发明内容
本发明的目的在于提供一种易于加工、生产成本低、具有耐火功能的陶瓷化硅橡胶、制备方法及其用途。
为实现上述目的,本发明提供一种陶瓷化硅橡胶,按重量计,含有:
硅橡胶100份;
二氧化硅1~100份;
硅油0~30份;
铂络合物和/或铂化合物以铂计算0.00001~10份;
偶联剂0~10份;
瓷化粉1~150份;
硫化剂0. 1~10份。
当所述铂络合物或铂化合物为溶液形态时,所述铂络合物为100~10000ppm的铂络合物,所述铂化合物为含铂100~10000ppm的铂化合物溶液。
优选地,所述铂络合物为氯铂酸的异丙醇溶液、邻苯二甲酸二乙酯配位络合物、铂-四氢呋喃络合物、甲基乙烯基硅氧烷配位络合物、甲基乙烯基配位铂催化剂、铂乙烯基络合物、乙烯基硅氧烷络合物、 氯铂酸-辛醇络合催化剂或者氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷中的一种或若干种。
优选地,所述铂化合物为二氧化铂、氯铂酸或者铂金催化剂中的一种或若干种。
优选地,所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或若干种。
优选地,所述硅油黏度为1~10000厘泊。
优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的任意一种或若干种。
优选地,所述偶联剂为KH560、A151、A171、A172、KR-TTS、OL-T671中的一种或若干种。
优选地,所述瓷化粉为氧化合物、含氧盐、玻璃粉中的一种或若干种。
优选地,所述氧化合物为三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化锑中的一种或若干种。
优选地,所述含氧盐为碳酸盐、硅酸盐、硬脂酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐中的一种或若干种,其中含氧盐中的金属元素为钠、锂、镁、钙、钛、铁、锌、铝、锑中的一种或若干种。
优选地,所述硫化剂为过氧化物类硫化剂。过氧化物类硫化剂可为2,5~二甲基~2,5~双(叔丁基过氧基)己烷(俗称双~二 五)、2,4~二氯过氧化苯甲酰(俗称双~二四)、过氧化二异丙苯(俗称DCP)等双二五、DCP、铂硫化剂、偶氮二异丁氰等含O-O键或者N-N键能够产生自由基的化合物一种或若干种。
本发明还提供一种陶瓷化硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
①将所述硅橡胶100份、二氧化硅1~100份、硅油0~30份、铂络合物和/或铂化合物以铂计算0.00001~10份、偶联剂0~10份在捏合机中混炼;
②对捏合机进行抽真空,真空度保持在-0.1~-0.04Mpa,温度保持100~200℃;
③将瓷化粉1~150份加入捏合机,使瓷化粉与已混炼的硅橡胶、二氧化硅、硅油、铂络合物或铂化合物、偶联剂混炼均匀,形成团状的陶瓷化橡胶;
④将所述团状的陶瓷化橡胶移出捏合机,并进行冷却;
⑤将冷却后的团状的陶瓷化橡胶在开炼机上开炼,添加硫化剂0.1~10份开炼后即形成陶瓷化橡胶。
本发明还提供另一种制备陶瓷化硅橡胶的制备方法,包括以下步骤:
①将所述硅橡胶100份、二氧化硅1~100份、硅油0~30份、偶联剂0.1~10份、瓷化粉1~150份在捏合机中混炼;
②对捏合机进行抽真空,真空度保持在-0.1~-0.04Mpa,温度保持100~200℃;
③添加铂络合物和/或铂化合物0.00001~10份进行捏合
④将所述团状的陶瓷化橡胶移出捏合机,并进行冷却;
⑤将冷却后的团状的陶瓷化橡胶在开炼机上开炼,添加0.1~10份的硫化剂开炼后即形成陶瓷化橡胶。
本发明提供一种电线,包括导体与包覆该导体的绝缘层,该绝缘层由上述陶瓷化硅橡胶制成。
本发明提供一种电线,包括导体与包覆该导体的绝缘层,所述绝缘层材料含有上述陶瓷化硅橡胶。
本发明提供一种电缆,包括若干包绝缘导体与包覆该等包绝缘导体的护套,所述护套材料含有上述陶瓷化硅橡胶。
本发明提供一种电缆,包括导体、包覆该导体的绝缘层以及护套,该护套由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
