CN109054396A - 一种电缆封堵材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆封堵材料及其制备方法,所述电缆封堵材料由以下重量份数的原料制成:甲基乙烯基硅橡胶30‑45份,轻质碳酸钙 0.5‑1份,白炭黑VN‑3 3‑6份,耐火纤维3‑8份,羟基硅油0.6‑1.5份,环烷油1‑2份,氢氧化铝10‑15份,过硫化钾0.2‑0.5份,硫化剂1‑3份和三烯丙基异氰脲酸酯0.5‑1.0份。本发明各种原料协同作用,所得材料硬度合适,机械强度高,抗老化性能优异,弹性好,阻燃性能优异,用于电缆与管道、墙体或者柜体之间的封堵,不容易产生裂缝和发生脱落。

Description

一种电缆封堵材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种电缆封堵材料及其制备方法。
背景技术
目前电力行业,对电缆封堵材料多采用有机防火堵料,有机防火堵料容易受外界紫外线温度、污秽度因素的影响,随着使用时间的加长,性能会进一步下降,以及对啮齿类动物防护能力也是有限的,不能对电缆和管道、墙体或者柜体之间形成长期坚韧有效的密封。
公开号为CN105949747A中国专利申请公开了一种电气柜封堵结构。所述电气柜的底面为复合防火板,所述复合防火板的下方为电缆井,所述复合防火板上设置有若干供电缆通过的孔洞,孔洞与电缆之间通过防火胶泥进行封堵,所述孔洞为倒锥形。所述防火胶泥由以下重量份数计的原料制成,异氰酸酯100份、四溴苯酐二醇40-60份、甲基乙烯基硅橡胶30-60份、硼硅酸盐10-30份、甲基磷酸二甲酯10-20份、聚丁烯油20-40份、聚乙基硅氧烷20-40份、云母粉20-30份、滑石粉10-20份、抗氧剂BHT5-10份。该专利防水、防尘、防有毒气体,防火阻燃、有韧性、重量轻,不会破碎或塌落。便于二次施工,成型后的封堵面可以用钻头钻孔,不会怕破坏整体结构,二次施工就位后,再用防火胶泥封堵即可。但是,该专利防火堵料的强度、韧性较差,容易脱落、塌陷。
公告号为CN103740107B的中国专利公开了一种不干性无卤有机防火堵料及其制备方法。所述不干性无卤有机防火堵料是将原料107基胶,高岭土,苯基硅油,阻燃剂,结构控制剂,补强剂,填料按一定比例取材。其制备方法是将107基胶,高岭土,苯基硅油,补强剂混合搅拌得到粘接树脂;将阻燃剂与填料放入搅拌机中混合搅拌得到预混填料;将粘接树脂和结构控制剂加入到预混填料中混合搅拌成粘性软团物,经挤出机挤出成型。该发明制得的不干性无卤有机防火堵料具有长期柔软性,良好的耐油性、耐火性,其制备工艺简单、生产周期短,遇火不会产生有毒气体并且可阻挡一定强度的核辐射等特点,可以广泛应用于机械管道、电缆等防火要求较高的封堵结构。但是,该专利防火堵料的强度、韧性仍然较差,在线路有振动时容易产生裂缝。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于提供一种电缆封堵材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶30-45份,轻质碳酸钙 0.5-1份,白炭黑VN-3 3-6份,耐火纤维3-8份,羟基硅油0.6-1.5份,环烷油1-2份,氢氧化铝10-15份,过硫化钾0.2-0.5份,硫化剂1-3份和三烯丙基异氰脲酸酯0.5-1.0份。
优选地,所述耐火纤维为莫来石纤维、氧化铝纤维或者氧化锆纤维。
优选地,所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、耐火纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在30-40℃条件下混炼5-10min,然后加入50-80份甲苯溶液搅拌20-30min,最后放入超声反应器中,超声处理5-15min;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,即得。
优选地,步骤(1)所述超声功率为400-600W。
优选地,步骤(2)所述的硫化温度为160-175℃,硫化时间10-15min。
本发明的积极有益效果:
1. 本发明甲基乙烯基硅橡胶耐高、低温性能优异,可在-50~250℃下长期工作,防潮、电绝缘性,耐电弧,电晕性,耐老化、耐臭氧性,表面不粘性和憎水性,压缩变形小,耐饱和蒸汽性;轻质碳酸钙、白炭黑VN-3提高了材料的机械强度;耐火纤维具有优异的网络结构,有利于各原料贯穿,增强了材料的机械强度,还增强了材料的阻燃性能;羟基硅油和环烷油是甲基乙烯基硅橡胶的结构控制剂;氢氧化铝进一步增强了材料的阻燃性能;过硫化钾、硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯形成优良的硫化体系,各原料之间容易交联成型。本申请各种原料协同作用,所得材料的邵氏(A)硬度为50-54度,硬度合适;拉伸强度可高达15.8MPa,抗热空气老化拉伸强度下降率≤3.8%,拉伸伸长率可高达325%,撕裂强度可高达23.5MPa,机械强度高,抗老化性能优异;回弹性可高达73%,弹性好;阻燃等级为V-0,阻燃性能优异,用于电缆与管道、墙体或者柜体之间的封堵,不容易产生裂缝和发生脱落。
2. 本发明将各种原料在甲苯溶液中超声反应器中处理,有利于各原料的充分分散和完全混合,有利于材料性能的提高。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式,对本发明进一步说明。
实施例1
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶30份,轻质碳酸钙 0.5份,白炭黑VN-3 3份,莫来石纤维3份,羟基硅油0.6份,环烷油1份,氢氧化铝10份,过硫化钾0.2份,双二五硫化剂1份和三烯丙基异氰脲酸酯0.5份。
