CN105400208A - 一种耐高温高阻燃硅胶管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，硅橡胶复合材料的原料包括：甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯、乙烯-辛烯共聚物、氧化锌、硬脂酸、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三聚异氰酸三烯丙酯、复合颜填料、催化剂、防老剂、磷酸三甲苯酯、密胺树脂；复合颜填料由氧化铈、氢氧化铝、氢氧化镁、微胶囊化红磷、纳米碳酸钙、氧化铁、硅藻土、碳化硅、乙烯基三氯硅烷、六甲基环三硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷和咪唑类离子液体混合得到。本发明提出的耐高温高阻燃硅胶管，其强度高，耐高温性和耐老化性好，阻燃性能优异，使用寿命长。

Description

一种耐高温高阻燃硅胶管
技术领域
本发明涉及硅胶管技术领域，尤其涉及一种耐高温高阻燃硅胶管。
背景技术
硅橡胶以其优异的耐寒性、耐热性、耐候性和电绝缘性等，在建筑、交通运输、机械、电子以及化工等领域有着广泛的应用，尤其在近年来蓬勃发展的新能源行业，如太阳能光伏发电系统、太阳能路灯照明、风力发电等领域。硅胶管是由硅橡胶生胶与其他助剂混炼、挤出制成的产品，在实际应用的过程中，硅胶管通常会暴露于高温高湿的环境中，现有的硅胶管其耐高温性不是很好，另外其作为高分子材料，阻燃性也不是很理想，在使用的过程中，往往存在使用寿命短的缺陷。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温高阻燃硅胶管，其强度高，耐高温性和耐老化性好，阻燃性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶55-80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20-35份、三元乙丙橡胶5-15份、顺丁橡胶5-15份、聚氨酯2-10份、乙烯-辛烯共聚物2-6份、氧化锌0.5-2.5份、硬脂酸0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1-2.5份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5-1.5份、三聚异氰酸三烯丙酯0.5-1.5份、复合颜填料20-35份、催化剂0.1-0.5份、防老剂0.5-2份、磷酸三甲苯酯2-5份、密胺树脂1-5份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将2-10份氧化铈、3-15份氢氧化铝、2-15份氢氧化镁、1-5份微胶囊化红磷、10-25份纳米碳酸钙、2-8份氧化铁、2-10份硅藻土和3-15份碳化硅加入20-50份乙醇中，搅拌20-50min后加入2-5份乙烯基三氯硅烷、2-5份六甲基环三硅氮烷、2-10份四甲基二乙烯基二硅氧烷和0.5-3份咪唑类离子液体，升温至35-50℃后搅拌20-50min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
优选地，所述硅橡胶复合材料的原料中，甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯的重量比为65-75：26-32：7-13：8-13：5-10。
优选地，所述硅橡胶复合材料的原料中，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三聚异氰酸三烯丙酯的重量比为1.5-2.3：0.8-1.4：0.8-1.3。
优选地，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶70-73份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28-31份、三元乙丙橡胶10-12份、顺丁橡胶9-11份、聚氨酯6.5-7.3份、乙烯-辛烯共聚物3.5-4.2份、氧化锌1-1.6份、硬脂酸1.3-1.8份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1.8-2.2份、甲基三丁酮肟基硅烷0.9-1.2份、三聚异氰酸三烯丙酯1-1.3份、复合颜填料28-32份、催化剂0.35-0.4份、防老剂1.3-1.6份、磷酸三甲苯酯3.8-4.3份、密胺树脂3.2-4份。
优选地，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶72份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28份、三元乙丙橡胶11份、顺丁橡胶10份、聚氨酯7份、乙烯-辛烯共聚物3.6份、氧化锌1.3份、硬脂酸1.5份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2份、甲基三丁酮肟基硅烷1份、三聚异氰酸三烯丙酯1.2份、复合颜填料30份、催化剂0.38份、防老剂1.5份、磷酸三甲苯酯4份、密胺树脂3.5份。
优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶的粘度为25-40Pa.s。
优选地，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将5份氧化铈、10份氢氧化铝、6份氢氧化镁、3.2份微胶囊化红磷、20份纳米碳酸钙、5.5份氧化铁和6份硅藻土和12份碳化硅加入45份乙醇中，搅拌30min后加入3.5份乙烯基三氯硅烷、4份六甲基环三硅氮烷、8份四甲基二乙烯基二硅氧烷和2份咪唑类离子液体，升温至40℃后搅拌30min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
优选地，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-45nm。
优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂DM、防老剂4020、防老剂MC、防老剂4010NA中的一种或者多种的混合物。
