CN105153704A - 一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料及其生产方法，材料由如下原料按重量份数配比组成，热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、复合陶瓷粉80～120份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份。本发明常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，燃烧后的陶瓷状的物质呈坚硬的、均匀的蜂窝状壳体，这样的物体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入。

Description

一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料及其生产方法

技术领域

本发明涉及电缆生产技术领域，具体属于一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料及其生产方法。

背景技术

现有国内外耐火电缆主要有氧化镁矿物绝缘防火电缆和云母带绕包无机绝缘的耐火电缆。矿物绝缘防火电缆虽具有很好的耐火性能，但其制造工艺复杂、生产成本高昂、制造长度受限，而且电缆非常硬无法弯曲，接头复杂，施工难度很高，难以广泛应用。云母带绕包耐火电缆虽然工工艺简单，制造长度不受限制，但是云母带普遍存在一个缺点，高温燃烧后云母带的机械强度大幅度降低，变脆，受到剧烈震动后易粉化脱落，造成耐火效果不佳。而且因云母带磨擦时易掉粉，造成绕包现场大量粉尘给作业人员的健康带来威胁。近年来有科研人员探索研究陶瓷化硅橡胶绝缘耐火电缆，但因电缆制造过程中需有专门的混炼、挤制和硫化设备，工艺复杂，而且很难在绝缘层强度和耐火性能间取得平衡，陶瓷化程度很难通过耐火电缆的耐水火试验。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，燃烧后的陶瓷状的物质呈坚硬的、均匀的蜂窝状壳体，这样的物体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入。

本发明采用的技术方案如下：

一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，所述的材料由如下原料按重量份数配比组成，热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、复合陶瓷粉80～120份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份。

所述的偶联剂由如下重量份数的原料制成：乙烯基三乙酰基硅烷1～2份、丁二烯基三乙氧基硅烷6～8份、乙烯基硅油0.3～0.4份、稀释剂28～32份、活性剂0.05～0.08份。

所述的复合陶瓷粉括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料。

所述陶瓷胚体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化硼30-40份、氧化锆20-25份、氧化铝12-15份、氧化锶1-4份。

所述陶瓷釉体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化钾15-20份、氧化铝40-50份、氧化钙30-40份、氧化锌3-6份和氧化镁2-5份。

耐火电缆陶瓷橡胶复合材料生产方法，S1，将上述材料热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份，在捏合机中混炼，温度不高于100℃；

S2对捏合机进行抽真空，抽真空60分钟，温度保持在150～170℃；

S3将复合陶瓷粉80～120份加入捏合机，使复合陶瓷粉与已混炼的热硫化硅橡胶、二氧化硅、白炭黑、发泡助剂、玻璃纤维、偶联剂混炼均匀，形成团状的陶瓷化橡胶；

S4将团状的陶瓷化橡胶移出捏合机，同时打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆，确认里面没有杂物和其它橡胶后开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制喂料装置，也叫旁压辊；

S5调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后可以慢慢提速；

S6调整好偏心后，将管道封口关闭，开启蒸汽，蒸汽压力为0.2-0.10Mpa，管道蒸汽不可超过0.12Mpa；

S7调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调整挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，具备硅橡胶的特质，陶瓷化耐火硅橡胶在火焰的烧蚀下，燃烧2-4min后即开始烧结成坚硬的陶瓷状铠装壳体，这种坚硬的陶瓷状铠装壳体的隔绝层可以非常有效的阻挡火焰的继续燃烧；而且在被烧2min左右完全断烟，在接下来的烧蚀过程中，本身不再有烟雾产生；在前期的2min内产生的烟雾，也是无卤、无毒、无害的；烟雾主要是有机硅燃烧后产生的固体烟尘，燃烧后的陶瓷状的物质呈坚硬的、均匀的蜂窝状壳体，这样的物体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入。

具体实施方式

一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，所述的材料由如下原料按重量份数配比组成，热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、复合陶瓷粉80～120份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份；所述的偶联剂由如下重量份数的原料制成：乙烯基三乙酰基硅烷1～2份、丁二烯基三乙氧基硅烷6～8份、乙烯基硅油0.3～0.4份、稀释剂28～32份、活性剂0.05～0.08份；所述的复合陶瓷粉括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料；所述陶瓷胚体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化硼30-40份、氧化锆20-25份、氧化铝12-15份、氧化锶1-4份；所述陶瓷釉体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化钾15-20份、氧化铝40-50份、氧化钙30-40份、氧化锌3-6份和氧化镁2-5份。

