目前陶瓷化硅橡胶研究中常用的成瓷无机填料有砥石硅酸钙,云母,硅藻土,高岭土和纤维类填料等,其中使用云母作为成瓷填料的研究为常见,近年来逐渐出现硅酸钙,硅藻土等作为成瓷填料的相关研究。
砥石硅酸钙
硅酸钙的熔点为1540℃,是一种含钙的偏硅酸盐类矿物质,呈针状,放射状和纤维状结构,具有优.异的热稳定性,化学稳定性和绝缘性能,广泛应用于陶瓷,橡胶,塑料,涂料等制品。在陶瓷化硅橡胶中应用时,硅酸钙可作为陶瓷体的骨架材料,在温度达到1020～1080℃时,硅酸钙能形成硅铝钙盐的低温共熔体,以钙长石为主晶相。因为硅酸钙可以降低陶瓷化转变温度,所以可应用于低温快烧陶瓷领域。
研究结果：
1）研究了硅酸钙用量和长径比对陶瓷化硅橡胶性能的影响。随着硅酸钙用量的增加,硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率线性下降,烧蚀后形成的陶瓷体三点弯曲强度不断增加,微观结构亦呈致密,连续的状态。比较合理的解释是,硅酸钙的加入,破坏了硅橡胶的三维网状结构,所以硅橡胶的力学性能下降,而硅酸钙能和硅橡胶分解产生的二氧化硅反应形成液相共熔,从而起到桥接作用,形成致密的陶瓷结构。此外,按照长径比划分,硅酸钙分为普通硅酸钙和针状硅酸钙,相较于针状硅酸钙,普通硅酸钙的粒径更小,分布更均匀,因此形成的硅橡胶力学性能更优,烧结体的三点弯曲强度更强。而针状硅酸钙的阻燃性能和热稳定性更加优.异。
2）研究提出,加入硅酸钙的硅橡胶会因轻微膨胀而变得柔软,因此断裂伸长率较大。将硅酸钙和氧化铝进行复配,能得到性能更加优.异的陶瓷化硅橡胶。制备出了一种具有高阻燃特性的固化硅氧烷泡沫,里面添加了硅酸钙,具有高阻燃特性。当硅酸钙添加量达到一定值时,燃烧时可在聚合物表面形成陶瓷,阻止火焰的进一步燃烧。对比研究了硅酸钙和玻璃纤维对硅橡胶的补强.效果,结果发现,添加10%玻璃纤维可以使拉伸强度提高26%,但是添加10%的硅酸钙只能使拉伸强度提高4%,使用经过硅烷偶联剂处理的玻璃纤维和硅酸钙,拉伸强度均有进一步的提升。此外,硅酸钙和玻璃纤维均对硅橡胶的热稳定性有所提升。