本发明中，以甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶为主料，因体系中苯基的引入，抑制了侧基的氧化，同时在硅氧链上形成位阻，进一步提高了硅胶管的热稳定性；配合添加的三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和聚氨酯与其配合，通过调节三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯、甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶的比例，并辅以乙烯-辛烯共聚物，使各物料在体系中混合均匀，相容性好，赋予胶管优异的耐高温性的同时，改善了胶管的力学性能、弹性和加工性能，并降低了成本；选择了2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷为主交联剂，并添加了甲基三丁酮肟基硅烷和三聚异氰酸三烯丙酯作为助交联剂，通过调节主交联剂和助交联剂的比例，使形成的硅橡胶交联密度高，分子链具有更高的抗湿热降解性能，显著提高了胶管的耐高温性能和耐老化性能；复合颜填料中，选择了氧化铈、氢氧化铝、氢氧化镁、微胶囊化红磷、纳米碳酸钙、氧化铁、硅藻土和碳化硅作为颜填料，使其与乙烯基三氯硅烷、六甲基环三硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷和咪唑类离子液体混合后，在体系中混合均匀，界面结合紧密，孔洞较少，改善了胶管的耐高温性和耐老化性，同时赋予胶管优异的阻燃性，其中，乙烯基三氯硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷能在氧化铈、氢氧化镁、纳米碳酸钙等无机填料的表面进行反应，从而在填料的表面引入了乙烯基，其能参与甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶的交联，增加了体系降解时的位阻，提高了胶管的耐高温性，同时能消灭侧链基团氧化过程中产生的自由基，改善胶管的耐热性，同时咪唑类离子液体也能均匀包覆在填料的表面，使其在体系中分散均匀，改善了胶管的耐热性、耐老化性和阻燃性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶55份、甲基乙烯基苯基硅橡胶35份、三元乙丙橡胶5份、顺丁橡胶15份、聚氨酯10份、乙烯-辛烯共聚物6份、氧化锌0.5份、硬脂酸2份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1份、甲基三丁酮肟基硅烷1.5份、三聚异氰酸三烯丙酯1.5份、复合颜填料35份、催化剂0.1份、防老剂2份、磷酸三甲苯酯2份、密胺树脂5份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将2份氧化铈、15份氢氧化铝、2份氢氧化镁、5份微胶囊化红磷、10份纳米碳酸钙、8份氧化铁、2份硅藻土和15份碳化硅加入20份乙醇中，搅拌50min后加入2份乙烯基三氯硅烷、5份六甲基环三硅氮烷、2份四甲基二乙烯基二硅氧烷和3份咪唑类离子液体，升温至35℃后搅拌50min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
实施例2
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20份、三元乙丙橡胶15份、顺丁橡胶5份、聚氨酯2份、乙烯-辛烯共聚物2份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.5份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2.5份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5份、三聚异氰酸三烯丙酯0.5份、复合颜填料20份、催化剂0.5份、防老剂MB0.1份、防老剂DM0.05份、防老剂40200.05份、防老剂MC0.2份、防老剂4010NA0.1份、磷酸三甲苯酯5份、密胺树脂1份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将10份氧化铈、3份氢氧化铝、15份氢氧化镁、1份微胶囊化红磷、25份纳米碳酸钙、2份氧化铁、10份硅藻土和3份碳化硅加入50份乙醇中，搅拌20min后加入5份乙烯基三氯硅烷、2份六甲基环三硅氮烷、10份四甲基二乙烯基二硅氧烷和0.5份咪唑类离子液体，升温至50℃后搅拌20min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
实施例3
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶70份、甲基乙烯基苯基硅橡胶31份、三元乙丙橡胶10份、顺丁橡胶11份、聚氨酯6.5份、乙烯-辛烯共聚物4.2份、氧化锌1份、硬脂酸1.8份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1.8份、甲基三丁酮肟基硅烷1.2份、三聚异氰酸三烯丙酯1份、复合颜填料32份、催化剂0.35份、防老剂40200.5份、防老剂MC0.6份、防老剂4010NA0.5份、磷酸三甲苯酯3.8份、密胺树脂4份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将4份氧化铈、12份氢氧化铝、6份氢氧化镁、2份微胶囊化红磷、13份纳米碳酸钙、5.6份氧化铁、7份硅藻土和12份碳化硅加入30份乙醇中，搅拌45min后加入2.8份乙烯基三氯硅烷、4份六甲基环三硅氮烷、5.5份四甲基二乙烯基二硅氧烷和2.6份咪唑类离子液体，升温至38℃后搅拌42min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料；其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为35nm。
实施例4
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶73份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28份、三元乙丙橡胶12份、顺丁橡胶9份、聚氨酯7.3份、乙烯-辛烯共聚物3.5份、氧化锌1.6份、硬脂酸1.3份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2.2份、甲基三丁酮肟基硅烷0.9份、三聚异氰酸三烯丙酯1.3份、复合颜填料28份、催化剂0.4份、防老剂DM1份、防老剂40200.3份、磷酸三甲苯酯4.3份、密胺树脂3.2份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将8.5份氧化铈、6份氢氧化铝、10份氢氧化镁、3.2份微胶囊化红磷、22份纳米碳酸钙、3.8份氧化铁、8.5份硅藻土和6份碳化硅加入45份乙醇中，搅拌28min后加入4份乙烯基三氯硅烷、3.2份六甲基环三硅氮烷、8份四甲基二乙烯基二硅氧烷和2份咪唑类离子液体，升温至45℃后搅拌35min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料；其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为45nm。
