一种阻燃密封胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于密封胶技术领域。更具体地，涉及一种阻燃密封胶及其制备方法和应用。

背景技术

硅酮密封胶因其优异的耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、耐腐蚀、难燃、憎水、无毒无味以及生理惰性等特性，且对多数基材如金属、陶瓷、塑料、混凝土、玻璃等均有良好的粘结性，而广泛应用于电子电器工业、建筑工业、汽车工业、船舶工业级航空工业等领域。20世纪以来，随着经济建设速度的不断加快，人们对硅酮密封胶的防火阻燃性的要求越来越高，除要求其具有优良的阻燃性之外，还要求无毒、少烟甚至无烟。

CN115160978A公开了一种阻燃型硅酮密封胶及其制备方法，属于硅酮密封胶技术领域，所述制备方法由以下步骤组成：制备阻燃填料，制备相容剂，制备基料，一次混合，二次混合；所述制备阻燃填料，将气相白炭黑、聚乙二醇1500、去离子水混合后进行球磨，然后加入纳米三聚磷酸铵、十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，加入聚山梨酯-80、海藻酸钠、阿拉伯胶、氢氧化钠，搅拌均匀，烘干，然后进行高温处理、粉碎后与六偏磷酸钠混合，进行球磨，得到阻燃填料；本发明能够在保证硅酮密封胶的阻燃性能，及提高阻燃型硅酮密封胶的储存稳定性、硬度、弹性、耐候性的同时，提高粘结强度和抗位移能力，缩短在高温高湿条件下的固化时间，避免在注胶中产生气泡。

CN114958292A公开了一种防火密封胶及其制备方法。所述防火密封胶按重量份计，包括以下组分：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；二甲基硅油40～60份；磷系阻燃剂30～50份；KR-38S改性的水镁石和云母石40-60份；交联剂10～20份；催化剂0.1～0.4份；硅烷偶联剂4～8份；所述磷系阻燃剂由三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)和聚磷酸铵(APP)组成，所述TCPP和APP的质量比为1:3～5。本发明制备的密封胶不仅具有良好的阻燃性能，还具有优异的力学性能。

CN112625643B公开了一种有机硅阻燃密封胶及其制备方法，属于密封胶技术领域。本发明研制的产品包括以下重量份数的原料组成：80-100份室温硫化甲基硅橡胶，10-20份二甲基硅油，3-5份硅烷偶联剂，10-20份阻燃填料；所述阻燃填料为层状硅酸盐；所述层状硅酸盐层间金属离子至少部分被氢离子取代；所述层状硅酸盐层间嵌入有海藻酸盐；所述海藻酸盐通过氢键和层状硅酸盐骨架结合。另外，产品中还包括室温硫化甲基硅橡胶质量5-10％的球形纳米二氧化硅，并在球形纳米二氧化硅制备步骤中使用了一种加热回流反应设备，具有冷凝速率快、反应效率高的特点，制成的密封胶性能稳定，具有较高的物理化学强度以及较好的阻燃性能。

由以上可知，通过在密封胶中添加改性组分等来改善密封胶的阻燃性能以及力学性能，但是密封胶的阻燃性能或者力学性能仍不能满足实际生产的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种阻燃密封胶及其制备方法和应用。按重量份计，包括以下组分：α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；二甲基硅油35～55份；磷系阻燃剂20～40份；Co和Cu改性的ZIF-8 15～25份；KH560改性的MoS

本发明的目的是提供一种阻燃密封胶。

本发明另一目的是提供一种阻燃密封胶的制备方法。

本发明另一目的是提供一种阻燃密封胶的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:2～6。

优选的，所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将钴源、铜源、锌源、二甲基咪唑和乙醇混合，搅拌均匀，然后再120～160℃下水热反应3～5h，过滤、洗涤、在60～80℃下真空干燥10～16h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