本发明提供一种防火板,防火板的耐火层由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
本发明提供一种防火门,具有隔火层,该隔火层由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
本发明提供一种陶瓷化硅橡胶复合带,具有耐火层,该耐火层由上述陶瓷化硅橡胶制成。
本发明提供一种汽车线路保护套管,该套管由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
本发明陶瓷化硅橡胶是一种新型的高分子复合材料,易于加工,生产成本低,在常温下无毒、无味,具有很好的柔软性和弹性,具备普通硅橡胶的特性,在接触火焰时能够烧蚀转化成陶瓷状的壳体,而不是被烧成粉状灰烬,该陶瓷状的壳体形成一层坚硬的保护层,该保护层阻挡火焰的继续燃烧,起到隔绝外界火焰的作用,从而保护被烧的物体不受损坏,烧蚀时间越长,温度越高,壳体越坚硬。不仅如此,本发明陶瓷化硅橡胶在烧蚀前期产生的烟雾,因其烟雾主要是有机硅燃烧后产生的,也是无毒、无卤的,而且在被烧后断烟,并且在阻挡火焰的过程中,本身也不再产生烟雾,是一种优异的防火材料。
另外,本发明陶瓷化硅橡胶由于添加有铂络合物和/或铂化合物,能够使得陶瓷化硅橡胶的烧结温度降低,而且能够提高陶瓷化硅橡胶时制备反应速度,这提高了生产效率,降低了生产成本。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、配方比例、所实现目的及效果,以下结合实施方式详予说明。
本实施方式的陶瓷化硅橡胶,按重量计,含有:
①硅橡胶100份,通式为:(RnSiO4-n/2)m,R为有机基或无机基( 如 Me、Ph、Vi、H、OH、Et等)n为硅原子上连接的有机基数n=1,2或3,m为聚合度m≥2,分子量优选在45-65万之间,如二甲基硅橡胶(MQ)、甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ);
②二氧化硅1~100份;
③硅油0~30份,通式为:(RxSiO4-x/2)y,R为有机基或无机基( 如Me、Ph、Vi、H、OH、Et等)x为硅原子上连接的取代基数x=1、2或3),y为聚合度,y≥2),黏度优选为10~1000厘泊,如甲基硅油、羟基硅油等;
④铂络合物和/或铂化合物以铂计算0.00001~10份
⑤偶联剂0~10份,偶联剂可为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂,如:KH560、A171、A172、KR~TTS、OL~T671等;
⑥瓷化粉1~150份;瓷化粉优选为氧化合物、含氧盐、玻璃粉中的一种或若干种。
当所述铂络合物或铂化合物为溶液形态时,所述铂络合物为100~10000ppm的铂络合物,所述铂化合物为含铂100~10000ppm的铂化合物溶液。
优选地,所述氧化合物为三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化锑中的一种或若干种。
优选地,所述含氧盐为碳酸盐、硅酸盐、偏硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、硫酸盐中的一种或若干种,其中含氧盐中的金属元素为钠、锂、镁、钙、钛、铁、锌、铝、锑、钡中的一种或若干种。
本实施方式的陶瓷化硅橡胶有两种制备方法,第一种制备方法包括以下步骤:
①将所述硅橡胶100份、二氧化硅1~100份、硅油0~30份、铂络合物和/或铂化合物以铂计算0.00001~10份、偶联剂0~10份在捏合机中混炼;
②对捏合机进行抽真空,真空度保持在-0.1~-0.04Mpa,温度保持100~200℃;
③将瓷化粉1~150份加入捏合机,使瓷化粉与已混炼的硅橡胶、二氧化硅、硅油、铂络合物和/或铂化合物、偶联剂混炼均匀,形成团状的陶瓷化橡胶;
④将所述团状的陶瓷化橡胶移出捏合机,并进行冷却;
⑤将冷却后的团状的陶瓷化橡胶在开炼机上开炼,添加硫化剂0.1~10份开炼后即形成陶瓷化橡胶。
