CN109021576A - 一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑30‑60份，羟基硅油1‑5份，二甲基二乙氧基硅烷0.1‑1份，多乙烯基羟基硅油1‑5份，导热填料0.5‑5份，瓷化粉30‑80份，钛白粉1‑5份，专用脱模剂0.5‑5份，乙烯基三乙氧基硅烷1‑10份，氧化铝1‑5份，铂金0.001‑0.1份。本发明还公开了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，不仅具有良好的机械性能，而且在遇到明火烧蚀时，可烧结形成坚硬的陶瓷体，起到隔绝火焰和防火的作用，从而保证了火灾情况下线路正常运行，且不易发生短路等二次灾害，保证了电力和通讯的正常工作。

Description

一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制造技术领域，特别是涉及一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法。
背景技术
现有的安全电缆一般由硅橡胶制成。硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作。引入苯基后，可达-73℃。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。
但是，硅橡胶在遇到明火烧蚀的过程中，表面会被烧着而使得表面出现气孔和裂纹，从而失去对内部电缆的保护效果，防火性能差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑30-60份，羟基硅油1-5份，二甲基二乙氧基硅烷0.1-1份，多乙烯基羟基硅油1-5份，导热填料0.5-5份，瓷化粉30-80份，钛白粉1-5份，专用脱模剂0.5-5份，乙烯基三乙氧基硅烷1-10份，氧化铝1-5份，铂金0.001-0.1份。
进一步地，所述甲基乙烯基聚硅氧烷中乙烯基摩尔百分比含量为0.01％-3.0％。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，瓷化粉由白云母、复配玻璃粉、氧化钙、石英粉、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理的硅灰石、经氨基硅烷偶联剂处理的煅烧高岭土、蒙脱土配合而成。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，导热填料为氧化锌或氧化镁。
一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
S1：在捏合机内加入甲基乙烯基聚硅氧烷，搅拌5-10min，然后依次加入气相白炭黑、羟基硅油、乙烯基羟基硅油以及二甲基二乙氧基硅烷，分多次加入，每次加入后均搅拌10-15min，然后捏合成型；
S2：向捏合机依次加入钛白粉、瓷化粉、导热填料、氧化铝、专用脱模剂以及乙烯基三乙氧基硅烷，分多次加入，每次加入后均搅拌10-15min，然后捏合成型；
S3：将捏合机内的温度升高至120℃，进行捏合成型，捏合完成后保温抽真空热炼；
S4：向捏合机通冷却水，使捏合机内降温至70℃，然后加入铂金，捏合成型；
S5：从捏合机内取出捏合成型后的混料，然后冷却至室温，过滤后得到混炼硅橡胶。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，S3中捏合的时间为1h。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，S3中热炼的时间为1h。
一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，包括以下步骤：
S1：将制备好的阻燃陶瓷化硅橡胶加入至捏合机内，然后向捏合机内加入双二四硫化剂，进行捏合，使双二四硫化剂均匀加入至混炼硅橡胶内；
S2:取出混炼硅橡胶，将其加入至模具中进行硫化；
S3:将硫化后的混炼硅橡胶加入至马弗炉中进行瓷化，瓷化后得到成瓷后的硅橡胶。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，S2中硫化时间5-10分钟，硫化温度为125-175℃。
前所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，S3中马弗炉内的温度为800-900℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以高分子的甲基乙烯基聚硅氧烷作为生胶，混入各种填料，在加热加压的条件下制成，具有良好的耐高温性能，在高温下可以保持良好的柔韧性、回弹性和表面硬度；另外，在遇到明火烧蚀时，可烧结形成坚硬的陶瓷体，起到隔绝火焰和防火的作用，从而保证了火灾情况下线路正常运行，且不易发生短路等二次灾害，保证了电力和通讯的正常工作；
(2)本发明在原料中加入气相白炭黑，作为硅橡胶的主要补强材料，使材料的强度提高了10-20倍；加入少量铂金，具有良好的延展性，而且耐熔、耐摩擦，高温稳定性强，保证了材料的耐高温耐火性能；又加入氧化铝，在材料烧结形成陶瓷体时会形成氧化铝陶瓷，以刚玉为主晶相的陶瓷材料，不仅具有良好的机械性能，而且硬度大，耐高温，绝缘电阻高，同时还具有良好的耐化学腐蚀性能，使材料的使用寿命延长了25-30％；
