建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及建筑用密封条，尤其涉及一种建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条及其制备方法。
背景技术
硅橡胶是有机硅产品中产量最大、品种牌号最多的门类。根据硫化方式与硫化温度的不同，硅橡胶分为高温硫化(HTV)硅橡胶和室温硫化(RTV)硅橡胶两大类。高温硫化硅橡胶是高分子量(分子量一般为50～70万)的聚有机硅氧烷(即生胶)加入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，经加压成型(模压、挤出、压延)或注射成型，并在高温下交联成橡胶状产品。与其它有机合成橡胶不同，纯硅橡胶的强度很低，必须混入补强填料、硫化剂、结构控制剂及其他助剂，经混炼均匀制成混炼硅橡胶后，才能用一般橡胶的加工方法，如模压、挤出、压延等，在加热加压条件下加工成各种硅橡胶制品，这些硫化后硅橡胶制品的性能除与生胶结构、性能有关外，还与混炼硅橡胶的配方、混炼设备和工艺，加工工艺等有极大关系。
目前国内建筑密封条原料胶主要以改性聚氯乙烯(PVC)、硫化三元乙丙(EPDM)、热塑性三元乙丙胶(EPDM/PP)为主。改性PVC密封条中含氯，其稳定剂中含有重金属，不符合环保要求。北京和沿海城市已限制使用或淘汰该密封条；硫化三元乙丙密封条，其密封弹性、持久性均比PVC胶条有很大加强，但加工能耗高，产品不能回收利用，成本相对偏高，国家不倡导使用；热塑性三元乙丙密封条性能和使用寿命与硫化三元乙丙相当，而加工能耗低，比重小，出窗率高，近几年在建筑门窗上得到迅速推广。目前高档楼盘多选用此类密封条，但此密封条使用温度范围比有机硅窄，限制了其应用地域。有机硅无毒无味，生理惰性，环境友好，是迄今我国唯一通过美国FDA认证的橡胶制品，这些优异的物理性能使之非常适合于建筑上使用。我国地域辽阔，纬度跨度大，南北温差大，使PVC、三元乙丙胶的使用受到严重制约，而硅橡胶密封条在恶劣的天气条件下亦可与门窗使用同寿命。
随着国家对建筑业阻燃要求的提高，阻燃型高温硫化硅橡胶混炼胶条应用于建筑门窗是必然发展趋势。通常，硅酮密封胶通过加入卤素阻燃剂或无机阻燃剂来获得阻燃效果，虽然卤素阻燃剂的阻燃效率高，但由于其阻燃机理是燃烧时生成不燃的卤化氢气体，会对环境产生二次污染，同时对人员产生危害，现已逐步被禁止使用。采用无机阻燃剂为阻燃填料，与卤素阻燃剂相比，它们具有无毒、低烟、低腐蚀的优点。
本发明提供了一种阻燃型高温硫化硅橡胶胶条的制备方法，将其应用于建筑门窗的密封，在保证密封胶条具有良好力学性能基础上，具有优良的阻燃性。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条及其制备方法。
建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条以重量份计其组分包括：
甲基乙烯基硅橡胶 100
无机阻燃剂 70～150
填料 50～150
结构控制剂 6～10
硫化剂 1～3
色母胶 0.5～1.5。
所述的甲基乙烯基硅橡胶，其分子量为500,000～700,000，乙烯基摩尔含量为0.16～0.23％。
所述的无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、活性氢氧化镁、活性氢氧化铝、碳酸镁、硼酸锌或碱式碳酸锌中的至少一种。
所述的填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、超细碳酸钙、活性纳米钙、硅微粉、石英粉、高岭土或矽粉中的至少一种。
所述的结构控制剂为端羟基聚二甲基硅氧烷，其粘度为300～4000mPa·s。
所述的硫化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基，2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷或2，4-过氧化二氯苯甲酰中的至少一种。
建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶混炼胶条的制备方法包括如下步骤：
1)将100重量份甲基乙烯基硅橡胶、70～150重量份无机阻燃剂、50～150重量份填料、6～10重量份结构控制剂加入捏合机，于100～180℃、真空度-0.06～-0.10MPa下捏合0.5～4小时，冷却至室温，制得混炼胶；
2)将100重量份混炼胶、0.5～1.5重量份色母胶与1～3重量份硫化剂在开炼机上进行薄通3～5次，制得混炼胶胶片；
3)将混炼胶胶片切成4～6厘米宽度的胶条，喂入螺杆挤出机中，挤出胶条；