本实施方式的陶瓷化硅橡胶的另一种制备方法包括以下步骤:
①将所述硅橡胶100份、二氧化硅1~100份、硅油0~30份、偶联剂0~10份、瓷化粉1~150份在捏合机中混炼;
②对捏合机进行抽真空,真空度保持在-0.1~-0.04Mpa,温度保持100~200℃;
③铂络合物和/或铂化合物以铂计算0.00001~10份、
④将所述团状的陶瓷化橡胶移出捏合机,并进行冷却;
⑤将冷却后的团状的陶瓷化橡胶在开炼机上开炼,添加硫化剂0.1~10份开炼后即形成陶瓷化橡胶。
本发明陶瓷化硅橡胶是一种新型的高分子复合材料,易于加工,生产成本低,在常温下无毒、无味,具有很好的柔软性和弹性,具备普通硅橡胶的特性,在接触火焰时能够烧蚀转化成陶瓷状的壳体,而不是被烧成粉状灰烬,该陶瓷状的壳体形成一层坚硬的保护层,该保护层阻挡火焰的继续燃烧,起到隔绝外界火焰的作用,从而保护被烧的物体不受损坏,烧蚀时间越长,温度越高,壳体越坚硬。不仅如此,本发明陶瓷化硅橡胶在烧蚀前期产生的烟雾,因其烟雾主要是有机硅燃烧后产生的,也是无毒、无卤的,而且在被烧后断烟,并且在阻挡火焰的过程中,本身也不再产生烟雾,是一种优异的防火材料。
另外,本发明陶瓷化硅橡胶由于添加有铂络合物和/或铂化合物,能够使得陶瓷化硅橡胶的烧结温度降低,而且能够提高陶瓷化硅橡胶制备时反应速度,这提高了生产效率,降低了生产成本。
由于本实施方式的陶瓷化硅橡胶具有以上优异特性,决定了其广泛的用途和应用前景。本实施方式的陶瓷化硅橡胶的用途包括但不限于以下方面:
①作为电线的绝缘层材料:电线包括导体与包覆该导体的绝缘层,该绝缘层由上述陶瓷化硅橡胶制成。在电线绝缘层挤出时,加入上述交联剂。
②作为电缆的护套材料:电缆包括若干包绝缘导体与包覆该等包绝缘导体的护套,护套由上述陶瓷化硅橡胶制成,可采用挤出机挤出绝缘成型,在挤出时,加入上述交联剂。
③作为防火板材料:防火板的耐火层由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
④做防火门中的隔火层材料:防火门的隔火层由上述的陶瓷化硅橡胶制成。
⑤做陶瓷化硅橡胶复合带:陶瓷化硅橡胶复合带的耐火层由上述陶瓷化硅橡胶制成。
⑥做汽车线路保护套管,套管由上述陶瓷化硅橡胶制成。
⑦其他产品的防护层或绝缘层;
⑧其他产品的耐火材料。
本实施方式的陶瓷化硅橡胶作为电缆的绝缘层材料,按照上述方法制得的电缆,经SGS测试,测试结果与欧盟RoHS指令2002/95/EC以及以后续修正指令的要求相符;经国家防火建筑材料质量监督检验中心对烟气毒性检验结果为,按照GB/T 20285~2006判定,该材料烟气毒性达到准安全一级(ZA1);通过90min耐火测试,符合国标GB/T 19666~2005。
以下记载了本实施方式的陶瓷化硅橡胶的几个具体实施例,除另有说明,所有份数均以重量计:
实施例1
取100份二甲基硅橡胶(MQ)、20份二氧化硅、1份甲基硅油、0.01份1000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液、0.1份KH560偶联剂、20份三氧化二铝,按照上述陶瓷化硅橡胶的第一种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份2,5~二甲基~2,5~双(叔丁基过氧基)己烷。
实施例2
取100份甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、100份二氧化硅、30份羟基硅油、10份1000ppm的的氯铂酸的异丙醇溶液、0.1份A171偶联剂、150份二氧化硅,按照上述陶瓷化硅橡胶的第一种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入2份2,4~二氯过氧化苯甲酰(俗称双~二四)。
实施例3
取100份甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、100份二氧化硅、30份甲基硅油、0.00001份氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、0.1份A172偶联剂、20份氧化钙,按照上述陶瓷化硅橡胶的第一种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入3份过氧化二异丙苯(俗称DCP)。
