CN113249047A - 一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，包括陶瓷化耐火硅橡胶带以及设置在陶瓷化耐火硅橡胶带上的硅橡胶自粘层，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶20‑35份、高岭土40‑50份、瓷化粉5‑10份、硅烷偶联剂5‑10份；按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶20‑35份、高岭土40‑50份、瓷化粉5‑10份、硅烷偶联剂5‑10份、自制增粘剂15‑25份。本发明中，由于陶瓷化硅橡胶自粘层具有一定的自粘性，在应用于电缆的耐火层或绝缘层时，不但可以绕包，而且可以纵包，简化了加工工艺，可以大幅度降低成本，并且易于加工，生产成本低，在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性。

Description

一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带
技术领域
本发明属于陶瓷化硅橡胶复合带技术领域，具体涉及一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
背景技术
陶瓷化防火耐火硅橡胶就是一种能在高温条件下，燃烧后形成坚硬陶瓷状物体，硅橡胶的陶瓷化过程就是将硅橡胶燃烧产物不断的固化、捆绑的过程，使分散的、疏松的、不连续的无机小颗粒紧紧的结合在一起。由于其形成机制和最终的产物都如同陶瓷，故形象称之为陶瓷化硅橡胶。
陶瓷化防火耐火硅橡胶在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，具备硅橡胶的特质，陶瓷化耐火硅橡胶在火焰的烧蚀下，燃烧2-4min后即开始烧结成坚硬的陶瓷状铠装壳体隔绝层，该隔绝层可以非常有效的阻挡火焰的继续燃烧；而且在被烧2min左右完全断烟，在接下来的烧蚀过程中，本身不再有烟雾产生；并且陶瓷状铠装壳体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入，因此，我们基于陶瓷化防火耐火硅橡胶的特性制备出一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，易于加工，生产成本低，在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，具备普通硅橡胶的特性。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，包括陶瓷化耐火硅橡胶带以及设置在陶瓷化耐火硅橡胶带上的硅橡胶自粘层，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶20-35份、高岭土40-50份、瓷化粉5-10份、硅烷偶联剂5-10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶20-35份、高岭土40-50份、瓷化粉5-10份、硅烷偶联剂5-10份、自制增粘剂15-25份。
作为优选的方案，所述硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。
作为优选的方案，所述瓷化粉采用云母粉、玻璃粉或硅灰石中的任意一种。
作为优选的方案，所述自制增粘剂采用硼酸、硼酐、硼酸三乙醋、硼酸三丁醋、硼酸甘油、硼酸十四烷酯中的一种或者多种配制而成。
作为优选的方案，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份、自制增粘剂15份。
作为优选的方案，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂20份。
作为优选的方案，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂25份。
作为优选的方案，按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂15份。
一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料，根据辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带的配方并按照明质量份数称取原料；
S2、分料，将配料中硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂根据陶瓷化耐火硅橡胶带配方以及硅橡胶自粘层配方分成等量的两份；
S3、陶瓷化耐火硅橡胶带制备，将上述其中一份硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
其中，辐照计量为20KGy-45KGy；
S4、硅橡胶自粘层制备，将上述另一份硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂和自制增粘剂加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，制成硅橡胶自粘层；
其中，辐照计量为20KGy-45KGy；
S5、复合，将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
本发明的技术效果和优点：
由于陶瓷化硅橡胶自粘层具有一定的自粘性，在应用于电缆的耐火层或绝缘层时，不但可以绕包，而且可以纵包，简化了加工工艺，可以大幅度降低成本，并且易于加工，生产成本低，在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，具备普通硅橡胶的特性，能够在350-3000℃，火焰3min以上的烧蚀时间下，硅橡胶中的有机成分会在很短的时间内被烧蚀转化成陶瓷状的壳体，而不是被烧成粉状灰烬，该陶瓷状的壳体形成一层坚硬的保护层，该保护层阻挡火焰的继续燃烧，起到隔绝外界火焰的作用，从而保护被烧的物体不受损坏，且烧蚀时间越长，温度越高，壳体越坚硬。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的配方数据表，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为20KGy，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
将硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份、自制增粘剂15份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为20KGy，制成硅橡胶自粘层；
将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
实施例2
将硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为25KGy，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
将硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂20份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为25KGy，制成硅橡胶自粘层；
将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
实施例3
将硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为35KGy，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
将硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂25份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为35KGy，制成硅橡胶自粘层；
将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
实施例4
将硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为45KGy，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
将硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂15份加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，辐照计量为45KGy，制成硅橡胶自粘层；
将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
上述实施例中提出的陶瓷化硅橡胶，其主链含Si-O键，主链的断裂和侧基的氧化是硅橡胶在高温有氧气氛中的主要反应，其中主链断裂生成环状硅氧烷，使硅橡胶软化；而侧基氧化生成活性自由基，自由基间反应，导致硅橡胶发生交联和硬化；
在300℃以上时，硅橡胶侧链上的硅碳键也会裂解，分子间通过硅碳键形成交联；在更高温度下燃烧生成二氧化硅；表面会形成由碳、硅和氧元素组成的阻隔层；该阻隔层呈粉末状，不连续，强度低；单单这层阻隔层很难起到隔热、耐火作用，陶瓷化防火耐火硅橡胶就是一种能在高温条件下，燃烧后形成坚硬陶瓷状物体；
硅橡胶的陶瓷化过程就是将硅橡胶燃烧产物不断的固化、捆绑的过程，使分散的、疏松的、不连续的无机小颗粒紧紧的结合在一起；由于其形成机制和最终的产物都如同陶瓷，故形象称之为陶瓷化硅橡胶；
它是在硅橡胶中加入在高温下可以瓷化的复合材料，常温下保持硅橡胶的所有特性，遇到火焰烧蚀时，转化为无机的陶瓷材料，这种陶瓷材料具备了陶瓷的绝缘、隔热、隔火、隔水、抗震、热失重小等优点。
本发明四组实施例的具体配方数据如下表：
陶瓷化耐火硅橡胶带
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硅橡胶 20份 30份 25份 35份
高岭土 40份 50份 50份 45份
瓷化粉 5份 10份 5份 10份
硅烷偶联剂 5份 10份 10份 10份
硅橡胶自粘层
Figure BDA0003114755950000071
Figure BDA0003114755950000081
综上，本发明公开一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，包括陶瓷化耐火硅橡胶和硅橡胶自粘层；陶瓷化硅橡胶层由硅橡胶、乙烯基、高岭土、玻璃粉、自合成增粘助剂等制成；并通过电子束辐照使其交联，提升其力学强度和阻燃性能；本发明辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，陶瓷化耐火硅橡胶和硅橡胶自粘层，由于陶瓷化硅橡胶自粘层具有一定的自粘性，在应用于电缆的耐火层或绝缘层时，不但可以绕包，而且可以纵包，简化了加工工艺，可以大幅度降低成本；陶瓷化防火耐火硅橡胶和陶瓷化防火耐火硅橡胶复合带具有优良的电绝缘性、卓越的耐高、低温性、耐臭氧和耐紫外线老化，无卤、无重金属、无毒、无味，对人体、环境不产生影响；耐化学腐蚀性好，防水、抗油；优良的憎水性、耐污闪性，抗爬电；加工性能好：易于混炼、成型、压延、挤出、模压等加工，胶料流动性好；烟气毒性是目前高分子材料，特别是电缆料中最高级别ZA1级、良好的隔热性，导热系数、阻燃性可达UL94V-0级，高温燃烧后可烧成陶瓷状，形成坚硬的陶瓷铠装，保护线路畅通，这是陶瓷化防火耐火硅橡胶最“革命性”的特性，温度越高，烧蚀时间越长，陶瓷铠体越坚硬；密度小(1.42-1.45)，价格低，性价比高；基于以上的特性，可以完全代替云母带不但可以用于低压防火耐火电缆，还可以用于中、高压防火耐火电线电缆。
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 (9)

