黏土-甲基乙烯基硅橡膠可瓷化復合材料的制備及其熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、可瓷化高分子復合材料作為一種新型的阻燃防火材料,在被動防火領域已獲廣泛應用,有望取代傳統(tǒng)的防火材料。這種材料在火焰燒蝕條件下,低煙、無毒、無熔融滴落,可轉變?yōu)閳杂驳奶沾审w,保持原有的形狀和尺寸不改變。結構完整的自支撐陶瓷體能有效的阻礙物質對流和熱量傳輸,抑制材料內部物質揮發(fā)損耗的同時,阻隔外界熱量向材料內部擴散,阻隔火焰的蔓延。加強可瓷化高分子復合材料的應用研究對推動防火材料的發(fā)展,提高技術水平有積極作用。
　　 本文以甲基乙烯

2、基硅橡膠(MVMQ)為基體,改性黏土礦物粉末為填料,低熔點玻璃粉/硼酸為結構控制劑,過氧化苯甲酰為硅橡膠交聯(lián)劑,采用直接共混法制備黏土/硅橡膠可瓷化復合材料。
　　 首先,采用氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)對黏土礦物粉末進行有機改性,通過正交實驗法確定黏土粉末改性的最佳條件。采用吸光度法、滲透時間法和紅外光譜法對改性效果進行表征。研究發(fā)現(xiàn)采用KH-550改性高嶺土、云母和滑石的最佳用量分別為黏土粉末總重的2wt.％,3wt.

3、％和3wt.％。最佳改性條件分別為:90℃,30min;100℃,50min和90℃,40min。然后,采用傳統(tǒng)的熔體冷卻法制備磷酸鹽體系(P2O5-ZnO-B2O3,簡稱PZB)低熔點玻璃粉末。通過熱機械分析法(TMA)、差示掃描量熱法(DSC)和紐扣法確定該體系低熔點玻璃的軟化溫度范圍為600～700℃。
　　 最后,采用直接共混法制備黏土/硅橡膠可瓷化復合材料。通過熱分析技術(DSC-TG)、X射線衍射技術(XRD)和掃描

4、電子顯微鏡(SEM)等手段對樣品的熱穩(wěn)定性及組織結構進行表征。研究結構控制劑種類、含量以及黏土礦物粉末(高嶺土)對甲基乙烯基硅橡膠熱穩(wěn)定性的影響。實驗結果表明:1)黏土礦物粉末可以改善硅橡膠的柔韌性和熱穩(wěn)定性,高溫下能形成陶瓷骨架;2)以硼酸作為低熔點結構控制劑的復合物試樣起始降解溫度(T0.05)、峰值降解溫度(Tmax)、物質殘余量、以及明火點燃時間(TTI)和火焰持續(xù)時間分別為:108.5℃、500.0℃、48.68wt.％、29