本發明涉及金屬絡合物的合成及應用領域,更詳細的是一種金屬雜化POSS絡合物及其制備方法和應用。
背景技術:
近年來,隨著硅橡膠材料在電子電器和航天航空等應用領域的拓廣,高性能硅橡膠材料的需求日益增大,同時這也對加成型液體硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能提出了更高的要求。
目前,改善加成型液體硅橡膠熱穩定性和阻燃性能的主要方法是添加耐熱無機填料。其中,變價金屬離子如Cu、Fe等在與有機物形成絡合物時,由于化合價容易發生可逆變化,具有自由基捕捉功能,且在硅橡膠的燃燒過程中可促進基體發生共瓷化,從而提高其阻燃性能(過渡金屬氧化物對硅橡膠耐熱性的影響.合成橡膠工業,1997,20:296-299)。此外,由于大多數金屬氫氧化物具有價格低廉、無毒環保和阻燃抑煙等優點,也被廣泛應用于硅橡膠中。Fang等在硅橡膠中加入了60份鎂鹽晶須,使其LOI從24%上升到39.5%,通過了垂直燃燒UL-94V-0級(Mechanical properties,fire performance and thermal stability of magnesium hydroxide sulfate hydrate whiskers flame retardant silicone rubber.Journal of materials science,2008,43(3):1057-1062)。但是這類傳統的阻燃劑的熱穩定性較低,添加到硅橡膠后會使基體的熱穩定性能下降,限制硅橡膠在高溫領域中的應用;且其阻燃效率較低,需要大量添加才能達到較為理想的效果;此外,由于其本身與硅橡膠相容性差,會惡化硅橡膠的力學性能和加工性能。因此亟需開發熱穩定性優異、阻燃效率高,且與基體相容性好的新型阻燃劑應用于硅橡膠阻燃。
籠狀倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)因其具有結構可設計性,容易進行反應和修飾,熱穩定性優異而被廣泛應用于聚合物的耐熱研究。陳凡等將乙烯基七苯基POSS接枝到含氫硅油,并將其作為交聯劑制備加成型硅橡膠。研究發現,POSS的加入有效提高了硅橡膠的熱穩定性(含POSS側基甲基含氫硅油的制備及應用性能.粘接,2015,36(10):37-41)。但是,由于苯基POSS與硅橡膠的相容性較差,導致POSS在硅橡膠中的分散性不好,容易發生團聚,使硅橡膠在成炭過程中無法形成致密的保護層,難以提高硅橡膠的阻燃性能。
技術實現要素:
本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷,提供一種金屬雜化POSS絡合物,該化合物具有優異的熱穩定性和成炭性、與硅橡膠相容性好等優點,添加較少量即可制備具有優良熱穩定性能和阻燃性能的硅橡膠材料。
本發明的另一目的在于提供所述的金屬雜化POSS絡合物的合成方法。
本發明還有一目的在于提供所述絡合物在加成型液體硅橡膠中的應用。
本發明所制備的絡合物為含有硅氫鍵的籠狀倍半硅氧烷,其Si-O-Si內核結構與加成型液體硅橡膠相容性好,且含有的硅氫鍵能使絡合物在硫化過程中通過硅氫加成反應接枝到硅橡膠側鏈上,有助于絡合物以分子水平均勻分散在基體中。本發明可通過制備金屬雜化POSS的絡合物,將POSS的高熱穩定性和金屬絡合物的自由基捕捉功能結合起來,并應用于硅橡膠中,有效提高硅橡膠的熱穩定性能和阻燃性能。
本發明的目的通過如下技術方案實現:
一種金屬雜化POSS絡合物:該金屬雜化POSS絡合物為含硅氫基團和羧基的籠狀倍半硅氧烷與金屬元素絡合的化合物,其分子通式為:
其中,R1=CH3、CH2CH3或CH2CH2CH3,R2=H、CH3或OCH3,M=Cu、Fe、Ce或La。
所述的金屬雜化POSS絡合物的制備方法,包括如下步驟:
(1)苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽的合成:苯基硅氧烷溶解于有機溶劑中,加入氫氧化鈉和去離子水,在60~70℃下回流反應3~5h;隨后在20~30℃下反應10~15h,反應完成后,經抽濾除去溶劑得到白色濾餅,再用異丙醇對濾餅洗滌抽濾3次,得到的白色濾餅即苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽。所述的苯基硅氧烷為苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種;所述的無機堿為氫氧化鋰或氫氧化鈉中的一種或多種;所述的有機溶劑為異丙醇或四氫呋喃(THF)中的一種或多種;
