CN115322575A - 一种陶瓷化硅橡胶热缩套管、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷化硅橡胶热缩套管、制备方法及其应用，涉及热缩套管制造技术领域，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶70‑120份、有机硅树脂30‑60份、含氢聚硅氧烷1‑10份、含铂催化剂0.01‑0.1份、其它助剂0.02‑4份、色母1‑5份、甲基乙烯基硅芴0.5‑1.5份、2,4,6‑三乙烯基环硼氧烷1‑2份、2‑[3‑(2H‑苯并三唑‑2‑基)‑4‑羟基苯基]乙基2‑甲基丙烯酸酯3‑5份、超支化聚磷酰胺酯8‑10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1‑3份、硫化剂0‑3份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比(30‑40):(20‑40):(15‑25):(2‑8):(1‑10):(3‑5)混合形成的混合物制成。本发明公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管环保性、阻燃性和耐热老化性能优异，绝缘性和耐高温烧蚀性能佳，使用寿命长。

Description

一种陶瓷化硅橡胶热缩套管、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及热缩套管制造技术领域，尤其涉及一种陶瓷化硅橡胶热缩套管、制备方法及其应用。
背景技术
电动汽车是新能源汽车的典型代表，其是以动力电池包为动力源的汽车，在国家的大力支持下，电动汽车发展越来越壮大，应用越来越广泛，人们对其驾驶安全性也越来越重视。在电动汽车电池包中，铜排是重要的部件之一，其作为高压连接件，作用是串联电池模组以及整车高压连接件。而热缩套管是新能源汽车中以铜排为代表的汽车电气系统的线束、连接线等绝缘保护的重要工具。针对新能源汽车电气系统的大电流、高电压、交流电工作环境以及独特电路布线，需要热缩套管具有超强的耐压、耐高低温、阻燃、易弯曲、抗击穿、防潮湿、电磁屏蔽等性能。
现有的热缩套管耐温性能有限，当电池热失控时，暴露在高温或火焰中分解形成灰烬，失去绝缘保护能力。除此之外，市面上的热缩套管还或多或少存在环保性、防火阻燃性、绝缘性能和机械力学性能不足，使用寿命短的缺陷。
为了解决上述问题，中国专利文献CN103122095B公开了一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，套管料包括以下重量份组分：基材树脂100份；陶瓷化硅橡胶0.1-300份；聚合物相容剂0.1-30份；填料或阻燃剂0.1-300份；抗氧剂0-20份；交联剂和/或交联助剂0-5份；色母0-20份。该发明还公开了陶瓷化硅橡胶热缩套管的生产方法。该发明陶瓷化硅橡胶热缩套管能够首先保持不易燃，提高耐火阻燃性能，若外界火焰达到一定程度而烧蚀陶瓷化硅橡胶热缩套管，则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。然而，由于各原料之间的相容性问题易造成材料性能稳定性不够，且其还存在环保性、阻燃性和耐热老化性能有待进一步提高的缺陷。
可见，有必要寻求更为有效的方法，制备出环保性、阻燃性和耐热老化性能优异，绝缘性和耐高温烧蚀性能佳，使用寿命长的陶瓷化硅橡胶热缩套管。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种环保性、阻燃性和耐热老化性能优异，绝缘性和耐高温烧蚀性能佳，使用寿命长的陶瓷化硅橡胶热缩套管、制备方法及其应用。
为达到以上目的，本发明提供一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶70-120份、有机硅树脂30-60份、含氢聚硅氧烷1-10份、含铂催化剂0.01-0.1份、其它助剂0.02-4份、色母1-5份、甲基乙烯基硅芴0.5-1.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1-2份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3-5份、超支化聚磷酰胺酯8-10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-3份、硫化剂0-3份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比(30-40):(20-40):(15-25):(2-8):(1-10):(3-5)混合形成的混合物制成。
优选的，所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02、甲基苯基乙烯基硅树脂IOTA208中的一种或两种的组合。
优选的，所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H、DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂中的至少一种；所述DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂的型号为HMQ-0.7%，由山东大易化工有限公司提供；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H由湖北东曹化学科技有限公司提供。
优选的，所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0。
优选的，所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:(1-2):(0.8-1.2):0.5混合形成的混合物。
优选的，所述调节剂为衣康酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐中的至少一种；所述抑制剂为3-甲基丁炔醇-3、1-乙炔基环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸中的至少一种。
优选的，所述色母为硅胶色母XH-B-1924、硅胶色母XH-B-1801中的至少一种。
优选的，所述硫化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷中的至少一种。
优选的，所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或两种组合；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述甲基苯基乙烯基硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶IOTA120。
优选的，所述成瓷填料为白云母、金云母、高岭土、硅灰石中的至少一种；所述成瓷填料的粒径为800-1200目。
优选的，所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比(3-5):1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供。
优选的，所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为800-1200目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼30-50min，混炼温度为30-50℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过170℃-250℃的热硫化道3-5min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在120-180℃下用扩张设备进行扩张2-3倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
