CN105924968A - 一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料 - Google Patents

一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶30‑60份、酚醛树脂5‑15份、环氧树脂E‑513‑9份、聚酰胺树脂2‑8份、过氧化二异丙苯1‑6份、马来酸酐2‑8份、丙烯酸3‑7份、甲基丙烯酸1‑4份、氧化锌2‑5份、硬脂酸钠3‑5份、多磷酸酯4‑8份、低密度聚乙烯1‑6份、液体石蜡3‑5份、苯乙烯2‑4份、云母氧化铁1‑5份、磷酸锌3‑8份、纳米二氧化硅1‑6份、纳米石墨2‑5份、炭黑3‑5份、氧化铝3‑6份、阻燃剂2‑8份、正硅酸乙酯2‑5份、二月桂酸二丁基锡3‑6份、相溶剂1‑4份、抗氧剂2‑6份。本发明的电缆材料具有优异的阻燃和防腐性能。

Description

一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，尤其涉及一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料。
背景技术
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。电缆料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电线电缆需求就有电缆料的市场。电线电缆产品中除钢芯铝绞线、电磁线等裸线产品外几乎都需要绝缘层口。目前我国有电线电缆生产企业近5000家，又有城乡电网改造、西部大开发及通信设施大面积升级改造对电线电缆产品的巨大需求，因而从一段时间来看，电缆料在我国具有广泛的市场发展前景。
目前市场上的硅橡胶电缆料的阻燃防腐性能无法满足实际使用时的需求，因此亟需开发一种具有优异高阻燃防腐的电缆材料。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，具有优异的阻燃和防腐性能。
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶30-60份、酚醛树脂5-15份、环氧树脂E-513-9份、聚酰胺树脂2-8份、过氧化二异丙苯1-6份、马来酸酐2-8份、丙烯酸3-7份、甲基丙烯酸1-4份、氧化锌2-5份、硬脂酸钠3-5份、多磷酸酯4-8份、低密度聚乙烯1-6份、液体石蜡3-5份、苯乙烯2-4份、云母氧化铁1-5份、磷酸锌3-8份、纳米二氧化硅1-6份、纳米石墨2-5份、炭黑3-5份、氧化铝3-6份、阻燃剂2-8份、正硅酸乙酯2-5份、二月桂酸二丁基锡3-6份、相溶剂1-4份、抗氧剂2-6份。
优选地，改性硅橡胶按如下工艺进行制备：将端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至100-120℃，进行真空脱气后降温至60-80℃，恒温反应2-4h，真空脱气10-30min，冷却至室温得到物料a；将硅橡胶加热至120-140℃，抽真空10-30min，降温至45-55℃，然后加入物料a，升温至110-130℃，保温1-3h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
优选地，改性硅橡胶的制备工艺中，端羟基聚丁二烯、甲苯二异氰酸酯和硅橡胶的重量比为2-5：3-8：5-15。
优选地，改性硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂E-51和聚酰胺树脂的重量比为35-55：8-12：4-8：3-7。
优选地，改性硅橡胶、过氧化二异丙苯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、正硅酸乙酯、二月桂酸二丁基锡、阻燃剂、相溶剂和抗氧剂的重量比为35-55：2-5：3-7：4-6：2-3：2.5-3.5：2.5-4.5：4-5：3-7：2-3：3-5。
优选地，氧化锌、硬脂酸钠、多磷酸酯、低密度聚乙烯、液体石蜡、云母氧化铁、磷酸锌、纳米二氧化硅、纳米石墨、炭黑和氧化铝的重量比为3-4：3.5-4.5：5-7：2-5：3.5-4.5：2-4：4-7：2-5：3-4：3.5-4.5：4-5。
优选地，其原料按重量份包括：改性硅橡胶35-55份、酚醛树脂8-12份、环氧树脂E-514-8份、聚酰胺树脂3-7份、过氧化二异丙苯2-5份、马来酸酐3-7份、丙烯酸4-6份、甲基丙烯酸2-3份、氧化锌3-4份、硬脂酸钠3.5-4.5份、多磷酸酯5-7份、低密度聚乙烯2-5份、液体石蜡3.5-4.5份、苯乙烯2.5-3.5份、云母氧化铁2-4份、磷酸锌4-7份、纳米二氧化硅2-5份、纳米石墨3-4份、炭黑3.5-4.5份、氧化铝4-5份、阻燃剂3-7份、正硅酸乙酯3-4份、二月桂酸二丁基锡4-5份、相溶剂2-3份、抗氧剂3-5份。
优选地，其原料按重量份包括：改性硅橡胶45份、酚醛树脂10份、环氧树脂E-51 6份、聚酰胺树脂5份、过氧化二异丙苯3.5份、马来酸酐5份、丙烯酸5份、甲基丙烯酸2.5份、氧化锌3.5份、硬脂酸钠4份、多磷酸酯6份、低密度聚乙烯3.5份、液体石蜡4份、苯乙烯3份、云母氧化铁3份、磷酸锌5.5份、纳米二氧化硅3.5份、纳米石墨3.5份、炭黑4份、氧化铝4.5份、阻燃剂5份、正硅酸乙酯3.5份、二月桂酸二丁基锡4.5份、相溶剂2.5份、抗氧剂4份。
