CN103602071B - 用于加工电线电缆耐火绕包带的染料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，属于化工加工制造领域。其主要由下述组分及重量份的物料制成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：25-35wt%,聚丙烯酸酯乳液：18-25wt%,气相法白炭黑：6-10wt%,氧化铝：6-10wt%,烧结添加剂：0.5-2wt%,交联剂：1-2wt%,催化剂：0.1-0.2wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚：5-8wt%,水：余量。本发明染料加工出的绕包带燃烧后形成的陶瓷化保护层，其结构稳定、附着力强、不易脱落、致密性好、易形成通道从而起到隔火、防火的作用；同时，本发明染料加工的绕包带可以作为绝缘、护套的辅助层，同时具备其他种类绕包带同样的柔软性适应用于各领域的应用。

Description

用于加工电线电缆耐火绕包带的染料

技术领域

本发明涉及一种用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，属于化工加工制造领域。

背景技术

随着经济社会的飞速发展，各类电缆火灾事故频发，由于电缆火灾具有蔓延快、扑救难、产生二次危害、恢复时间长等特点给国民经济及人民群众的生命财产带来巨大的损失，因此人们对电线电缆火灾危险性越来越重视，国家相关部门对电线电缆防火阻燃等性能指标的要求也越来越高。

在电缆中采用防火措施是减少电缆着火延燃的重要手段。现有技术中包括采用云母带绕包电缆法，在电缆燃烧时云母带烧结变硬可以继续起到绝缘的作用，从而达到耐火的效果，但其具有以下缺点：（1）、云母吸水性强，吸水后容易失效；（2）、云母带硬度较高，在绕包以及随后的加工和使用过程中，极易剥落，导致绝缘功能的丧失；同时也不易绕包平整、匀贴、紧密，容易起皱，特别是小截面软导体加工难度较大；（3）、在遇火燃烧后，有机材料高分子材料被烧失后，会造成电缆内部结构松动，导致云母绝缘层的破碎脱落，尤其各类震动的作用，因而丧失绝缘性能，无法继续保持在火焰中的供电功能。

还有采用涂胶或压延的方法在织物上涂覆硅橡胶制成的耐火硅橡胶带或用普通芳香族溶剂浸涂到织物上的制成耐火硅橡胶带。上述两种耐火硅橡胶带，都是利用硅橡胶特有的性能，其分子主链由硅和氧原子交替构成，但上述耐火硅橡胶带燃烧后变成二氧化硅，具有一定的耐火作用，但硅橡胶燃烧后的二氧化硅呈现粉状，没有附着力，容易脱落，因此无法达到理想的耐火防火效果。

发明内容

本发明在于提供了一种用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，以解决现有加工电线电缆耐火绕包带的染料生产出的耐火绕包带耐火防火性能差、燃烧后无法实现绝缘功能的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于它由下述组分及重量份的物料制成：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：25-35wt%

聚丙烯酸酯乳液：18-25wt%

气相法白炭黑：6-10wt%

氧化铝：6-10wt%

烧结添加剂：0.5-2wt%

交联剂：1-2wt%

催化剂：0.1-0.2wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：5-8wt%

水：余量。

本发明中，所述聚丙烯酸酯乳液为有机硅或有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液。

本发明中，所述氧化铝为电工填料氧化铝或电子陶瓷用氧化铝。

本发明中，所述电子陶瓷用氧化铝为三氧化二铝含量大于99.7%的电子陶瓷用氧化铝。

本发明中，所述氧化铝为超细氧化铝。

本发明中，所述烧结添加剂为三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二铬或二氧化钛。

本发明中，所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。

本发明中，所述交联剂为三官能烷氧基硅烷。

本发明中，所述催化剂为二有机锡双、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡。

本发明中，所述水为工业去离子水。

本发明的有益效果在于：（1）、用本发明染料加工的绕包带燃烧后形成的陶瓷化保护层，其陶瓷体结构稳定、附着力强、不易脱落、致密性好、易形成通道从而起到隔绝火焰、防火的作用；同时在高温高压下，不会发生短路，确保在如火灾等特定环境下的电力、通讯畅通；（2）、用本发明染料加工的绕包带可以作为绝缘、护套的辅助层，不影响原有的绝缘性能或特定场合护层特有的特殊性能；（3）、常温下用该染料加工的绕包带具备其他种类绕包带同样的柔软性，又具备硅橡胶的基本特性，适应用于各领域的应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作详细说明。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，所有的原料均为电缆企业在市场中可以购得或是常用的。