1.一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，包括陶瓷化耐火硅橡胶带以及设置在陶瓷化耐火硅橡胶带上的硅橡胶自粘层，其特征在于：按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶20-35份、高岭土40-50份、瓷化粉5-10份、硅烷偶联剂5-10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶20-35份、高岭土40-50份、瓷化粉5-10份、硅烷偶联剂5-10份、自制增粘剂15-25份。
2.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：所述硅烷偶联剂采用氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：所述瓷化粉采用云母粉、玻璃粉或硅灰石中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：所述自制增粘剂采用硼酸、硼酐、硼酸三乙醋、硼酸三丁醋、硼酸甘油、硼酸十四烷酯中的一种或者多种配制而成。
5.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶20份、高岭土40份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂5份、自制增粘剂15份。
6.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶30份、高岭土50份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂20份。
7.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：硅橡胶25份、高岭土50份、瓷化粉5份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂25份。
8.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：按质量份数计，陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份；
按质量份数计，硅橡胶自粘层配方包括：陶瓷化耐火硅橡胶带配方包括：硅橡胶35份、高岭土45份、瓷化粉10份、硅烷偶联剂10份、自制增粘剂15份。
9.根据权利要求1所述的一种辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于：所述该辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带的制备方法具体步骤为：
S1、备料，根据辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带的配方并按照明质量份数称取原料；
S2、分料，将配料中硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂根据陶瓷化耐火硅橡胶带配方以及硅橡胶自粘层配方分成等量的两份；
S3、陶瓷化耐火硅橡胶带制备，将上述其中一份硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，制成陶瓷化耐火硅橡胶带；
其中，辐照计量为20KGy-45KGy；
S4、硅橡胶自粘层制备，将上述另一份硅橡胶、高岭土、瓷化粉、硅烷偶联剂和自制增粘剂加入密炼机内进行混炼，炼成后取出在开炼机成试片，并对产物进行辐照，制成硅橡胶自粘层；
其中，辐照计量为20KGy-45KGy；
S5、复合，将制备后的硅橡胶自粘层复合在陶瓷化耐火硅橡胶带的一面，制成辐照交联陶瓷化硅橡胶复合带。
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