所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,即双二五硫化剂。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、莫来石纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在30℃条件下混炼5min,然后加入60份甲苯溶液搅拌20min,最后放入超声反应器中,超声处理10min,超声功率为400W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为160℃,硫化时间12min,即得。
实施例2
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶32份,轻质碳酸钙 0.6份,白炭黑VN-3 3.5份,氧化铝纤维4份,羟基硅油0.8份,环烷油1.2份,氢氧化铝11份,过硫化钾0.25份,双二五硫化剂1.1份和三烯丙基异氰脲酸酯0.6份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化铝纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在32℃条件下混炼6min,然后加入50份甲苯溶液搅拌25min,最后放入超声反应器中,超声处理6min,超声功率为500W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为165℃,硫化时间10min,即得。
实施例3
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶35份,轻质碳酸钙 0.6份,白炭黑VN-3 4份,莫来石纤维4.3份,羟基硅油1.0份,环烷油1.5份,氢氧化铝12份,过硫化钾0.3份,双二五硫化剂1.3份和三烯丙基异氰脲酸酯0.6份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、莫来石纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在35℃条件下混炼10min,然后加入70份甲苯溶液搅拌30min,最后放入超声反应器中,超声处理15min,超声功率为600W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为170℃,硫化时间15min,即得。
实施例4
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶38份,轻质碳酸钙 0.7份,白炭黑VN-3 4.2份,氧化铝纤维5份,羟基硅油1.0份,环烷油1.6份,氢氧化铝12份,过硫化钾0.37份,双二五硫化剂1.5份和三烯丙基异氰脲酸酯0.7份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化铝纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在36℃条件下混炼8min,然后加入70份甲苯溶液搅拌25min,最后放入超声反应器中,超声处理10min,超声功率为500W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为170℃,硫化时间10min,即得。
实施例5
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶40份,轻质碳酸钙 0.7份,白炭黑VN-3 4.5份,氧化铝纤维5.2份,羟基硅油1.2份,环烷油1.8份,氢氧化铝13份,过硫化钾0.4份,双二五硫化剂1.6份和三烯丙基异氰脲酸酯0.7份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化铝纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在36℃条件下混炼8min,然后加入60份甲苯溶液搅拌20min,最后放入超声反应器中,超声处理12min,超声功率为400W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为170℃,硫化时间10min,即得。
实施例6
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶41份,轻质碳酸钙 0.8份,白炭黑VN-3 5份,氧化锆纤维6份,羟基硅油1.3份,环烷油1.8份,氢氧化铝14份,过硫化钾0.45份,双二五硫化剂2份和三烯丙基异氰脲酸酯0.8份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化锆纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在40℃条件下混炼5min,然后加入80份甲苯溶液搅拌25min,最后放入超声反应器中,超声处理8min,超声功率为600W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为165℃,硫化时间12min,即得。
实施例7
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶43份,轻质碳酸钙 0.9份,白炭黑VN-3 5.6份,氧化锆纤维6.3份,羟基硅油1.4份,环烷油2份,氢氧化铝14.5份,过硫化钾0.46份,双二五硫化剂2.5份和三烯丙基异氰脲酸酯0.9份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化锆纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在35℃条件下混炼10min,然后加入70份甲苯溶液搅拌30min,最后放入超声反应器中,超声处理5min,超声功率为400W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为175℃,硫化时间15min,即得。
实施例8