耐火电缆陶瓷橡胶复合材料生产方法，S1，将上述材料热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份，在捏合机中混炼，温度不高于100℃；

S2对捏合机进行抽真空，抽真空60分钟，温度保持在150～170℃；

S3将复合陶瓷粉80～120份加入捏合机，使复合陶瓷粉与已混炼的热硫化硅橡胶、二氧化硅、白炭黑、发泡助剂、玻璃纤维、偶联剂混炼均匀，形成团状的陶瓷化橡胶；

S4将团状的陶瓷化橡胶移出捏合机，同时打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆，确认里面没有杂物和其它橡胶后开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制喂料装置，也叫旁压辊；

S5调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后可以慢慢提速；

S6调整好偏心后，将管道封口关闭，开启蒸汽，蒸汽压力为0.2-0.10Mpa，管道蒸汽不可超过0.12Mpa；

S7调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调整挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。

本发明1.5mm2橡胶电线的物理性能

本发明橡胶电线在丙烷火焰中的烧蚀结果缆

标称截面/mm2

经700～950℃×90min烧蚀后

1.5	通过
		4.0	通过
6/10KV 3×70	通过
		35KV 3×120	通过

本发明材料常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，具备硅橡胶的特质，陶瓷化耐火硅橡胶在火焰的烧蚀下，燃烧2-4min后即开始烧结成坚硬的陶瓷状铠装壳体，这种坚硬的陶瓷状铠装壳体的隔绝层可以非常有效的阻挡火焰的继续燃烧；而且在被烧2min左右完全断烟，在接下来的烧蚀过程中，本身不再有烟雾产生；在前期的2min内产生的烟雾，也是无卤、无毒、无害的；烟雾主要是有机硅燃烧后产生的固体烟尘，燃烧后的陶瓷状的物质呈坚硬的、均匀的蜂窝状壳体，这样的物体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，其特征在于：所述的材料由如下原料按重量份数配比组成，热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、复合陶瓷粉80～120份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份。

2.根据权利要求1所述的耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，其特征在于：所述的偶联剂由如下重量份数的原料制成：乙烯基三乙酰基硅烷1～2份、丁二烯基三乙氧基硅烷6～8份、乙烯基硅油0.3～0.4份、稀释剂28～32份、活性剂0.05～0.08份。

3.根据权利要求1或2所述的耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，其特征在于：所述的复合陶瓷粉括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料。

4.根据权利要求3所述的耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，其特征在于：所述陶瓷胚体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化硼30-40份、氧化锆20-25份、氧化铝12-15份、氧化锶1-4份。

5.根据权利要求4所述的耐火电缆陶瓷橡胶复合材料，其特征在于：所述陶瓷釉体材料按重量份数计包括：二氧化硅100份、氧化钾15-20份、氧化铝40-50份、氧化钙30-40份、氧化锌3-6份和氧化镁2-5份。

6.根据权利要求5所述的耐火电缆陶瓷橡胶复合材料生产方法，其特征在于：S1，将上述材料热硫化硅橡胶60～100份、二氧化硅20～100份、白炭黑20～30份、发泡助剂2～8份、玻璃纤维50～80份、偶联剂4～10份，在捏合机中混炼，温度不高于100℃；

S2对捏合机进行抽真空，抽真空60分钟，温度保持在150～170℃；

S3将复合陶瓷粉80～120份加入捏合机，使复合陶瓷粉与已混炼的热硫化硅橡胶、二氧化硅、白炭黑、发泡助剂、玻璃纤维、偶联剂混炼均匀，形成团状的陶瓷化橡胶；

S4将团状的陶瓷化橡胶移出捏合机，同时打开挤出机冷却水，清洗喂料口和螺杆，确认里面没有杂物和其它橡胶后开始喂胶，喂料要均匀，以保证挤出均匀，最好要有强制喂料装置，也叫旁压辊；

S5调整偏心，开始挤出；挤出开始时要先慢，然后可以慢慢提速；

S6调整好偏心后，将管道封口关闭，开启蒸汽，蒸汽压力为0.2-0.10Mpa，管道蒸汽不可超过0.12Mpa；

S7调整合适的模芯，模套的规格及其之间的距离，调整挤出压力，匹配的牵引速度和挤出速度。