(2)含兩個硅氫基團的POSS的合成:所述堿金屬鹽與含氫硅氯烷溶解于無水THF中,加入叔胺類催化劑,在0~10℃下反應2~3h;隨后在20~30℃下反應10~15h;反應完成后,經抽濾得到濾液,在40~50℃下減壓蒸餾30~60min,得到的白色固體用甲醇洗滌三次,得白色粉末即含兩個硅氫基團的POSS。所述的含氫硅氯烷為下述結構式的一種或多種:
其中n為0~2;
所述叔胺類催化劑為三乙胺、三亞乙基二胺或二甲基芐胺中的一種或多種;
(3)單酯基POSS的合成:含兩個硅氫基團的POSS與鉑催化劑溶解于甲苯中,在90~110℃下緩慢滴加丙烯酸酯的甲苯溶液,回流反應24~36h;反應完成后,將溶液在溫度60~70℃下減壓蒸餾30~60min,得到的白色固體用甲醇洗滌三次,得白色粉末即單酯基POSS。所述的丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯和3-甲氧基丙烯酸甲酯中的一種或多種;所述的鉑催化劑為氯鉑酸或卡爾斯特鉑金催化劑中的一種或多種;
(4)單羧基POSS的合成:將單酯基POSS溶解于無水四氫呋喃中,加入有機強酸催化劑,在60~80℃下回流8~10h;反應完成后,將溶液在溫度40~50℃下減壓蒸餾30~60min;將析出的白色粉末溶解于氯仿中,用去離子水在分液漏斗中洗滌溶液三次,最后將有機相在溫度40~50℃下減壓蒸餾30~60min,得到白色粉末即單單羧基POSS。所述的有機強酸為甲磺酸或對甲苯磺酸中的一種或多種;
(5)金屬雜化POSS絡合物的合成:在反應釜中加入單單羧基POSS和四氫呋喃,勻速攪拌均勻;將金屬醋酸鹽溶解于甲醇,于30~40min內逐滴加入所述反應釜中,滴加完成后在20~30℃下繼續反應8~10h;反應完成后將溶液在溫度40~50℃下減壓蒸餾30~60min,得到的固體用氯仿溶解過濾;并將濾液在溫度40~50℃下減壓蒸餾30~60min,析出的固體用甲醇洗滌三次,得到金屬雜化POSS絡合物。所述的金屬醋酸鹽為醋酸銅、醋酸亞鐵、醋酸鈰或醋酸鑭中的一種或多種。
優選地,步驟(1)中所述無機堿與苯基硅氧烷的摩爾比為1:0.49~1:0.53。
優選地,步驟(1)中所述去離子水與苯基硅氧烷的摩爾比為1:1.05~1:1.20。
優選地,所述苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽與含氫硅氯烷的摩爾比為1:2~1:3。
優選地,所述苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽與叔胺類催化劑的摩爾比為1:1~1:2。
優選地,步驟(3)中所述含兩個硅氫基團的POSS與甲基丙烯酸叔丁酯的摩爾比為1:1~1:1.2。
優選地,步驟(3)中所述的鉑催化劑的用量(以鉑計)占含兩個硅氫基團的POSS質量的5~30ppm。
優選地,步驟(4)中所述的有機強酸的用量為單酯基POSS質量的0.5%~2%。
優選地,步驟(4)中所述的金屬醋酸鹽與單羧基POSS的摩爾比為1:2~1:2.5
所述的金屬雜化POSS絡合物在加成型液體硅橡膠中的應用:將100質量份乙烯基硅油、2~3質量份高乙烯基硅油、2~3質量份的金屬雜化POSS絡合物、含氫硅油、0.004~0.03質量份1-乙炔基-1-環己醇、0.00001~0.00004質量份鉑催化劑,在室溫下混合均勻,在100~150℃、7~8Mpa條件下硫化10~12min成型;所述含氫硅油中硅氫鍵與乙烯基硅油、高乙烯基硅油和阻燃劑中碳碳雙鍵總和的摩爾比為1:1~1.7:1。
與現有技術相比,本發明具有如下優點:
1、本發明所制備的金屬雜化POSS絡合物熱穩定性好,阻燃效率高,可以通過苯基POSS的耐熱性和金屬離子的自由基捕捉功能顯著提高加成型液體硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能,在加成型液體硅橡膠中加入較少量(≤2質量份)的絡合物,垂直燃燒即可達到UL-94V-0級。
2、本發明所制備的絡合物為含有硅氫鍵的籠狀倍半硅氧烷,其Si-O-Si內核結構與加成型液體硅橡膠相容性好,且含有的硅氫鍵能使絡合物在硫化過程中通過硅氫加成反應接枝到硅橡膠側鏈上,有助于絡合物以分子水平均勻分散在基體中。
3、本發明制備的加成型液體硅橡膠具有優良的熱穩定性能和阻燃性能等優點,可廣泛用于航天航空、核電工業、電子電器和醫療器械等領域。