4)将挤出胶条直接在200～270℃的高温硫化烘道中进行一次硫化；
5)将一次硫化后的挤出胶条放入180～220℃的烘箱中进行二次硫化，得到建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条。
本发明与现有建筑用门窗密封条技术相比具有的优异效果：
1)产品采用无机阻燃剂为无卤环保型阻燃剂，具有无卤、低烟、低毒、低腐蚀性、阻燃效率高、对环境无污染等特点。防火阻燃性佳，阻燃等级可≥FV-2级；
2)产品具有良好的弹性以及较高的硬度，耐候、老化性能优异；
3)产品制备方法简单，生产设备均为常规设备，并且生产过程中无三废产生；
4)产品提供了一种新型的建筑门窗用阻燃密封胶条，提高了建筑物的质量；
5)产品施工方便，可根据门窗的形状，制备不同形状不同规格的密封胶条，可塑性强。
【具体实施方式】
本发明的特点是以甲基乙烯基硅氧烷为原料，采用无机阻燃剂，制造具有良好阻燃性、弹性以及高硬度的建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条。
尚需说明的是：以上所述的甲基乙烯基硅橡胶、无机阻燃剂、填料、结构控制剂、硫化剂与色母胶均可外购获得；所述的捏合机及其它设备均为现有的常规设备。
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明的保护范围的限制。在各实施例中，除特别注明的以外，所用原料均可外购获得。
实施例1
在捏合机中加入100重量份乙烯基含量0.16mol％、分子量为50万的甲基乙烯基硅橡胶，再依次加入6重量份粘度为4000mPa.s的羟基硅油、50重量份的白炭黑和150重量份的活性氢氧化铝，于温度100℃、真空度-0.10MPa下捏合4小时，制得混炼胶。将上述混炼胶冷却至室温，100重量份混炼胶中加入0.5份的色母胶以及1份硫化剂2，4-过氧化二氯苯甲酰，在开炼机上薄通5次后制得混炼胶胶片。将此胶片切成4厘米，喂入挤出机，挤出胶条，将挤出胶条在200℃的高温硫化烘道中进行一次硫化；将一次硫化后的胶条放入180℃烘箱中进行二次硫化，制得建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条I。胶条I冷却停放后进行性能测试(其中阻燃等级按GB/T10707-2008进行测试)。结果如表1所示。
表1
实施例2
将100重量份乙烯基含量为0.23mol％、分子量为70万地甲基乙烯基硅橡胶、150重量份白炭黑、70重量份氢氧化铝、10重量份粘度为300mPa.s的羟基硅油加入捏合机，于180℃、真空度-0.06MPa下捏合2小时，冷却至室温，制得混炼胶。将上述混炼胶冷却至室温，100重量份混炼胶中加入1.5份的色母胶以及3份硫化剂过氧化苯甲酰，在开炼机上薄通3次后制得混炼胶胶片。将此胶片切成6厘米，喂入挤出机，挤出胶条，将挤出胶条在270℃的高温硫化烘道中进行一次硫化；将一次硫化后的胶条放入220℃烘箱中进行二次硫化，制得建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条II。性能测试结果如表2所示。
表2
实施例3
在捏合机中加入100重量份乙烯基含量0.18mol％、分子量为60万的的甲基乙烯基硅橡胶，再依次加入8重量份粘度为1000mPa.s的羟基硅油、100重量份的白炭黑和100重量份的活性氢氧化镁，于温度120℃、真空度-0.08MPa下捏合0.5小时，制得混炼胶。将上述混炼胶冷却至室温，100重量份混炼胶中加入1份的色母胶以及2份硫化剂过氧化二异丙苯，在开炼机上薄通4次后制得混炼胶胶片。将此胶片切成5厘米，喂入挤出机，挤出胶条，将挤出胶条在230℃的高温硫化烘道中进行一次硫化；将一次硫化后的胶条放入200℃烘箱中进行二次硫化，制得建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条III。性能测试结果如表3所示。
表3
实施例4
在捏合机中加入100重量份乙烯基含量0.18mol％、分子量为65万的甲基乙烯基硅橡胶，再依次加入6重量份粘度为1500mPa.s的羟基硅油、100重量份的白炭黑和120重量份的硼酸锌，于温度150℃、真空度-0.09MPa下捏合1小时，制得混炼胶。将上述混炼胶冷却至室温，100重量份混炼胶中加入0.8份的色母胶以及1.5份硫化剂过氧化二异丙苯，在开炼机上薄通4次后制得混炼胶胶片。将此胶片切成5厘米，喂入挤出机，挤出胶条，将挤出胶条在220℃的高温硫化烘道中进行一次硫化；将一次硫化后的胶条放入200℃烘箱中进行二次硫化，制得建筑门窗用阻燃型高温硫化硅橡胶胶条IV。性能测试结果如表4所示。
表4