CN103265743A - 一种纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐火材料，特别是涉及一种填充有纳米颗粒的耐火橡胶材料，属于高分子材料技术领域。包括有按重量份计的如下组分：氯丁橡胶30～50份、丁苯橡胶20～40份、环氧树脂10～20份、白炭黑5～15份、氧化硅3～8份、氧化锌2～5份、碳化硅5～10份、凹凸棒土10～15份、聚苯酯5～10份、聚烯烃弹性体5～10份、滑石粉5～15份、硬脂酸4～8份、羟基硅油5～10份、石蜡15～20份、三乙醇胺3～6份、松焦油10～20份、芳烃油10～20份、增塑剂3～6份。本发明提供的耐火橡胶材料，具有良好的耐火、阻燃性能，也克服了传统的橡胶材料的机械性能不足的问题，氧指数可以达到28以上，断裂伸长率可以达到470%以上，体积电阻率达到2.1×1013Ωm以上。

Description

一种纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种耐火材料，特别是涉及一种填充有纳米颗粒的耐火橡胶材料，属于高分子材料技术领域。
背景技术
随着我国城市、城镇化的进程，需要有大量的建筑需要进行建设，在建筑中也需要使用大量的电缆。同时，建筑物的防火也是需要考虑的一个问题。由于电缆火灾具有蔓延快、扑救难、产生二次危害、恢复时间长等特点，当火灾发生时，如果电缆的防火性能不佳，容易导致火势的蔓延，产生更大的安全问题。
电缆材料主要是橡胶，目前在橡胶电缆材料中进行提高阻燃性能的方法主要是采用添加阻燃物。例如，采用较多的是以氧化镁矿物的绝缘防火电缆和云母带绕包的耐火电缆。但是现有的一些阻燃物的添加后，易导致橡胶材料的其它机械性能的下降，例如抗老化性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能等。当橡胶材料的机械性能下降后，会导致电缆的损坏，也会产生安全隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高强度的耐火橡胶材料，主要是通过加入纳米颗粒和其它助剂的方式实现，采用的具体技术方案是：
一种纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，包括有按重量份计的如下组分：氯丁橡胶30～50份、丁苯橡胶20～40份、环氧树脂10～20份、白炭黑5～15份、氧化硅3～8份、氧化锌2～5份、碳化硅5～10份、凹凸棒土10～15份、聚苯酯5～10份、聚烯烃弹性体5～10份、滑石粉5～15份、硬脂酸4～8份、羟基硅油5～10份、石蜡15～20份、三乙醇胺3～6份、松焦油10～20份、芳烃油10～20份、增塑剂3～6份。
上述的氧化硅的粒径范围最好控制在20～30nm，在这个数值范围内可以有效地提高橡胶材料的耐磨损性能。
上述的碳化硅的粒径范围最好控制在40～800nm。
上述的聚烯烃弹性体最好采用乙烯-辛烯共聚合物或乙烯-丁烯的共聚合物，例如杜邦的Engage聚烯烃弹性体POE8480，该聚烯烃弹性体具有优良的流动性，可以有效地提高橡胶材料的老化、耐压性能。
上述的增塑剂可以采用二丁基甲基硫代甘醇酸酯，例如德国拜耳生产的Vulkanol88。
本发明提供的耐火橡胶材料可以通过如下的方法进行制备：
在密炼机中投入氯丁橡胶、丁苯橡胶、环氧树脂、白炭黑、氧化硅、氧化锌、碳化硅、凹凸棒土、聚苯酯、聚烯烃弹性体、滑石粉、硬脂酸、羟基硅油、石蜡、三乙醇胺、松焦油、芳烃油、增塑剂，在120～140℃下密炼10～20分钟，再用双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的温度设置依次是100℃、110℃、120℃、110℃、120℃，即可得到耐火橡胶材料。
技术效果
本发明提供的耐火橡胶材料，不仅具有良好的耐火、阻燃性能，也克服了传统的橡胶材料的机械性能不足的问题，氧指数可以达到28以上，断裂伸长率可以达到470%以上，体积电阻率可以达到2.1×1013以上。
具体实施方式
表1实施例1～实施例3的重量配比
Figure BDA00003237383900021
性能试验
对实施例1、2、3制备得到的橡胶材料进行性能试验，并以专利CN200710036333.X中提供的橡胶电缆材料作为对照。性能试验数据如表2所示。
表2性能试验数据
实施例1 实施例2 实施例3 对照例
断裂伸长率，% 470 480 470 460
氧指数 28.9 29.1 29.4 26.6
电导率μs/mm 1.2 1.3 1.2 1.5
体积电阻率Ωm 2.1×1013 2.2×1013 2.2×1013 1.9×1013
介电强度MV/m 31 32 31 27
从表中可以看出，本发明提供的电缆材料在机械性能、绝缘性能、氧指数方面都优于对照例中的材料。

Claims (6)

1.一种纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，包括有按重量份计的如下组分：氯丁橡胶30～50份、丁苯橡胶20～40份、环氧树脂10～20份、白炭黑5～15份、氧化硅3～8份、氧化锌2～5份、碳化硅5～10份、凹凸棒土10～15份、聚苯酯5～10份、聚烯烃弹性体5～10份、滑石粉5～15份、硬脂酸4～8份、羟基硅油5～10份、石蜡15～20份、三乙醇胺3～6份、松焦油10～20份、芳烃油10～20份、增塑剂3～6份。
2.根据权利要求1所述的纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，其特征在于：所述的氧化硅的粒径范围是20～30nm。
3.根据权利要求1所述的纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，其特征在于：所述的化硅的粒径范围是在40～800 nm。
4.根据权利要求1所述的纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，其特征在于：所述的聚烯烃弹性体是乙烯-辛烯共聚合物或乙烯-丁烯的共聚合物。
5.根据权利要求1所述的纳米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料，其特征在于：所述的增塑剂是二丁基甲基硫代甘醇酸酯。
6.根据权利要求1～5任一项所述的米颗粒填充的高强度耐火橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：在密炼机中投入氯丁橡胶、丁苯橡胶、环氧树脂、白炭黑、氧化硅、氧化锌、碳化硅、凹凸棒土、聚苯酯、聚烯烃弹性体、滑石粉、硬脂酸、羟基硅油、石蜡、三乙醇胺、松焦油、芳烃油、增塑剂，在120～140℃下密炼10～20分钟，再用双螺杆挤出机造粒，双螺杆挤出机的温度设置依次是100℃、110℃、120℃、110℃、120℃，即可得到耐火橡胶材料。
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