附圖說明
圖1為實施例1所合成的絡合物的紅外譜圖。
圖2為實施例1所合成的絡合物的核磁譜圖。
圖3為實施例1所合成的絡合物的TG圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。有必要指出的是,所舉實施例只是對本發明的進一步說明,并不是對本發明保護范圍的限制。
本發明實施例和對比例有關檢測方法如下:
1)傅利葉變換紅外光譜(FT-IR)
樣品經溴化鉀壓片制得,采用傅立葉變換紅外譜儀進行測試分析:精度為4cm-1,掃描范圍為4000-500cm-1。
2)核磁共振硅譜(29Si-NMR)
制得的POSS用核磁共振儀測定其硅譜,以氘代氯仿為溶劑,四甲基硅烷為內標。
3)熱重分析(TGA)
采用熱重分析儀,在空氣氣氛下,取5-10mg樣品進行測試,分析溫度范圍:30-900℃,升溫速率:20℃/min。
實施例1
(1)在裝配有冷凝回流管和磁力攪拌子的500mL單口圓底燒瓶中依次加入360mL異丙醇,71.38g苯基三甲氧基硅烷,7.45g去離子水和9.50g氫氧化鈉。將燒瓶置于油浴鍋中,使其在70℃攪拌回流4h;然后冷卻到室溫,繼續攪拌15h。反應完成后,經抽濾除去溶劑得到白色濾餅,再用異丙醇對濾餅洗滌抽濾3次,得到的白色濾餅即為苯基籠狀倍半硅氧烷四醇鈉鹽。
(2)在500mL四口燒瓶中加入57.80g苯基籠狀倍半硅氧烷四醇鈉鹽、15.18g三乙胺(TEA)和300mL無水THF,冰浴攪拌0.5h。在氮氣保護下,注入21.16g甲基二氯硅烷,在冰浴條件下反應3h,然后升至25℃繼續反應15h。反應結束后,經抽濾除去不溶反應物,將溶液在溫度40℃下減壓蒸餾30min,再用甲醇對析出的固體洗滌過濾三次,得到白色固體即含兩個硅氫基團的POSS。
(3)在500mL四口燒瓶中加入23.04g含兩個硅氫基團的POSS、100mL甲苯和0.17g卡爾斯特鉑金催化劑,溫度升至95℃。將3.13g甲基丙烯酸叔丁酯溶解于100mL甲苯中,在氮氣保護下將溶液緩慢滴加到上述燒瓶中。滴加完成后回流反應36h。反應完成后,將溶液在溫度65℃下減壓蒸餾30min,析出的白色固體用甲醇洗滌三次,得到白色固體即單酯基POSS。
(4)在500mL四口燒瓶中加入20g單酯基POSS和200mL無水THF,升溫至75℃攪拌回流0.5h后,加入0.4g對苯甲磺酸,并滴加2滴水,保持溶液在75℃下回流8h。反應完成后,將溶液在溫度40℃下減壓蒸餾30min;將析出的白色粉末溶解于30mL氯仿中,用50mL去離子水在分液漏斗中洗滌溶液三次,最后將有機相在溫度40℃下減壓蒸餾30min,得到白色粉末即單單羧基POSS。
(5)在500mL四口燒瓶中加入7.2g單羧基POSS和100mL THF,攪拌均勻。然后將0.53g醋酸銅超聲溶解于150mL甲醇中,并緩慢滴入四口燒瓶中。滴加完成溫度保持在20℃,繼續反應10h。反應完成后將溶液在溫度40℃下減壓蒸餾30min,得到的固體用50mL氯仿溶解過濾;并將濾液在溫度40℃下減壓蒸餾30min,析出的固體用甲醇洗滌三次,得到淺綠色粉末即金屬雜化POSS絡合物1。
如圖1所示,由紅外譜圖可以看出,金屬雜化POSS絡合物1主要有以下特征峰:3073和3051cm-1(υAr-H)、2960和2927cm-1(υC-H)、2167cm-1(υSi-H)、1709和1569cm-1(υc=o)、1200~1000cm-1(υSi-O-Si)。如圖2所示,金屬雜化POSS絡合物1的核磁共振硅譜可以看出:(1)δ=-18.4歸屬于連接羧酸根的Si;(2)δ=-63.0歸屬于靠近羧酸根的2個Si;(3)δ=-64.8歸屬于靠近硅氫基團的2個Si;(4)δ=-69.4歸屬于硅氫基團的Si;(5)δ=-79.0歸屬于POSS籠狀結構中間的的4個Si。且這五個單峰的積分面積比大約為1:2:2:1:4,說明成功合成了金屬雜化POSS絡合物1。
由絡合物1在空氣氛圍下的TGA和DTG譜圖(圖3)可知,絡合物1的質量損失率為5wt%時的溫度(T5)和質量損失率為10wt%時的溫度(T10)分別為293.3℃和481.0℃,最大熱失重溫度(Tmax)為580.5℃,而在800℃的質量殘余量達到了51.0wt%,說明金屬雜化POSS絡合物1具有優異的熱穩定性和成炭性。
