一种具有阻燃效果的有机硅密封胶及其制备方法与流程

本发明涉及密封胶，具体为一种具有阻燃效果的有机硅密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、密封胶是一类具有黏性和密封性的胶黏剂，常用于封闭、连接或修复物体表面的裂缝、缝隙或者连接点，广泛应用于建筑、汽车、电子等领域中。有机硅材料优异的耐温、耐老化等性能，广泛应用于电子电器、航空航天、汽车机械等领域中，由有机硅制备得到的有机硅密封胶具有优异的耐高低温性能、耐水性、耐候性等性能，广泛应用于建筑行业中。但是随着建筑行业对于防火级别的要求越来越高，传统的有机硅密封胶不具备阻燃的优势，因此，对有机硅密封胶的阻燃性能的提升是至关重要的。

2、六氯环三磷腈时磷腈化合物中最基本的化合物，其中含有的磷和氮能够构成磷-氮协同体系，具有较好的阻燃效果广泛应用于阻燃材料和自熄性材料中。1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环(pepa)是一种阻燃中间体，广泛应用于各种领域阻燃性能的提升上中。纳米二氧化钛是一种无机纳米粒子，具有良好的耐候性、防紫外、抗菌等性能，广泛应用于涂料、塑料、油漆等领域中。

3、如授权公告号为cn112625643b的专利公开了一种有机硅阻燃密封胶及其制备方法，该发明以硫化甲基硅橡胶、海藻酸盐、纳米二氧化硅等为原料，制备得到的有机硅密封胶具有优异的阻燃性能，但是并没有提升密封胶的抗菌性能以及拉伸性能。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、本发明的目的在于提供一种具有阻燃效果的有机硅密封胶及其制备方法，通过制备得到纳米二氧化钛改性硅油以及含磷改性硅树脂，以增强有机硅密封胶的阻燃效果、拉伸强度以及抗菌效果，解决上述现有问题。

3、(二)技术方案

4、一种具有阻燃效果的有机硅密封胶，所述具有阻燃效果的有机硅密封胶由以下重量份的组分组成：100重量组分的107硅橡胶、60-80重量组分的活性纳米碳酸钙、10-30重量组分的纳米二氧化钛改性硅油、5-25重量组分的含磷改性硅树脂、8-15重量组分的甲基丁三酮肟硅烷、2-5重量组分的氨丙基三乙氧基硅烷、0.2-0.5重量组分的二月桂酸二丁基锡；

5、所述有机硅密封胶按以下方法制备得到：

6、在氮气条件下，将107硅橡胶、活性纳米碳酸钙加入至真空捏合机中，于160℃，负压脱水3-5h，冷却至室温，再将其转移至强力分散机中抽真空混合10-20min，再向其中加入纳米二氧化钛改性硅油、含磷改性硅树脂、甲基丁三酮肟硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡，于130℃，抽真空脱水，混合分散30-60min，出料，得到具有阻燃效果的有机硅密封胶。

7、优选的，所述纳米二氧化钛改性硅油的制备方法为：在氮气条件下，将烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，控制温度为80-90℃，再向其中加入氯铂酸异丙醇溶液，反应2-5h，反应结束后，减压蒸馏，乙醇洗涤，干燥，得到纳米二氧化钛改性硅油，其中烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油的质量比为50-100:100。

8、优选的，所述含磷改性硅树脂的制备方法为：

9、s1、在氮气条件下，将六氯环三磷腈、n,n-二甲基苯胺加入至二氧六环溶剂中，搅拌溶解，于30-40℃，向其中加入2-氯丙烷-1,3-二醇，升温至90-100℃，反应12-24h，反应结束后，降至室温，抽滤，减压蒸馏，去离子水洗涤，干燥，得到中间体1，如图1。

10、s2、在氮气条件下，将中间体1、吡啶加入至二氧六环溶剂中，搅拌分散，控制温度70-90℃，向其中加入1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环(pepa)，反应6-12h，反应结束后，减压蒸馏，乙醇洗涤，干燥，得到中间体2，如图1。

11、s3、在氮气条件下，将中间体2加入至二氧六环溶剂中，搅拌分散，于0-5℃，向其中加入氨丙基三乙氧基硅烷，使用饱和碳酸钠溶液调节ph至8-9，于45-60℃，搅拌反应6-10h，反应结束后，过滤，减压蒸馏，去离子水洗涤，干燥，得到含磷硅氧烷中间体，如图1。

12、s4、在氮气条件下，将氨丙基三乙氧基硅烷加入至甲醇溶剂中，混合均匀，再向其中加入含磷硅氧烷中间体，升温至50-60℃，向其中加入去离子水，升温至80-95℃，反应4-8h，反应结束后，在-0.098mpa的负压条件下，蒸馏脱低2-4h，降温冷却，得到含磷改性硅树脂。