一种电缆封堵材料,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶45份,轻质碳酸钙 1份,白炭黑VN-3 6份,莫来石纤维8份,羟基硅油1.5份,环烷油2份,氢氧化铝15份,过硫化钾0.5份,双二五硫化剂3份和三烯丙基异氰脲酸酯1.0份。
上述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、莫来石纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在38℃条件下混炼6min,然后加入80份甲苯溶液搅拌20min,最后放入超声反应器中,超声处理10min,超声功率为500W;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为170℃,硫化时间10min,即得。
对比实施例1
本实施例电缆封堵材料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:所述电缆封堵材料由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基苯基硅橡胶38份,轻质碳酸钙 0.7份,白炭黑VN-3 4.2份,氧化铝纤维5份,羟基硅油1.0份,环烷油1.6份,氢氧化铝12份,过硫化钾0.37份,双二五硫化剂1.5份,三烯丙基异氰脲酸酯0.7份。
对比实施例2
本实施例电缆封堵材料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:所述电缆封堵材料由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶38份,轻质碳酸钙 0.7份,白炭黑VN-3 4.2份,羟基硅油1.0份,环烷油1.6份,氢氧化铝12份,过硫化钾0.37份,2,5-二甲基-双二五硫化剂1.5份,三烯丙基异氰脲酸酯0.7份。
对比实施例3
本实施例电缆封堵材料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:所述电缆封堵材料由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶38份,轻质碳酸钙 0.7份,白炭黑VN-3 4.2份,氧化铝纤维5份,羟基硅油2.6份,氢氧化铝12份,过硫化钾0.37份,双二五硫化剂1.5份,三烯丙基异氰脲酸酯0.7份。
对比实施例4
本实施例电缆封堵材料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:所述的电缆封堵材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、氧化铝纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在36℃条件下混炼8min;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、双二五硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,硫化温度为170℃,硫化时间10min,即得。
对本发明实施例1-8和对比实施例1-4制备的电缆封堵材料性能进行检测,检测结果见表1。
表1 本发明实施例1-8和对比实施例1-4制备的电缆封堵材料的检测结果
由表1可知,相比较与对比实施例1-4,对比实施例1采用甲基乙烯基苯基硅橡胶代替甲基乙烯基硅橡胶,对比实施例2省略耐火纤维的使用,对比实施例3省略环烷油的使用,对比实施例4在封堵材料制备过程中省略甲苯溶解和超声处理这两个步骤,所得防火堵料的拉伸强度、拉伸伸长率、撕裂强度和回弹性下降明显,本发明各种原料协同作用,所得材料的邵氏(A)硬度为50-54度,硬度合适;拉伸强度为12.3-15.8MPa,抗热空气老化拉伸强度下降率≤3.8%,拉伸伸长率可高达325%,撕裂强度可高达23.5MPa,机械强度高,抗老化性能优异;回弹性高达73%,弹性好;阻燃等级为V-0,阻燃性能优异,用于电缆与管道、墙体或者柜体之间的封堵,不容易产生裂缝和发生脱落。

Claims (6)

1.一种电缆封堵材料,其特征在于,由以下重量份数的原料制成:
甲基乙烯基硅橡胶30-45份,轻质碳酸钙 0.5-1份,白炭黑VN-3 3-6份,耐火纤维3-8份,羟基硅油0.6-1.5份,环烷油1-2份,氢氧化铝10-15份,过硫化钾0.2-0.5份,硫化剂1-3份和三烯丙基异氰脲酸酯0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的电缆封堵材料,其特征在于,所述耐火纤维为莫来石纤维、氧化铝纤维或者氧化锆纤维。
3.根据权利要求1所述的电缆封堵材料,其特征在于,所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
4.一种权利要求1-3任一项所述的电缆封堵材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将甲基乙烯基硅橡胶、轻质碳酸钙、白炭黑VN-3、耐火纤维、羟基硅油、环烷油和氢氧化铝在30-40℃条件下混炼5-10min,然后加入50-80份甲苯溶液搅拌20-30min,最后放入超声反应器中,超声处理5-15min;
(2)将步骤(1)混合物中加入过硫化钾、硫化剂和三烯丙基异氰脲酸酯硫化,即得。
5.根据权利要求4所述的电缆封堵材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述超声功率为400-600W。
6.根据权利要求4所述的电缆封堵材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的硫化温度为160-175℃,硫化时间10-15min。
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