(3)本发明在使用时对硅橡胶进行硫化，在高温高压下硫化成弹性体，再经过加热瓷化，形成成瓷后的硅橡胶，保证了材料的隔绝火焰和防火的性能，同时还具有良好的物理机械性能。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：乙烯基摩尔百分比含量为0.05％的甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑35份，羟基硅油5份，二甲基二乙氧基硅烷1份，多乙烯基羟基硅油3份，导热填料1份，瓷化粉60份，钛白粉2份，专用脱模剂0.5份，乙烯基三乙氧基硅烷1份，氧化铝2份，铂金0.1份。
其中，瓷化粉由白云母、多种低软化点(350℃-600℃)的复配玻璃粉、氧化钙、石英粉、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理的硅灰石、经氨基硅烷偶联剂处理的煅烧高岭土、蒙脱土配合而成。导热填料为氧化锌或氧化镁。
本实施例还提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，，包括以下步骤：
S1：在捏合机内加入甲基乙烯基聚硅氧烷，搅拌5-10min，然后依次加入气相白炭黑、羟基硅油、乙烯基羟基硅油以及二甲基二乙氧基硅烷，分4次加入，每次加入后均搅拌10min，然后捏合成型；
S2：向捏合机依次加入钛白粉、瓷化粉、导热填料、氧化铝、专用脱模剂以及乙烯基三乙氧基硅烷，分4次加入，每次加入后均搅拌10-15min，然后捏合成型；
S3：将捏合机内的温度升高至120℃，进行捏合成型，捏合时间为1h，捏合完成后保温抽真空热炼1h；
S4：向捏合机通冷却水，使捏合机内降温至70℃，然后加入铂金，捏合成型；
S5：从捏合机内取出捏合成型后的混料，然后冷却至室温，过滤后得到混炼硅橡胶。
上述的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶制备好后，在使用过程中先将其加入至捏合机内，然后向捏合机内加入1％双二四硫化剂，进行捏合，使双二四硫化剂均匀加入至混炼硅橡胶内，然后取出混炼硅橡胶，将其加入至模具中进行硫化，硫化时间10分钟，硫化温度为125℃，硫化后进行老化测试，测试温度为200℃，测试时间为240h，测试合格后将混炼硅橡胶加入至900℃的马弗炉中进行瓷化2h，瓷化后得到成瓷后的硅橡胶。
实施例2
本实施例提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：乙烯基摩尔百分比含量为0.05％的甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑45份，羟基硅油5份，二甲基二乙氧基硅烷1份，多乙烯基羟基硅油3份，导热填料1份，瓷化粉50份，钛白粉2份，专用脱模剂0.5份，乙烯基三乙氧基硅烷1份，氧化铝2份，铂金0.1份。
其中，瓷化粉由白云母、多种低软化点(350℃-600℃)复配玻璃粉、氧化钙、石英粉、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理的硅灰石、经氨基硅烷偶联剂处理的煅烧高岭土、蒙脱土配合而成。导热填料为氧化锌或氧化镁。
本实施例还提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，，包括以下步骤：
S1：在捏合机内加入甲基乙烯基聚硅氧烷，搅拌10min，然后依次加入气相白炭黑、羟基硅油、乙烯基羟基硅油以及二甲基二乙氧基硅烷，分5次加入，每次加入后均搅拌15min，然后捏合成型；
S2：向捏合机依次加入钛白粉、瓷化粉、导热填料、氧化铝、专用脱模剂以及乙烯基三乙氧基硅烷，分5次加入，每次加入后均搅拌15min，然后捏合成型；
S3：将捏合机内的温度升高至120℃，进行捏合成型，捏合时间为1h，捏合完成后保温抽真空热炼1h；
S4：向捏合机通冷却水，使捏合机内降温至70℃，然后加入铂金，捏合成型；
S5：从捏合机内取出捏合成型后的混料，然后冷却至室温，过滤后得到混炼硅橡胶。
上述的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶制备好后，在使用过程中先将其加入至捏合机内，然后向捏合机内加入1.2％双二四硫化剂，进行捏合，使双二四硫化剂均匀加入至混炼硅橡胶内，然后取出混炼硅橡胶，将其加入至模具中进行硫化，硫化时间10分钟，硫化温度为125℃，硫化后进行老化测试，测试温度为200℃，测试时间为240h，测试合格后将混炼硅橡胶加入至800℃的马弗炉中进行瓷化3h，瓷化后得到成瓷后的硅橡胶。
实施例3
本实施例提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，由以下重量份的原料制备而成：乙烯基摩尔百分比含量为0.12％的甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑40份，羟基硅油5份，二甲基二乙氧基硅烷1份，多乙烯基羟基硅油3份，导热填料1份，瓷化粉60份，钛白粉2份，专用脱模剂0.5份，乙烯基三乙氧基硅烷1份，氧化铝2份，铂金0.001-0.1份。
其中，瓷化粉由白云母、多种低软化点(350℃-600℃)复配玻璃粉、氧化钙、石英粉、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理的硅灰石、经氨基硅烷偶联剂处理的煅烧高岭土、蒙脱土配合而成。导热填料为氧化锌或氧化镁。
