CN108795058A - 一种电力电缆用阻燃材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其是涉及一种电力电缆用阻燃材料。该阻燃材料配方如下：阻燃剂20‑40份、硅橡胶30‑60份、白炭黑5‑11份、玻璃粉5‑10份、复配剂2‑8份、硼纤维1‑10份、催化剂3‑7份、硫化剂1‑3份。本发明电力电缆用阻燃材料保证了电力电缆的运行安全，避免电缆着火，放电引发的安全事故。

Description

一种电力电缆用阻燃材料
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其是涉及一种电力电缆用阻燃材料。
背景技术
目前电力电缆在防火、绝缘性能比较差，电力电缆着火、漏电的情况时有发生，这样情况给供电系统带来非常大的安全隐患，影响供电系统的稳定。
公开号为CN 105924180 A的文献公开了一种耐火阻燃材料，其组分及各组分的质量份数为碳化硅30-40份、硅藻土8-10份、高铝微粉20-25份、耐火水泥15-20份、硅微粉3-6份、三聚氰胺1-2份。借由上述技术方案，虽然该耐火阻燃材料，耐高温、隔热性好、强度高，使用方便、成本低，且使用寿命长，但该阻燃材料采用主要原料为碳化硅，此材料绝缘性能比较差，有待提高。
公开号为CN 108017851 A的文献公开了一种电缆阻燃材料，由下列物质制成：PVC塑料、生物碳粉、沸石粉、石榴石粉、红柱石粉、硅烷偶联剂、硬脂酸锌、硬脂酸镁、阻燃剂、硫酸二甲酯。虽然阻燃层的阻燃效果超过了电线防火等级VW-1，且其与普通电缆阻燃材料相比，拉伸强度提高了25％以上，耐冲击强度提高了20％以上，但该阻燃材料使用 PVC塑料燃烧时产生大量的有毒有害气体，污染环境，不够环保。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电力电缆用阻燃材料，保证电力电缆的运行安全，避免电缆着火，放电引发的安全事故。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电力电缆用阻燃材料，由如下重量份的物质制成：
阻燃剂20-40份、硅橡胶30-60份、白炭黑5-11份、玻璃粉5-10份、复配剂2-8份、硼纤维1-10份、催化剂3-7份，硫化剂1-3份。
优选的,由如下重量份的物质制成：
阻燃剂35份，硅橡胶40份、白炭黑7份、玻璃粉8份、复配剂4.5份、硼纤维5份、催化剂3.5份，硫化剂2份。
进一步的,所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
进一步的,所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
进一步的,所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
进一步的,所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
进一步的,所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为100-200目。
进一步的,所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
进一步的,,所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种电力电缆用阻燃材料,本发明对电力通过在硅橡胶中加入无机阻燃复配体系，大大提高了其阻燃性能和机械性能，加入的水滑石和氢氧化铝复配体系，在燃烧时受热分解产生二氧化碳和水蒸汽，并且吸收一定的热量，保护硅橡胶不会快速受热分解，使燃烧物表面的氧气被稀释和隔离，烟雾和可燃气体的产生受到抑制。并且能够在软化的熔融聚合物表面形成稳定的焦炭层，进一步阻止燃烧过程及火焰通过燃烧物蔓延。水滑石和氢氧化铝颗粒大小为100-200目，能够在制备过程中与各组分分散均匀，增强其机械性能,避免传统线缆行业采用的阻燃材料都含有很多卤素，燃烧会产生大量的HCl气体和烟雾，使得火灾二次危害性增加。
2、本发明采用催化剂为铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液，在高温条件下催化橡胶有机基团发生交联反应，催化剂使得硅橡胶的热稳定性能和阻燃性能大大提高，催化剂铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液的加入能够引起CH3一Si化学键的断裂及自由基耦合，以此形成交联点，形成绝缘阻隔层，大大提高了其绝缘性能，而且催化剂采用溶液，加速各组分配方的溶解性能。
3、本发明助熔剂采用硼纤维，在高温环境下，与各组分熔融，生成液相，反应过程生成一定强度的陶瓷体，陶瓷体可以在提高陶瓷硅橡胶热稳定性的同时，作为硅橡胶分解后的支撑骨架原料，强度足够。硫化剂为过氧化二异丙苯，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，并能提高或改善硫化胶物理机械性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂20份、硅橡胶30份、白炭黑5份、玻璃粉5份、复配剂2份、硼纤维1份、催化剂3份、硫化剂1份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为150目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
实施例2
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂40份、硅橡胶60份、白炭黑11份、玻璃粉10份、复配剂8份、硼纤维10份、催化剂7份、硫化剂3份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为200目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
实施例3
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂30份、硅橡胶50份、白炭黑7份、玻璃粉8份、复配剂6份、硼纤维5份、催化剂5份、硫化剂2份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为150目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
实施例4
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂35份、硅橡胶40份、白炭黑7份、玻璃粉8份、复配剂4.5份、硼纤维5份、催化剂3.5份、硫化剂2份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为150目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
实施例5
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂30份、硅橡胶45份、白炭黑7份、玻璃粉9份、复配剂6份、硼纤维7份、催化剂4份、硫化剂2份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为200目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
实施例6
一种电力电缆用阻燃材料，配方为:阻燃剂35份、硅橡胶45份、白炭黑7份、玻璃粉8份、复配剂8份、硼纤维6份、催化剂7份、硫化剂1份。
所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为100目。
所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
加工工艺：将复配剂按配方中规定的颗粒大小准备好备用，将白炭黑分批加入硅橡胶中分散均匀，在开炼机上塑炼10min后，加入除硫化剂外的所有其他组分，混炼15min，最后加入硫化剂混炼2min，最后在开炼机上出片。
将上述实施例1-6得到的样片分别进行性能测试，性能测试包括以下几部分：机械力学性能测试，绝缘性能测试，阻燃性能测试；使用D LL-5000全电脑拉力试验机按照GB /T528-2009和氧指数测定通过氧指数测定仪按GB 10707—2008进行机械力学性能测试，使用ZC-90G按照GB/T 1410—2006进行绝缘性能测试，阻燃性能测试通过一级燃烧试验：用镊子夹住样品端，然后垂直接触酒精灯火焰7s，再将样品移离火焰，记录样品燃烧时间。
实施例1-6得到的性能测试结果如下表所示：
1、机械性能测试
表1：机械力学性能
2.绝缘性能测试
表2：绝缘性能测试
3.阻燃性能测试
表3：阻燃性能测试
样品 一级燃烧/S
实施例1 68
实施例2 75
实施例3 76
实施例4 82
实施例5 79
实施例6 70
从上述表中看出，实施例1-6的各项综合性能良好，机械力学性能、绝缘性能、阻燃性能良好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于，由如下重量份的物质制成：
阻燃剂20-40份、硅橡胶30-60份、白炭黑5-11份、玻璃粉5-10份、复配剂2-8份、硼纤维1-10份、催化剂3-7份、硫化剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,由如下重量份的物质制成：
阻燃剂35份，硅橡胶40份、白炭黑7份、玻璃粉8份、复配剂4.5份、硼纤维5份、催化剂3.5份，硫化剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述阻燃剂为磷酸甲苯二苯酯或磷酸三甲苯酯。
5.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述复配剂为氢氧化铝和水滑石的结合。
6.根据权利要求5所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,
所述氢氧化铝和所述水滑石的重量比为1:1。
7.根据权利要求5所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述氢氧化铝和所述水滑石的颗粒大小为100-200目。
8.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述催化剂为铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。
9.根据权利要求1所述的一种电力电缆用阻燃材料，其特征在于,所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
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