本发明的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料采用常规的加工工艺制备得到。
本发明的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料包括改性硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂E-51、聚酰胺树脂、过氧化二异丙苯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、氧化锌、硬脂酸钠、多磷酸酯、低密度聚乙烯、液体石蜡、苯乙烯、云母氧化铁、磷酸锌、纳米二氧化硅、纳米石墨、炭黑、氧化铝、阻燃剂、正硅酸乙酯、二月桂酸二丁基锡、相溶剂和抗氧剂。其中以改性硅橡胶作为基础树脂，辅助添加酚醛树脂、环氧树脂E-51和聚酰胺树脂作为补强料，与主料改性硅橡胶配合，有效提高了主料的阻燃和防腐性能；添加的过氧化二异丙苯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、硬脂酸钠、多磷酸酯、低密度聚乙烯、液体石蜡、苯乙烯、阻燃剂、正硅酸乙酯、二月桂酸二丁基锡、相溶剂和抗氧剂作为助剂，与主料改性硅橡胶配合，有效提高了主料改性硅橡胶的综合性能，从而有效提高了本发明电缆材料的阻燃和防腐性能；添加的氧化锌、云母氧化铁、磷酸锌、纳米二氧化硅、纳米石墨、炭黑和氧化铝作为填料，与主料配合，有效提高了主料改性硅橡胶的阻燃和防腐性能；添加的改性硅橡胶以端羟基聚丁二烯、甲苯二异氰酸酯和硅橡胶为原料，通过釆用预聚体法，因反应分步进行，使得反应活性弱的反应有足够的时间进行，反应比较彻底，得到的预聚体再与固化剂反应，制得的弹性体避免了硬段过于集中的情况，性能得到改善；利用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体中端异氰酸酯基活性很髙的特点，使其与环氧树脂分子链中的氢基反应，从而使聚氨酯预聚体以化学键合的形式接枝到环氧树脂主体结构中，得到端氢基聚丁二稀橡胶改性环氧树脂预聚物，有效提高了本发明电缆材料的力学性能和阻燃性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
具体实施方式中，改性硅橡胶的重量份可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份；酚醛树脂的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；环氧树脂E-51的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；聚酰胺树脂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；过氧化二异丙苯的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；马来酸酐的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；丙烯酸的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份；甲基丙烯酸的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；氧化锌的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；硬脂酸钠的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；多磷酸酯的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；低密度聚乙烯的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；液体石蜡的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份；苯乙烯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份；云母氧化铁的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；磷酸锌的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份；纳米二氧化硅的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；纳米石墨的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；炭黑的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、-5份；氧化铝的重量份可以为3-6份；阻燃剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；正硅酸乙酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、二月桂酸二丁基锡的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；相溶剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；抗氧剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份。