本实施例还提供了一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，，包括以下步骤：
S1：在捏合机内加入甲基乙烯基聚硅氧烷，搅拌10min，然后依次加入气相白炭黑、羟基硅油、乙烯基羟基硅油以及二甲基二乙氧基硅烷，分5次加入，每次加入后均搅拌15min，然后捏合成型；
S2：向捏合机依次加入钛白粉、瓷化粉、导热填料、氧化铝、专用脱模剂以及乙烯基三乙氧基硅烷，分5次加入，每次加入后均搅拌15min，然后捏合成型；
S3：将捏合机内的温度升高至120℃，进行捏合成型，捏合时间为1h，捏合完成后保温抽真空热炼1h；
S4：向捏合机通冷却水，使捏合机内降温至70℃，然后加入铂金，捏合成型；
S5：从捏合机内取出捏合成型后的混料，然后冷却至室温，过滤后得到混炼硅橡胶。
上述的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶制备好后，在使用过程中先将其加入至捏合机内，然后向捏合机内加入0.7％双二四硫化剂，进行捏合，使双二四硫化剂均匀加入至混炼硅橡胶内，然后取出混炼硅橡胶，将其加入至模具中进行硫化，硫化时间5分钟，硫化温度为175℃，硫化后进行老化测试，测试温度为200℃，测试时间为240h，测试合格后将混炼硅橡胶加入至900℃的马弗炉中进行瓷化3h，瓷化后得到成瓷后的硅橡胶。
本发明制得的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，在经过测试后得到的典型性能结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制得的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，不仅机械性能良好，而且具有良好的电气性能，另外，耐火耐高温性能大大提高，使材料的适用范围更广，使用寿命大大延长。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：甲基乙烯基聚硅氧烷100份，气相白炭黑30-60份，羟基硅油1-5份，二甲基二乙氧基硅烷0.1-1份，多乙烯基羟基硅油1-5份，导热填料0.5-5份，瓷化粉30-80份，钛白粉1-5份，专用脱模剂0.5-5份，乙烯基三乙氧基硅烷1-10份，氧化铝1-5份，铂金 0.001-0.1份。
2.根据权利要求1所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于：所述甲基乙烯基聚硅氧烷中乙烯基摩尔百分比含量为0.01%-3.0%。
3.根据权利要求1所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于：所述瓷化粉由白云母、复配玻璃粉、氧化钙、石英粉、经甲基烷氧基硅烷偶联剂处理的硅灰石、经氨基硅烷偶联剂处理的煅烧高岭土、蒙脱土配合而成。
4.根据权利要求1所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于：所述导热填料为氧化锌或氧化镁。
5.一种如权利要求1-4任一所述的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在捏合机内加入甲基乙烯基聚硅氧烷，搅拌5-10min，然后依次加入气相白炭黑、羟基硅油、乙烯基羟基硅油以及二甲基二乙氧基硅烷，分多次加入，每次加入后均搅拌10-15min，然后捏合成型；
S2：向捏合机依次加入钛白粉、瓷化粉、导热填料、氧化铝、专用脱模剂以及乙烯基三乙氧基硅烷，分多次加入，每次加入后均搅拌10-15min，然后捏合成型；
S3：将捏合机内的温度升高至120℃，进行捏合成型，捏合完成后保温抽真空热炼；
S4：向捏合机通冷却水，使捏合机内降温至70℃，然后加入铂金，捏合成型；
S5：从捏合机内取出捏合成型后的混料，然后冷却至室温，过滤后得到混炼硅橡胶。
6.根据权利要求5所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述S3中捏合的时间为1h。
7.根据权利要求6所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于：所述S3中热炼的时间为1h。
8.一种如权利要求5-7任一所述的用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将制备好的阻燃陶瓷化硅橡胶加入至捏合机内，然后向捏合机内加入双二四硫化剂，进行捏合，使双二四硫化剂均匀加入至混炼硅橡胶内；
S2:取出混炼硅橡胶，将其加入至模具中进行硫化；
S3:将硫化后的混炼硅橡胶加入至马弗炉中进行瓷化，瓷化后得到成瓷后的硅橡胶。
9.根据权利要求8所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，其特征在于：所述S2中硫化时间5-10分钟，硫化温度为125-175℃。
10.根据权利要求8所述的一种用于安全电缆的阻燃陶瓷化硅橡胶的使用方法，其特征在于：所述S3中马弗炉内的温度为800-900℃。
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