將100質量份乙烯基硅油(在25℃下的粘度為25200mPa·s,乙烯基含量為0.09115wt%)、2質量份高乙烯基硅油(在25℃下的粘度為2095mPa·s,乙烯基含量為3.15wt%)、3質量份金屬雜化POSS絡合物1、1.18質量份含氫硅油(含氫量為0.75wt%)、0.06質量份的1-乙炔基-1-環己醇和0.00001~0.00004質量份鉑催化劑,在室溫下攪拌均勻,在120℃下模壓10min,最后在150℃干燥箱中進行二次硫化60min后取片進行熱重分析測試,測試結果見表1。
從表1中可以看到,比較例1中未添加絡合物的加成型液體硅橡膠的T5和T10分別為363.1℃和405.6℃,在504.1℃出現最大熱降解峰,而在800℃殘余量僅有20.4wt%;燃燒測試顯示,LOI只有24.5%,垂直燃燒性能無法通過UL-94等級。而添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物1后,硅橡膠的T5和T10分別提高了19.9℃和22.9℃,Tmax也提高了20.7℃,在800℃殘余量達到了35.7wt%,較未添加絡合物的硅橡膠提高了15.3wt%;而LOI從24.5%上升到28.0%,垂直燃燒性能通過UL-94V-0等級;表明阻燃劑1可以顯著地提高加成型液體硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能,這主要是由于芳基POSS的苯基和籠狀內核的耐熱性較好,且絡合物中的金屬銅離子在硅橡膠中可通過電子轉移改變硅橡膠的熱老化歷程,同時與硅橡膠發生共瓷化作用,有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例2
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(2)中甲基二氯硅烷替換為乙基二氯硅烷,且其用量為23.23g;催化劑三乙胺替換為三亞乙基二胺,且其用量為20.19g;在3℃反應2.5h,然后在30℃反應10h;合成得到的金屬雜化POSS絡合物2的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的金屬雜化POSS絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物2。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,絡合物2的T5和T10分別為290.2℃和473.5℃,Tmax為576.4℃,而在800℃的質量殘余量達到了50.6wt%,說明金屬雜化POSS絡合物2具有優異的熱穩定性和成炭性。比較絡合物2和絡合物1的熱穩定性能,后者較前者有稍微下降,這可能是因為金屬雜化POSS絡合物2的烷基基團較絡合物1活潑,容易發生斷裂氧化。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物2后,硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能得到有效提高,其中T5和T10分別為390.4℃和429.6℃,在531.2℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了34.9wt%;燃燒測試顯示,LOI為28.5%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,說明金屬雜化POSS絡合物2的添加也可有效提高硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例3
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(2)中甲基二氯硅烷替換為丙基二氯硅烷,且其用量為25.74g;催化劑三乙胺替換為二甲基芐胺,且其用量為24.34g;在5℃反應2h,然后在30℃反應10h;合成得到的金屬雜化POSS絡合物3的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的金屬雜化POSS絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物3,相應的含氫硅油的用量減少為1.16質量份。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,金屬雜化POSS絡合物3的T5和T10分別為288.3℃和470.4℃,Tmax為575.5℃,而在800℃的質量殘余量達到了50.5wt%,說明金屬雜化POSS絡合物3具有優異的熱穩定性和成炭性。