优选的，所述钴源、铜源、锌源、二甲基咪唑的摩尔比为：0.005～0.015:0.015～0.035:1：2～4。

优选的，所述钴源为硝酸钴、氯化钴、醋酸钴中的至少一种；所述铜源为硝酸铜、氯化铜、醋酸铜中的至少一种；所述锌源为硝酸锌、氯化锌、醋酸锌中的至少一种。

优选的，所述KH560改性的MoS

将MoS

优选的，所述MoS

优选的，所述交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷和丙基三丁酮肟基硅烷中的至少一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡和二月桂酸二辛基锡中的至少一种。

优选的，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为10000cps～20000cps；所述二甲基硅油的粘度为250cps～350cps；所述硅烷偶联剂为N-β氨乙基γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

基于上述所述的一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.03MPa～-0.06MPa的条件下搅拌50～150min，即得所述一种阻燃密封胶。

基于上述所述的一种阻燃密封胶的应用，所述应用包括：装配式建筑构件的粘接、门窗材料的粘接、防火设施材料的粘接、汽车材料的粘接。

本发明具有以下有益效果：

(1)通过采用2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈复配组成磷系阻燃剂，利用组分之间的相互配合，显著改善了密封胶的阻燃性能；

(2)采用改性的ZIF-8和改性的MoS

(3)本发明制备的密封胶具有优异的阻燃性能和力学性能，具有优异的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.01mol硝酸钴、0.025mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

实施例2

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:2。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.015mol氯化钴、0.015mol醋酸铜、1mol硝酸锌、2mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再160℃下水热反应3h，过滤、洗涤、在80℃下真空干燥10h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丙酮肟基硅烷；

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为20000cps；

所述二甲基硅油的粘度为350cps；

所述硅烷偶联剂为N-β氨乙基γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.03MPa的条件下搅拌50min，即得所述阻燃密封胶。

实施例3

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:6。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.005mol醋酸钴、0.035mol硝酸铜、1mol氯化锌、4mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再120℃下水热反应5h，过滤、洗涤、在60℃下真空干燥16h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为丙基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二月桂酸二辛基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为10000cps；

所述二甲基硅油的粘度为250cps；

所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.06MPa的条件下搅拌150min，即得所述阻燃密封胶。

对比例1

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯组成。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.01mol硝酸钴、0.025mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例2

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由六氟环三磷腈组成。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.01mol硝酸钴、0.025mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例3

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述Co改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.035mol硝酸钴、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Co改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例4

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.035mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂、Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例5

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例6

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.01mol硝酸钴、0.025mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、Co和Cu改性的ZIF-8和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例7

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述Co和Cu改性的ZIF-8的制备方法包括以下步骤：

将0.01mol硝酸钴、0.025mol氯化铜、1mol醋酸锌、3mol二甲基咪唑和100mL乙醇混合，搅拌均匀，然后再140℃下水热反应4h，过滤、洗涤、在70℃下真空干燥14h，得到Co和Cu改性的ZIF-8。

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂和Co和Cu改性的ZIF-8加入行星机中，在温度为130℃、真空度为-0.04MPa的条件下脱水160min，得基料；

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

对比例8

一种阻燃密封胶，按重量份计，包括以下组分：

所述磷系阻燃剂由2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈组成，所述2-乙基己基二苯基磷酸酯和六氟环三磷腈的质量比为1:4。

所述KH560改性的MoS

然后将10g MoS

所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷；

所述催化剂为二醋酸二丁基锡；

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为粘度为15000cps；

所述二甲基硅油的粘度为300cps；

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；

一种阻燃密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、磷系阻燃剂和KH560改性的MoS

(2)待所述基料的温度冷却到室温后依次加入交联剂、硅烷偶联剂和催化剂，在真空度为-0.04MPa的条件下搅拌100min，即得所述阻燃密封胶。

实施例1-3和对比例1-8制备的密封胶进行性能测试，具体测试结果见表1：测试方法如下：

拉伸强度：按照GB/T 528-1998规定的方法进行测试；

氧指数：按照GB/T 2406-2008规定的方法进行测试；

由表1可以看出，本发明制备的阻燃密封胶，利用组分之间的相互作用，具有优异的阻燃性能和力学性能，具有优异的应用前景。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。