实施例4
取20份二甲基硅橡胶(MQ)、80份甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、40份二氧化硅、1份羟基硅油、10份铂-四氢呋喃络合物催化剂、10份KH560偶联剂、150份碳酸盐,按照上述陶瓷化硅橡胶的第一种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入5份2,5~二甲基~2,5~双(叔丁基过氧基)己烷。
实施例5
取20份甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、80份甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、70份二氧化硅、1份甲基硅油、5份羟基硅油、1份铂金催化剂、2份二氧化铂催化剂、10份A171偶联剂、20份铅基玻璃粉,按照上述陶瓷化硅橡胶的第二种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份过氧化二异丙苯(俗称DCP)、3份2,4~二氯过氧化苯甲酰(俗称双~二四)。
实施例6
取10份二甲基硅橡胶(MQ)、90份甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ) 、80份二氧化硅、2份甲基硅油、25份羟基硅油、9份铂乙烯基络合物、1份1000ppm的铂化合物、10份A172偶联剂、150份铅基玻璃粉,按照上述陶瓷化硅橡胶的第二种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份过氧化二异丙苯(俗称DCP)、3份2,4~二氯过氧化苯甲酰(俗称双~二四)、1份2,5~二甲基~2,5~双(叔丁基过氧基)己烷(DHBP)。
实施例7
取100份二甲基硅橡胶(MQ)、20份二氧化硅、1份甲基硅油、2份1000ppm的氯铂酸、0.1份二氧化铂催化剂、0.1份KH560偶联剂、120份碳酸钙、20份三氧化二铝,按照上述陶瓷化硅橡胶的第二种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份过氧化二异丙苯(俗称DCP)。
实施例8
取1份二甲基硅橡胶(MQ)、90份甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、9份甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)、60份二氧化硅、20份甲基硅油、2份羟基硅油、5份1000ppm的氯铂酸-邻苯二甲酸二乙酯、5份二氧化铂催化剂、1份KH560偶联剂、0.2份A171偶联剂、0.5份A172偶联剂、8份KR-TTS偶联剂、10份硫化合物、50份硅酸钠、80份硼酸盐,按照上述陶瓷化硅橡胶的第二种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份2,4~二氯过氧化苯甲酰(俗称双~二四)。
实施例9
取100份二甲基硅橡胶(MQ)、20份二氧化硅、1份甲基硅油、0.01份1000ppm的氯铂酸的异丙醇溶液、0.1份KH560偶联剂、1份三氧化二铝,按照上述陶瓷化硅橡胶的第一种制备方法制得陶瓷化硅橡胶,在陶瓷化硅橡胶硫化成型时,加入1份2,5~二甲基~2,5~双(叔丁基过氧基)己烷。
本发明陶瓷化硅橡胶由于添加有铂络合物和/或铂化合物,能够使得陶瓷化硅橡胶的烧结温度降低,而且能够提高陶瓷化硅橡胶时制备反应速度,这提高了生产效率,降低了生产成本。
本发明并不局限于上述具体实施方式,熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化,但任何与本发明等同或相类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。