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物3后,硅橡膠的T5和T10分別為388.7℃和426.4℃,在527.5℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了32.4wt%;燃燒測試顯示,LOI為28.2%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,說明金屬雜化POSS絡合物3的添加有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例4
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(3)中甲基丙烯酸叔丁酯替換為丙烯酸甲酯,且其用量為1.49g;在100℃反應24h;合成得到的金屬雜化POSS絡合物4的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的金屬雜化POSS絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物4,相應的含氫硅油的用量增加為1.19質量份。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,金屬雜化POSS絡合物4的T5和T10分別為297.8℃和487.1℃,Tmax為588.4℃,而在800℃的質量殘余量達到了52.7wt%,說明相比于絡合物1,金屬雜化POSS絡合物4熱穩定性和成炭性更好。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物4后,硅橡膠的T5和T10分別為398.5℃和435.1℃,在540.7℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了37.9wt%;燃燒測試顯示,LOI為29.2%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,說明金屬雜化POSS絡合物4的添加有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例5
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(3)中甲基丙烯酸叔丁酯替換為3-甲氧基丙烯酸甲酯,且其用量為2.55g;在90℃反應36h;合成得到的金屬雜化POSS絡合物5的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的金屬雜化POSS絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物5,相應的含氫硅油的用量減少為1.15質量份。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,金屬雜化POSS絡合物5的T5和T10分別為286.7℃和480.1℃,Tmax為574.9℃,而在800℃的質量殘余量達到了49.7wt%,說明金屬雜化POSS絡合物5具有優異的熱穩定性和成炭性。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物5后,硅橡膠的T5和T10分別為400.3℃和437.8℃,在544.6℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了38.2wt%;燃燒測試顯示,LOI為28.6%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,說明金屬雜化POSS絡合物5的添加有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例6