实施例1

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：35wt%

有机硅改性的聚丙烯酸酯乳液：25wt%

气相法白炭黑：10wt%

超细氧化铝：10wt%

三氧化二铁：2wt%

三官能烷氧基硅烷：2wt%

二有机锡双：0.15wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：8wt%

工业去离子水：余量。

实施例2

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：25wt%

有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液：18wt%

气相法白炭黑：6wt%

三氧化二铝含量大于99.7%的电子陶瓷用氧化铝：6wt%

二氧化锰：0.5wt%

甲基三甲氧基硅烷：1wt%

辛酸亚锡：0.1wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：5wt%

水：余量。

实施例3

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷:35wt%

有机硅改性的聚丙烯酸酯乳液:23wt%

气相法白炭黑:8wt%

三氧化二铝含量大于99.7%的电子陶瓷用氧化铝:8wt%

三氧化二铬:1.5wt%

甲基三乙氧基硅烷:2wt%

二月桂酸二丁基锡:0.2wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚:6wt%

工业去离子水：余量。

实施例4

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷:25wt%

有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液:25wt%

气相法白炭黑:8wt%

电工填料氧化铝:8wt%

二氧化钛:1.7wt%

三官能烷氧基硅烷:1wt%

二月桂酸二丁基锡:0.1wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：5wt%

水：余量。

实施例5

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：30wt%

有机硅改性的聚丙烯酸酯乳液：21wt%

气相法白炭黑：7wt%

超细氧化铝：9wt%

三氧化二铁：1.2wt%

甲基三甲氧基硅烷：1.2wt%

二有机锡双：0.15wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：7wt%

工业去离子水：余量。

实施例6

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：30wt%

有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液：20wt%

气相法白炭黑：9wt%

电子陶瓷用氧化铝：6wt%

三氧化二铬：0.9wt%

甲基三乙氧基硅烷：1.7wt%

辛酸亚锡：0.2wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：8wt%

水：余量。

将上述各实施例中的物料按成分及重量百分比各自放在一起搅拌均匀，即可得到本发明所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料。

本发明中，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，与现有技术相同，通常被简称为107胶。107胶摩尔质量的大小直接影响带弹性体的性能。一般选取为（1-10）×104g/mol，使用摩尔质量大和摩尔质量小的107混合胶作基胶，可以保证混合胶的流动性，同时固化后的弹性体强度大为提高。同时，控制低分子有机硅氧烷含量，以避免高温密闭系统中的磨耗；使用过程中要严格除掉基胶中的D3-D20，甚至D3-D40。

所述聚丙烯酸酯乳液采用有机硅或有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液。聚丙烯酸酯乳液，其为半导电屏蔽染料的基料，作为织物整理剂和涂饰剂，其热稳定性、光化学稳定性和抗氧化性十分良好，有很好的成膜性、结合强度高，且来源广泛成本低廉。但普通聚丙烯酸酯乳液对温度极为敏感，随着温度上升会变软、变粘；温度降低到一定限度，又会逐渐变脆；染料涂层禁不起冬夏季节的气候变化以及在半导电屏蔽层和绝缘层加工时的高温，涂层容易脱落。普通聚丙烯酸酯乳液在有机溶剂作用下会发生溶胀，也会引起涂层的脱落。有机硅或有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液可以提高介电性、耐高温性、耐候性、耐污染性，提高半导电带的柔软性。

所述气相法白炭黑，与现有技术相同。气相法白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一，可以起到补强、提高介电性能和触变性能（所谓触变性就是固化前的混合胶料在外力作用下易于变形流动，一旦外力消失又能停止形变和流动的性能）气相法白炭黑，由于其粒径较小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，活性强，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有优异的性能，稳定性和补强性优越。经表面活化，疏水处理的气相法白炭黑，对胶料粘度的影响较小，补强效果好。

