Page 66 - 《橡塑技术与装备》2020年1期（1月上半月橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

硅橡胶阻燃开发研究进展

薛帅伟，刘华夏，周侃，陈伟杰
( 清远市普塞呋磷化学有限公司，广东 清远 511540)

摘要 ： 简单介绍了硅橡胶的燃烧过程及其自身的燃烧特性，并确立了硅橡胶的阻燃研究方向。综述了铝 - 镁系、磷氮系、硼
硅铂系、膨胀型等不同类型阻燃剂在硅橡胶中的实际应用，并对未来阻燃技术进行了展望。
关键词 ： 硅橡胶 ；燃烧过程 ；磷氮系阻燃剂 ；膨胀型阻燃剂 ；阻燃技术
中图分类号 ： TQ333.92 文章编号 ： 1009-797X(2021)01-0014-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2021.01.004

多数天然、合成橡胶的主链结构以 C—C 键为主， 氧化分解成甲酸、甲醛等各类小分子，此种现象会导
而硅橡胶的主链结构以 Si—O 键为主，侧基有甲基、 致分子主链局部产生交联，硅橡胶会逐渐硬化。
甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基等多种类型，属于半无 随着温度的进一步升高，端基含有羟基的硅橡胶
机、主链饱和、非晶、非极性弹性体橡胶材料。主链 分子主链会出现连续断裂式降解和硅 - 碳键断裂，此
中无双键存在、硅氧链呈螺旋型结构、较高的 Si—O 种降解和断裂将大分子链切割成众多的小分子环氧硅
键能使得硅橡胶在热稳定性、耐辐照、耐候性、耐高 烷，硅橡胶在丧失各种物理机械性能的同时，释放出
低温、弹性、生理惰性、老化性等方面展现出了优异 甲烷、一氧化碳等各类可燃性气体、非可燃性气体以
的特性，其在电线电缆等应用领域非常广泛，随着国 及固体微颗粒物。
民经济的不断发展，输送带、导风筒、密封件、家用 当可燃性气体达到一定浓度并且周围温度达到其
电器、船舶、汽车等行业对硅橡胶的阻燃也提出了一 燃点时，硅橡胶被点燃，开始进入燃烧阶段。
定的要求。 被点燃之后，硅橡胶内部可燃物是否继续燃烧以
由于硅橡胶自身的氧指数较低、自熄性较差，遇 及火焰扩散速度的快慢完全取决于高能自由基 HO• 的
到高温之后极易燃烧发生火灾，并且释放出的有毒有 多少，高能自由基 HO• 越多，火焰扩散速度就越快，
害气体严重危害人类健康 [1] 。针对此种现象，降低硅 橡胶燃烧越剧烈。以 CO 为例来阐述高能活性基 HO•
橡胶的可燃性、火焰传播速度、生烟量及有毒有害气 的产生过程。燃烧过程中 HO• 与 CO 反应，在放出热
体排放已成为近年来阻燃领域不断研究探索的方向。 量的同时生成 CO 2 和活性基 •H，由于周围有氧气的存
在，活性基 H• 会与空气中的 O 2 再次反应生成 HO•，
1 硅橡胶的燃烧过程及燃烧特性 引发更为剧烈的燃烧。燃烧反应放出的热量越多，产
1.1 硅橡胶的燃烧过程 生的高能自由基 HO• 就越多。
为了弄清阻燃剂在硅橡胶中的作用，首先从燃烧 HO•+CO→CO 2 +H• （1）
角度考虑，对燃烧条件、分解产物、燃烧历程三个方 H•+O 2 →•OH+O• （2）
面进行认识。可燃物燃烧必备三大基本条件 ：温度、 由于分子主链有硅 - 氧键组成，因此经过更高温
氧气、可燃物。当可燃物浓度达到限定值并且周围温 度的燃烧，硅橡胶表面会形成一层二氧化硅陶瓷层，
度超过其燃点时，材料会直接开始燃烧。 此种陶瓷层可隔断燃烧系统中氧气的来源，进一步抑
硅橡胶的燃烧主要由点燃和火焰扩散两个阶段组
成。伴随着周围温度升高及自身水分的蒸发，硅橡胶 作者简介 ：薛帅伟（1989-），男，硕士研究生，现主要从
由固态进入熔融流动状态，分子链中的弱键开始断裂， 事阻燃橡胶方面的研发工作。
在高温条件下，侧链当中的甲基、乙烯基和苯基会被 收稿日期 ：2020-11-18

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