实施例1
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶45份、酚醛树脂10份、环氧树脂E-51 6份、聚酰胺树脂5份、过氧化二异丙苯3.5份、马来酸酐5份、丙烯酸5份、甲基丙烯酸2.5份、氧化锌3.5份、硬脂酸钠4份、多磷酸酯6份、低密度聚乙烯3.5份、液体石蜡4份、苯乙烯3份、云母氧化铁3份、磷酸锌5.5份、纳米二氧化硅3.5份、纳米石墨3.5份、炭黑4份、氧化铝4.5份、阻燃剂5份、正硅酸乙酯3.5份、二月桂酸二丁基锡4.5份、相溶剂2.5份、抗氧剂4份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将3.5份端羟基聚丁二烯和5.5份甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至110℃，进行真空脱气后降温至70℃，恒温反应3h，真空脱气20min，冷却至室温得到物料a；将10份硅橡胶加热至130℃，抽真空20min，降温至50℃，然后加入物料a，升温至120℃，保温2h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
实施例2
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶30份、酚醛树脂15份、环氧树脂E-51 3份、聚酰胺树脂8份、过氧化二异丙苯1份、马来酸酐8份、丙烯酸3份、甲基丙烯酸4份、氧化锌2份、硬脂酸钠5份、多磷酸酯4份、低密度聚乙烯6份、液体石蜡3份、苯乙烯4份、云母氧化铁1份、磷酸锌8份、纳米二氧化硅1份、纳米石墨5份、炭黑3份、氧化铝6份、阻燃剂2份、正硅酸乙酯5份、二月桂酸二丁基锡3份、相溶剂4份、抗氧剂2份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将2份端羟基聚丁二烯和8份甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至100℃，进行真空脱气后降温至80℃，恒温反应2h，真空脱气30min，冷却至室温得到物料a；将5份硅橡胶加热至140℃，抽真空10min，降温至55℃，然后加入物料a，升温至110℃，保温3h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
实施例3
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶60份、酚醛树脂5份、环氧树脂E-51 9份、聚酰胺树脂2份、过氧化二异丙苯6份、马来酸酐2份、丙烯酸7份、甲基丙烯酸1份、氧化锌5份、硬脂酸钠3份、多磷酸酯8份、低密度聚乙烯1份、液体石蜡5份、苯乙烯2份、云母氧化铁5份、磷酸锌3份、纳米二氧化硅6份、纳米石墨2份、炭黑5份、氧化铝3份、阻燃剂8份、正硅酸乙酯2份、二月桂酸二丁基锡6份、相溶剂1份、抗氧剂6份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将5份端羟基聚丁二烯和3份甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至120℃，进行真空脱气后降温至60℃，恒温反应4h，真空脱气10min，冷却至室温得到物料a；将15份硅橡胶加热至120℃，抽真空30min，降温至45℃，然后加入物料a，升温至130℃，保温1h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
实施例4
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶35份、酚醛树脂12份、环氧树脂E-51 4份、聚酰胺树脂7份、过氧化二异丙苯2份、马来酸酐7份、丙烯酸4份、甲基丙烯酸3份、氧化锌3份、硬脂酸钠4.5份、多磷酸酯5份、低密度聚乙烯5份、液体石蜡3.5份、苯乙烯3.5份、云母氧化铁2份、磷酸锌7份、纳米二氧化硅2份、纳米石墨4份、炭黑3.5份、氧化铝5份、阻燃剂3份、正硅酸乙酯4份、二月桂酸二丁基锡4份、相溶剂3份、抗氧剂3份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将3份端羟基聚丁二烯和7份甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至105℃，进行真空脱气后降温至75℃，恒温反应2.5h，真空脱气25min，冷却至室温得到物料a；将8份硅橡胶加热至135℃，抽真空15min，降温至52℃，然后加入物料a，升温至115℃，保温2.5h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
实施例5
