通过添加核壳结构的SiO2@LDH颗粒来提高压缩成型硅橡胶泡沫的阻燃性能和机械性能

《Journal of Vinyl and Additive Technology》：Enhancement of Flame Retardancy and Mechanical Properties of Compression-Molded Silicone Rubber Foam With Core–Shell SiO2@LDH Particles

本研究开发了由水合芯壳SiO2@LDH颗粒和铂胺配合物组成的新型阻燃系统，用于高温硫化硅橡胶泡沫（HTV-SR）。该系统在改善HTV-SR泡沫加工性的同时，显著提升了阻燃性能（UL-94 V-0，LOI 33.5%），并保持了高膨胀比（0.35 g/cm3）、优异的机械性能和隔热性能。

　　

摘要

高温硫化硅橡胶（HTV-SR）泡沫在添加大量阻燃剂后，通过压缩成型制备时通常表现出较差的加工性能和降低的隔热性能。本研究开发了一种新型阻燃体系，该体系由疏水核壳结构的SiO₂@LDH颗粒和铂胺配位化合物组成，用于HTV-SR泡沫。这种核壳结构的SiO₂@LDH颗粒具有超薄的LDH纳米片层和高达224.3 m² g^?1的比表面积，能够很好地分散在HTV-SR基体中。含有这种独特核壳结构的硅橡胶化合物具有优异的加工性能，可以通过标准压缩成型方法轻松制备出高膨胀比的HTV-SR泡沫。SiO₂@LDH颗粒在气相和凝聚相中均表现出显著的阻燃效果。通过添加少量的铂胺配位化合物，可以实现协同效应，这种化合物能够在高温下形成致密的炭层，并进一步增强SR/SiO₂@LDH泡沫的阻燃性能。仅添加15 phr的SiO₂@LDH颗粒，SR/SiO₂@LDH泡沫就能达到UL-94 V-0等级和33.5%的极限氧指数（LOI）。此外，这种泡沫还具有高膨胀比（0.35 g/cm³）、低导热系数（0.076 W/(m·K)）、高拉伸强度（237.1 kPa）、高断裂伸长率（205.8%）以及良好的回弹韧性（7.2%）。本研究提出了一种适用于连续压缩成型的先进阻燃体系，能够制备出具有优异机械性能和隔热性能的阻燃泡沫。

亮点

1. 系统描述了HTV-SR泡沫的标准压缩成型工艺。
2. 制备了一种新型的核壳结构SiO₂@LDH阻燃体系。
3. SR/SiO₂@LDH泡沫的极限氧指数（LOI）和UL-94等级得到提升。
4. SR/SiO₂@LDH泡沫表现出优异的加工性能和机械性能。
5. 高膨胀比的SR/SiO₂@LDH泡沫展现了卓越的隔热效果。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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