实施例5
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅胶管，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶72份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28份、三元乙丙橡胶11份、顺丁橡胶10份、聚氨酯7份、乙烯-辛烯共聚物3.6份、氧化锌1.3份、硬脂酸1.5份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2份、甲基三丁酮肟基硅烷1份、三聚异氰酸三烯丙酯1.2份、复合颜填料30份、催化剂0.38份、防老剂MB1.5份、磷酸三甲苯酯4份、密胺树脂3.5份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将5份氧化铈、10份氢氧化铝、6份氢氧化镁、3.2份微胶囊化红磷、20份纳米碳酸钙、5.5份氧化铁和6份硅藻土和12份碳化硅加入45份乙醇中，搅拌30min后加入3.5份乙烯基三氯硅烷、4份六甲基环三硅氮烷、8份四甲基二乙烯基二硅氧烷和2份咪唑类离子液体，升温至40℃后搅拌30min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料；其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20nm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，其由硅橡胶复合材料挤制而成，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶55-80份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20-35份、三元乙丙橡胶5-15份、顺丁橡胶5-15份、聚氨酯2-10份、乙烯-辛烯共聚物2-6份、氧化锌0.5-2.5份、硬脂酸0.5-2份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1-2.5份、甲基三丁酮肟基硅烷0.5-1.5份、三聚异氰酸三烯丙酯0.5-1.5份、复合颜填料20-35份、催化剂0.1-0.5份、防老剂0.5-2份、磷酸三甲苯酯2-5份、密胺树脂1-5份；
其中，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将2-10份氧化铈、3-15份氢氧化铝、2-15份氢氧化镁、1-5份微胶囊化红磷、10-25份纳米碳酸钙、2-8份氧化铁、2-10份硅藻土和3-15份碳化硅加入20-50份乙醇中，搅拌20-50min后加入2-5份乙烯基三氯硅烷、2-5份六甲基环三硅氮烷、2-10份四甲基二乙烯基二硅氧烷和0.5-3份咪唑类离子液体，升温至35-50℃后搅拌20-50min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
2.根据权利要求1所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述硅橡胶复合材料的原料中，甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯的重量比为65-75：26-32：7-13：8-13：5-10。
3.根据权利要求1或2所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述硅橡胶复合材料的原料中，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、甲基三丁酮肟基硅烷、三聚异氰酸三烯丙酯的重量比为1.5-2.3：0.8-1.4：0.8-1.3。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶70-73份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28-31份、三元乙丙橡胶10-12份、顺丁橡胶9-11份、聚氨酯6.5-7.3份、乙烯-辛烯共聚物3.5-4.2份、氧化锌1-1.6份、硬脂酸1.3-1.8份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷1.8-2.2份、甲基三丁酮肟基硅烷0.9-1.2份、三聚异氰酸三烯丙酯1-1.3份、复合颜填料28-32份、催化剂0.35-0.4份、防老剂1.3-1.6份、磷酸三甲苯酯3.8-4.3份、密胺树脂3.2-4份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述硅橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶72份、甲基乙烯基苯基硅橡胶28份、三元乙丙橡胶11份、顺丁橡胶10份、聚氨酯7份、乙烯-辛烯共聚物3.6份、氧化锌1.3份、硬脂酸1.5份、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2份、甲基三丁酮肟基硅烷1份、三聚异氰酸三烯丙酯1.2份、复合颜填料30份、催化剂0.38份、防老剂1.5份、磷酸三甲苯酯4份、密胺树脂3.5份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶的粘度为25-40Pa.s。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述复合颜填料按照以下工艺进行制备：按重量份将5份氧化铈、10份氢氧化铝、6份氢氧化镁、3.2份微胶囊化红磷、20份纳米碳酸钙、5.5份氧化铁、6份硅藻土和12份碳化硅加入45份乙醇中，搅拌30min后加入3.5份乙烯基三氯硅烷、4份六甲基环三硅氮烷、8份四甲基二乙烯基二硅氧烷和2份咪唑类离子液体，升温至40℃后搅拌30min，然后经过滤、洗涤、干燥得到所述复合颜填料。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为20-45nm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述耐高温高阻燃硅胶管，其特征在于，所述防老剂为防老剂MB、防老剂DM、防老剂4020、防老剂MC、防老剂4010NA中的一种或者多种的混合物。
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