阻燃性能的影响见表1。

表1 阻燃剂用量对密封胶阻燃性能的影响Tab.1 Effect of flame retardant content on flame retardant properties of sealant

从表1可以看出，铂-硼-硅系阻燃剂在10份时，6CF阻燃密封胶达到FV-0，而之前研发的硼-硅系阻燃剂要在20份加入量时才能达到FV-0阻燃级别；传统的氢氧化铝阻燃剂要加到50份才能达到FV-0级。从氧指数上看，随着阻燃剂用量的增加，阻燃性能提高的不是很多，所以6CF选择铂-硼-硅系阻燃剂，且用量为10质量份。

2.2 不同阻燃剂对阻燃密封胶物理力学性能的影响

将不加阻燃剂的密封胶A与加不同阻燃剂的密封胶B（硼-硅系20份）、C（加铂-硼-硅系10份）、D（50份氢氧化铝）进行比较，结果见表2。

表2 阻燃剂对密封胶物理力学性能的影响Tab.2 Effect of flame retardant on physical and mechanical properties of sealant

从表2可以看出，加入硼-硅系与铂-硼-硅系（6CF）阻燃剂对密封胶的物理力学性能无明显的影响，且6CF因加入阻燃剂填料少（10份），性能与硬度变化更接近普通耐候密封胶。但常规的阻燃胶因加入50份阻燃填料而导致胶的力学性能变差。

2.3 阻燃剂对6CF阻燃耐候密封胶耐久性的影响

将自制6CF阻燃耐候密封胶放入烘箱中，在70 ℃下放置168 h；然后在常温下检测其硬度、拉伸强度和最大强度时的伸长率，与老化前的密封胶进行比较，结果见表3。

表3 阻燃剂对密封胶耐久性的影响Tab.3 Effect of flame retardant on sealant durability

从表3可以看出，自制铂-硼-硅系复合阻燃剂对6CF密封胶的耐久性几乎无影响。

3 结语

1）自制复配铂-硼-硅系阻燃剂应用于6CF阻燃硅酮耐候密封胶中，只须加入10份该填料（其他采用正常普通填料），制出的阻燃硅酮耐候密封胶即可满足要求，且优于硼-硅阻燃填料制得的密封胶；

2）在100份107硅橡胶中加入10份铂-硼-硅系复配阻燃剂，可以制得综合性能优异的阻燃硅酮密封胶。不仅具有FV-0级的阻燃性，而且对物理力学性能、耐久性几乎无影响。

参考文献

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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

中图分类号：TQ436+.6

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2016）02-0062-03

作者简介：郭传发（1967-），男。研究方向：有机硅高分子材料及胶粘剂。E-mail：samcfg@sina.com。

收稿日期：2015-08-20