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(5)中醋酸銅替換為醋酸鑭,且其用量為0.83g;在30℃反應8h;合成得到的絡合物6的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物6,相應的含氫硅油的用量增加為1.20質量份。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,金屬雜化POSS絡合物6的T5和T10分別為272.1℃和468.4℃,Tmax為558.3℃,而在800℃的質量殘余量達到了45.9wt%,說明金屬雜化POSS絡合物5具有優異的熱穩定性和成炭性。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物6后,硅橡膠的T5和T10分別為385.6℃和428.1℃,在540.6℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了29.7wt%;燃燒測試顯示,LOI為27.7%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-1等級,說明金屬雜化POSS絡合物6的添加有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例7
本實施例與實施例1不同之處在于:步驟(5)中醋酸銅替換為醋酸亞鐵,且其用量為0.46g;在30℃反應8h;合成得到的絡合物7的結構式為:
本實施例的加成型液體硅橡膠制備工藝與實施例1不同之處在于:將實施例1中的絡合物1變為金屬雜化POSS絡合物7。試樣的性能如表1和表2所示,可以看出,金屬雜化POSS絡合物7的T5和T10分別為300.4℃和493.5℃,Tmax為598.4℃,而在800℃的質量殘余量達到了62.3wt%,說明金屬雜化POSS絡合物7具有優異的熱穩定性和成炭性。添加3質量份的金屬雜化POSS絡合物7后,硅橡膠的T5和T10分別為407.7℃和435.4℃,在552.8℃出現最大熱降解峰,在800℃殘余量達到了41.5wt%;燃燒測試顯示,LOI為29.6%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,說明金屬雜化POSS絡合物7的添加有效提高了硅橡膠的熱穩定性和阻燃性能。
實施例8
本實施例與實施例1不同之處在于:將實施例1中絡合物1的用量降低到2質量份,相應的含氫硅油的用量增加為1.20質量份。試樣的性能如表1和表2所示。由表2可知,添加1質量份的金屬雜化POSS絡合物1,加成型液體硅橡膠的T5和T10分別為386.1℃和423.9℃,在529.7℃出現最大熱降解峰,而在800℃的質量殘余量達到了30.2wt%;燃燒測試顯示,LOI為27.1%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-1等級,表明在一定范圍內添加金屬雜化POSS絡合物1,硅橡膠都具有良好的熱穩定性和阻燃性能。
實施例9
本實施例與實施例1不同之處在于:將實施例1中的乙烯基硅油變為乙烯基含量為0.23wt%、粘度為2000mPa·s(25℃)的乙烯基硅油,相應的含氫硅油的用量增加到1.56質量份。試樣的性能如表2所示。由表2可知,與比較例2相比,本實施例的硅橡膠的T5和T10分別提高了23.6℃和24.4℃,最大熱降解峰出現在10.3℃,在800℃的質量殘余量達到了28.7wt%;燃燒測試顯示,LOI為27.5%,垂直燃燒性仍能通過UL-94V-0等級,表明對于不同分子量的乙烯基硅油體系,添加金屬雜化POSS絡合物1,加成型液體硅橡膠同樣具有良好的熱穩定性和阻燃性能。
比較例1
將100質量份乙烯基硅油(在25℃下的粘度為20000mPa·s,乙烯基含量為0.12wt%)、2質量份乙烯基硅油(在25℃下的粘度為2095mPa·s,乙烯基含量為3.15wt%)、1.29質量份含氫硅油(含氫量為0.75wt%)、0.01質量份的1-乙炔基-1-環己醇和0.00001~0.00004質量份鉑催化劑,在室溫下攪拌均勻,在120℃下模壓10min,最后在150℃干燥箱中進行二次硫化60min后取片進行熱重分析測試。試樣的性能如表2所示。
比較例2
將100質量份乙烯基硅油(在25℃下的粘度為2000mPa·s,乙烯基含量為0.23wt%)、2.46質量份含氫硅油(含氫量為0.75wt%)、0.01質量份的1-乙炔基-1-環己醇和0.00001~0.00004質量份鉑催化劑,在室溫下攪拌均勻,在120℃下模壓10min,最后在150℃干燥箱中進行二次硫化60min后取片進行熱重分析測試。試樣的性能如表2所示。
表1絡合物的熱重測試結果
表2加成型液體硅橡膠的熱重測試結果