本发明提出的一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性硅橡胶55份、酚醛树脂8份、环氧树脂E-51 8份、聚酰胺树脂3份、过氧化二异丙苯5份、马来酸酐3份、丙烯酸6份、甲基丙烯酸2份、氧化锌4份、硬脂酸钠3.5份、多磷酸酯7份、低密度聚乙烯2份、液体石蜡4.5份、苯乙烯2.5份、云母氧化铁4份、磷酸锌4份、纳米二氧化硅5份、纳米石墨3份、炭黑4.5份、氧化铝4份、阻燃剂7份、正硅酸乙酯3份、二月桂酸二丁基锡5份、相溶剂2份、抗氧剂5份。
改性硅橡胶按如下工艺进行制备：按重量份将4份端羟基聚丁二烯和4份甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至115℃，进行真空脱气后降温至65℃，恒温反应3.5h，真空脱气15min，冷却至室温得到物料a；将12份硅橡胶加热至125℃，抽真空25min，降温至48℃，然后加入物料a，升温至125℃，保温1.5h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
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 (8)

1.一种高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性硅橡胶30-60份、酚醛树脂5-15份、环氧树脂E-513-9份、聚酰胺树脂2-8份、过氧化二异丙苯1-6份、马来酸酐2-8份、丙烯酸3-7份、甲基丙烯酸1-4份、氧化锌2-5份、硬脂酸钠3-5份、多磷酸酯4-8份、低密度聚乙烯1-6份、液体石蜡3-5份、苯乙烯2-4份、云母氧化铁1-5份、磷酸锌3-8份、纳米二氧化硅1-6份、纳米石墨2-5份、炭黑3-5份、氧化铝3-6份、阻燃剂2-8份、正硅酸乙酯2-5份、二月桂酸二丁基锡3-6份、相溶剂1-4份、抗氧剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，改性硅橡胶按如下工艺进行制备：将端羟基聚丁二烯和甲苯二异氰酸酯混合均匀，然后升温至100-120℃，进行真空脱气后降温至60-80℃，恒温反应2-4h，真空脱气10-30min，冷却至室温得到物料a；将硅橡胶加热至120-140℃，抽真空10-30min，降温至45-55℃，然后加入物料a，升温至110-130℃，保温1-3h，出料，冷却至室温得到改性硅橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，改性硅橡胶的制备工艺中，端羟基聚丁二烯、甲苯二异氰酸酯和硅橡胶的重量比为2-5：3-8：5-15。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，改性硅橡胶、酚醛树脂、环氧树脂E-51和聚酰胺树脂的重量比为35-55：8-12：4-8：3-7。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，改性硅橡胶、过氧化二异丙苯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、正硅酸乙酯、二月桂酸二丁基锡、阻燃剂、相溶剂和抗氧剂的重量比为35-55：2-5：3-7：4-6：2-3：2.5-3.5：2.5-4.5：4-5：3-7：2-3：3-5。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，氧化锌、硬脂酸钠、多磷酸酯、低密度聚乙烯、液体石蜡、云母氧化铁、磷酸锌、纳米二氧化硅、纳米石墨、炭黑和氧化铝的重量比为3-4：3.5-4.5：5-7：2-5：3.5-4.5：2-4：4-7：2-5：3-4：3.5-4.5：4-5。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性硅橡胶35-55份、酚醛树脂8-12份、环氧树脂E-514-8份、聚酰胺树脂3-7份、过氧化二异丙苯2-5份、马来酸酐3-7份、丙烯酸4-6份、甲基丙烯酸2-3份、氧化锌3-4份、硬脂酸钠3.5-4.5份、多磷酸酯5-7份、低密度聚乙烯2-5份、液体石蜡3.5-4.5份、苯乙烯2.5-3.5份、云母氧化铁2-4份、磷酸锌4-7份、纳米二氧化硅2-5份、纳米石墨3-4份、炭黑3.5-4.5份、氧化铝4-5份、阻燃剂3-7份、正硅酸乙酯3-4份、二月桂酸二丁基锡4-5份、相溶剂2-3份、抗氧剂3-5份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高阻燃防腐改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性硅橡胶45份、酚醛树脂10份、环氧树脂E-51 6份、聚酰胺树脂5份、过氧化二异丙苯3.5份、马来酸酐5份、丙烯酸5份、甲基丙烯酸2.5份、氧化锌3.5份、硬脂酸钠4份、多磷酸酯6份、低密度聚乙烯3.5份、液体石蜡4份、苯乙烯3份、云母氧化铁3份、磷酸锌5.5份、纳米二氧化硅3.5份、纳米石墨3.5份、炭黑4份、氧化铝4.5份、阻燃剂5份、正硅酸乙酯3.5份、二月桂酸二丁基锡4.5份、相溶剂2.5份、抗氧剂4份。
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