CN110713724A - 耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，包括以下步骤：向玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；将甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯甲基丙烯酸共聚物15~25份包辊混炼；混炼温度在50℃以下，混炼10min；在包辊生胶中加入经过表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min。本发明抗拉伸和抗冲击性能好，陶瓷化外壳结构均匀致密，不易开裂，且缩短烧成时间，降低了能耗。

Description

耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺
技术领域
本发明涉及硅橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺。
背景技术
硅橡胶具有低密度、高绝缘特性、优良的力学性能和耐烧蚀性能，以硅橡胶为基体，加入成瓷填料和烧结助剂可制得可供模压或挤出成型的陶瓷化硅橡胶复合材料，该材料能够在高温炉或火焰下烧结成陶瓷体，常温下具有硅橡胶复合材料的各种优良性能。在遇到高温或是火焰烧蚀时，复合材料表面能够形成坚硬的陶瓷层，有效地将材料内部和外界隔绝。使用可陶瓷化硅橡胶制备的可陶瓷化硅橡胶耐火电缆，常温下具备普通硅橡胶电线电缆的耐高温、抗老化、优良的电性能等特性，在火焰灼烧之后，在很短的时间内被烧结成坚硬的陶瓷化壳体。坚硬的陶瓷化壳体保证了线路在被烧蚀过程中不短路、不断路，从而保证了线路在火灾中不断电，为逃生和抢救提供了保障，因而具有广大的市场前景。但目前陶瓷化电缆在使用的过程中存在很多缺陷，需要较高的温度才能形成陶瓷化结构，而且结构不稳定，抗拉伸和抗冲击性能差，不能起到很好的绝缘功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，该制造工艺获得的陶瓷化硅橡胶复合材料抗拉伸和抗冲击性能好，陶瓷化外壳结构均匀致密，不易开裂，绝缘性能好，提高了在实际应用中的可靠性和使用寿命。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，包括以下步骤：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯 1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯甲基丙烯酸共聚物15~25份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入气象法白炭黑0.5~1份、甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份和二苯基硅二醇5~10份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰和锂瓷石粉3~8份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.5~1份、[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基 )丙酸]季戊四醇酯1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.6~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60-80万。
2. 上述方案中，所述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g。
3. 上述方案中，所述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目。
4. 上述方案中，所述氮化硼、与氧化镁的重量份比例为1:1~1.5。
5. 上述方案中，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔百分含量为0.05%~0.25%。
6. 上述方案中，在所述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5：1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其基于甲基乙烯基硅橡胶70~90份、乙烯甲基丙烯酸共聚物10~20份体系加入钛酸异丙酯、甲基苯基二乙氧基硅烷和1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶，改善了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉和氧化镁的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料的力学性能和结构稳定性，提高了抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了以该硅橡胶为复合绝缘材料的电缆在实际应用中的可靠性和使用寿命。
2. 本发明耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其体系中加入二苯基硅二醇和锂瓷石粉，优化了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉、氧化镁和气相法二氧化硅的陶瓷化硅橡胶配方，能显著降低陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料陶瓷化的烧结温度，缩短烧成时间，降低了能耗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，所述陶瓷化硅橡胶复合材料由以下重量份组分组成，见表1所示：
表1
Figure 697521DEST_PATH_IMAGE002
包括以下步骤：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯 1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯甲基丙烯酸共聚物15~25份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入气象法白炭黑0.5~1份、甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份和二苯基硅二醇5~10份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰和锂瓷石粉3~8份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.5~1份、[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基 )丙酸]季戊四醇酯1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.6~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料。
上述所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60-80万；上述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g；上述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目；
上述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔百分含量为0.05%~0.25%；
在上述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5：1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大。
本实施例检测指标，见表2所示：
表2
Figure 958870DEST_PATH_IMAGE004
从表2可知，本发明制造工艺获得的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料抗拉伸，永久变形率低，阻燃性能好，其改善了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉和氧化镁的陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料的力学性能和结构稳定性，提高了抗拉伸和抗冲击性能，避免最终的陶瓷化壳层发生开裂或密度降低，有效提高了以该硅橡胶为复合绝缘材料的电缆在实际应用中的可靠性和使用寿命；再次，其优化了含有甲基乙烯基硅橡胶、玻璃粉、氧化镁和气相法二氧化硅的陶瓷化硅橡胶配方，能显著降低陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料陶瓷化的烧结温度，缩短烧成时间，降低了能耗。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、称量各重量份组分；
步骤二、向玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份中分别添加钛酸异丙酯 1~5份，在捏合机中搅拌10min，备用；
步骤三、将甲基乙烯基硅橡胶100份、乙烯甲基丙烯酸共聚物15~25份包辊混炼，混炼温度在50℃以下，混炼10min；
步骤四、在步骤三得到的包辊生胶中加入经过表面处理的玻璃粉12~15份、氮化硼6~10份、氧化镁10~15份、气相法二氧化硅8~15份，混炼温度在50℃以下，混炼20min；
步骤五、向步骤四得到的混炼胶中加入气象法白炭黑0.5~1份、甲基苯基二乙氧基硅烷1~5份和二苯基硅二醇5~10份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤六、向步骤五得到的混炼胶中加入经过表面处理的二氧化锰和锂瓷石粉3~8份，混炼温度在50℃以下，混炼10~20min；
步骤七、将步骤六得到的混炼胶在180℃烘箱中热处理1~2h，冷却12h后进行返炼，室温下混炼，再加入1 ,3-二甲基-6-氨基脲嘧啶0.5~1份、[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基 )丙酸]季戊四醇酯1~2份，混炼温度在50℃以下，混炼5min；
步骤八、待上述胶料冷却至室温后，再向捏合机中加入过氧化二异丙苯0.6~2份，温度为160～180℃，时间10～15min，即得到陶瓷化硅橡胶复合绝缘电缆材料。
2.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为60~80万。
3.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：所述气相法二氧化硅的比表面积为200~400m2/g。
4.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：所述氢氧化铝的颗粒尺寸为5000~8000目。
5.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：所述氮化硼与氧化镁的重量份比例为1：1~1.5。
6.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基摩尔百分含量为0.05%~0.25%。
7.根据权利要求1所述的耐火型电力电缆用陶瓷化硅橡胶复合材料的制造工艺，其特征在于：在所述步骤二至步骤七中，双辊开炼机辊筒速比为1.0~1.5：1，快辊在后；混炼时开始辊距较小为1~5mm，然后逐步增大。
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