所述氧化铝，又称三氧化二铝，通常称为“铝氧”，俗称矾土。其耐热性强，成型性好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，对硅橡胶同样具有补强效果。烧结后拥有优良的力学性能，绝缘性能，能提高烧结陶瓷体的致密性、强度、韧性，提高材料的硬度和弹性模量等性能。选用电工填料氧化铝或电子陶瓷用氧化铝，选用电子陶瓷用氧化铝时可选用三氧化二铝含量大于99.7%的电子陶瓷用氧化铝，其化学性能稳定，具有良好的烧结性能。还可以选用超细氧化铝（纳米氧化铝），颗粒分散性好，具有更优异的物理化学特性，能提供高的介电强度、低电损耗因子和高电阻系数。

氧化铝与白炭黑具有协同作用，与其他添加剂生成二元、三元或更复杂的液相低共融物，这些液相对固相具有润湿作用，相界面的表面张力使得固相粒子相互靠近并填充气孔，从而促进烧结。

所述烧结添加剂为变价氧化物，选用三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二铬或二氧化钛，优选为三氧化二铁。由于其晶格常数与氧化铝接近，通常能与氧化铝形成固溶体。此类氧化物的加入还可大大改善成品绕包带的热空气老化性能。

所述交联剂，与现有技术相同。可选用甲基三甲氧基硅烷（MeSi（OMe）3）、甲基三乙氧基硅烷（MeSi（OEt）3）或三官能烷氧基硅烷（RSi（OR1）3）。优选三官能烷氧基硅烷，含其可水解基团，是脱醇型单组分室温硫化硅橡胶的交联剂。

所述催化剂，与现有技术相同，起催化作用，加速反应。可采用辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或二有机锡双（β-二酮酯）。优选二有机锡双，其对铜、铝等金属不会产生腐蚀，也没有一般有机锡化合物的臭味，可以改善成品绕包带的贮存稳定性、不变色，并可改善粘接性。

交联剂在催化剂的引发下与107胶的Si-OH基发生缩合反应，从而导致硅橡胶的固化交联，形成三维网络结构，成弹性体。固化交联反应在室温下即可发生。脱醇型交联剂对铜导体材料无腐蚀性。

所述脂肪醇聚氧乙烯醚，有极好的附着力，干燥快，耐磨性强，并有很好的抗化学性及耐水性，对导电炭黑和沸石起到强力的匀染性、缓染性、渗透性、扩散性，能够帮助导电炭黑和沸石渗透到纤维带中，能与导电炭黑和沸石分子发生聚集，因而降低了导电炭黑和沸石的上染速度，使导电炭黑和沸石逐渐向纤维带转移，从而达到匀染目的。

所述水为日常用水，优选工业去离子水，重量配比为按其他物料百分比添加后的余量。

上述这些实施方式仅用于说明本发明，但并不限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于它由下述组分的物料制成：

α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷：25-35wt%

聚丙烯酸酯乳液：18-25wt%

气相法白炭黑：6-10wt%

氧化铝：6-10wt%

烧结添加剂：0.5-2wt%

交联剂：1-2wt%

催化剂：0.1-0.2wt%

脂肪醇聚氧乙烯醚：5-8wt%

水：余量；

所述聚丙烯酸酯乳液为有机硅或有机氟改性的聚丙烯酸酯乳液；

所述烧结添加剂为三氧化二铁、二氧化锰、三氧化二铬或二氧化钛；

所述交联剂为三官能烷氧基硅烷；

所述催化剂为二有机锡双（β-二酮酯）、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。

2.根据权利要求1所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于：所述氧化铝为电工填料氧化铝或电子陶瓷用氧化铝。

3.根据权利要求2所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于：所述电子陶瓷用氧化铝为三氧化二铝含量大于99.7%的电子陶瓷用氧化铝。

4.根据权利要求1所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于：所述氧化铝为超细氧化铝。

5.根据权利要求1所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于：所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。

6.根据权利要求1所述的用于加工电线电缆耐火绕包带的染料，其特征在于：所述水为工业去离子水。