13、优选的，所述s1中，六氯环三磷腈、n,n-二甲基苯胺、2-氯丙烷-1,3-二醇的质量比为100:180-240:90-120。

14、优选的，所述s2中，中间体1、吡啶、pepa的质量比为100:3-5:70-80。

15、优选的，所述s3中，中间体2、氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:30-40。

16、优选的，所述s4中，氨丙基三乙氧基硅烷、含磷硅氧烷中间体的质量比为100:50-100。

17、(三)有益的技术效果

18、本发明以六氯环三磷腈、2-氯丙烷-1,3-二醇为反应物，n,n-二甲基苯胺为缚酸剂，经过反应，得到中间体1，利用中间体1中含有氯原子与pepa，经过取代反应，得到中间体2，再将其与氨丙基三乙氧基硅烷进行取代反应，得到含磷硅氧烷中间体，利用含磷硅氧烷中间体与氨丙基三乙氧基硅烷经过缩合反应，得到含磷改性硅树脂。以烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油为原料，氯铂酸异丙醇为催化剂，通过硅氢加成反应，得到纳米二氧化钛改性硅油。最后向107硅橡胶中加入纳米二氧化钛改性硅油、含磷改性硅树脂、二月桂酸二丁基锡等，真空脱水，搅拌混合均匀，得到具有阻燃效果的有机硅密封胶。

19、本发明所使用的纳米二氧化钛是一种无机纳米粒子，具有较高的比表面积，易团聚，本发明将其有机化，制备得到乙烯基改性纳米二氧化钛，再经过硅氢加成反应，制备得到纳米二氧化钛改性硅油，其与硅橡胶有着较好的相容性，能够增加纳米二氧化钛在有机硅密封胶中的分散程度，即能够均匀分散在有机硅密封胶中。纳米二氧化钛是一种光催化抗菌粒子，其抗菌机理为：光照射在纳米二氧化钛上时，能够促使产生强氧化性的氧负离子与氢氧根负离子，能够与细胞壁、细胞膜的组成成分发生生化反应，致使细胞破裂，达到杀死细菌的目的。此外，本发明制备得到的有机硅密封胶中含有分散均匀的纳米二氧化钛粒子，在受到外力时，分散在密封胶中的无机粒子能够通过引发银纹，进而吸收大量的能量，从而提升有机硅密封胶的拉伸性能。

20、本发明制备得到的有机硅密封胶中含有较多的磷元素、氮元素以及硅元素，三者均为阻燃性元素，三者协同作用具有较为优异的阻燃性能，将其应用到有机硅密封胶中，能够提升有机硅密封胶的阻燃性能。本发明制备得到的有机硅密封胶具有优异的抗菌性能、阻燃性能以及拉伸性能。

技术特征：

1.一种具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述具有阻燃效果的有机硅密封胶由以下重量份的组分组成：100重量组分的107硅橡胶、60-80重量组分的活性纳米碳酸钙、10-30重量组分的纳米二氧化钛改性硅油、5-25重量组分的含磷改性硅树脂、8-15重量组分的甲基丁三酮肟硅烷、2-5重量组分的氨丙基三乙氧基硅烷、0.2-0.5重量组分的二月桂酸二丁基锡；

2.根据权利要求1所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述纳米二氧化钛改性硅油的制备方法为：在氮气条件下，将烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，控制温度为80-90℃，再向其中加入氯铂酸异丙醇溶液，反应2-5h，反应结束后，减压蒸馏，乙醇洗涤，干燥，得到纳米二氧化钛改性硅油。

3.根据权利要求2所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油的质量比为50-100:100。

4.根据权利要求1所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述含磷改性硅树脂的制备方法为：

5.根据权利要求4所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述s1中，六氯环三磷腈、n,n-二甲基苯胺、2-氯丙烷-1,3-二醇的质量比为100:180-240:90-120。

6.根据权利要求4所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述s2中，中间体1、吡啶、pepa的质量比为100:3-5:70-80。

7.根据权利要求4所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述s3中，中间体2、氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:30-40。

8.根据权利要求4所述的具有阻燃效果的有机硅密封胶，其特征在于，所述s4中，氨丙基三乙氧基硅烷、含磷硅氧烷中间体的质量比为100:50-100。

技术总结本发明涉及密封胶技术领域，且公开了一种具有阻燃效果的有机硅密封胶及其制备方法，本发明以六氯环三磷腈、2‑氯丙烷‑1,3‑二醇、PEPA、氨丙基三乙氧基硅烷等为原料，经过反应，制备得到含磷硅氧烷中间体，利用含磷硅氧烷中间体与氨丙基三乙氧基硅烷经过缩合反应，得到含磷改性硅树脂。以烯基改性纳米二氧化钛、甲基含氢硅油为原料，通过硅氢加成反应，得到纳米二氧化钛改性硅油。最后向107硅橡胶中加入纳米二氧化钛改性硅油、含磷改性硅树脂、二月桂酸二丁基锡等，真空脱水，搅拌混合均匀，得到具有阻燃效果的有机硅密封胶。本发明制备得到的有机硅密封胶具有优异的阻燃性能、拉伸性能以及抗菌性能。技术研发人员：冯俊达受保护的技术使用者：安徽神舟飞船胶业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4