本发明的再一个目的，在于提供一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管在新能源汽车电池包用铜排防护层上的应用。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，工艺简单，操作方便，制备效率和成品合格率高，耗能低，适于连续规模化生产。
（2）本发明公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管，通过制备原料及配方的合理选取，各原料之间相互配合共同作用，使得制成的热缩套管环保性、阻燃性和耐热老化性能优异，绝缘性和耐高温烧蚀性能佳，使用寿命长。
（3）本发明公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管，采用含氢聚硅氧烷引入的硅氢键和其它含有不饱和双键的原料之间在含铂催化剂下的相互作用，和含有不饱和双键的原料在硫化剂下的相互作用，使得制成的材料内部分子结构中同时形成多个交联网络结构，有效提高了材料的阻燃性、耐热老化性和耐高温烧蚀性能，进而延长了其使用寿命。选择有机硅树脂作为树脂基材，有机硅树脂和陶瓷化硅橡胶同为有机硅材料，相比聚烯烃树脂，阻燃性好，与硅橡胶相容性好，不必额外添加相容剂，性能稳定性佳，不易出现相分离。
（4）本发明公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管，甲基乙烯基硅芴、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷和2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯的加入，使得材料分子结构中同时含有硅芴结构、环硼氧烷结构和苯并三唑结构，这些结构之间存在电子效应、位阻效应和共轭效应，在这些效应的共同作用下，实验结果证实，使得制成的陶瓷化硅橡胶热缩套管阻燃性、耐热老化性能和耐高温烧蚀性能更优异，使用寿命更长。超支化聚磷酰胺酯的加入能改善阻燃性，同时还能改善各原料之间的相容性。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶70份、有机硅树脂30份、含氢聚硅氧烷1份、含铂催化剂0.03份、其它助剂0.5份、色母1份、甲基乙烯基硅芴0.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3份、超支化聚磷酰胺酯8份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1份、硫化剂0.6份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比30:20:15:2:1:3混合形成的混合物制成。
所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H，由湖北东曹化学科技有限公司提供；所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0；购于湖北恒景瑞化工有限公司。
所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:1:0.8:0.5混合形成的混合物；所述调节剂为衣康酸酐；所述抑制剂为3-甲基丁炔醇-3；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述润滑剂为硬脂酸锌；所述色母为硅胶色母XH-B-1924；所述硫化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。
所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述成瓷填料为白云母；所述成瓷填料的粒径为800目；所述阻燃剂为三氧化二锑；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比3:1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供；所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为800目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼30min，混炼温度为30℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过170℃的热硫化道3min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在120℃下用扩张设备进行扩张2倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
实施例2
一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶90份、有机硅树脂40份、含氢聚硅氧烷3份、含铂催化剂0.05份、其它助剂1.5份、色母2份、甲基乙烯基硅芴0.7份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.2份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3.5份、超支化聚磷酰胺酯8.5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1.5份、硫化剂1.5份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比33:25:18:4:3:3.5混合形成的混合物制成。
所述有机硅树脂为甲基苯基乙烯基硅树脂IOTA208；所述含氢聚硅氧烷为DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂；所述DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂的型号为HMQ-0.7%，由山东大易化工有限公司提供；所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0；购于湖北恒景瑞化工有限公司。
所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:1.3:0.9:0.5混合形成的混合物；所述调节剂为四氢苯酐；所述抑制剂为1-乙炔基环己醇；所述抗氧剂为抗氧剂168；所述润滑剂为硬脂酸镁；所述色母为硅胶色母XH-B-1801；所述硫化剂为过氧化二叔丁基；所述有机硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶；所述甲基苯基乙烯基硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶IOTA120。
所述成瓷填料为金云母；所述成瓷填料的粒径为900目；所述阻燃剂为氢氧化铝；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比3.5:1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供；所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为900目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼35min，混炼温度为35℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过190℃的热硫化道3.5min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在140℃下用扩张设备进行扩张2.5倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
实施例3
一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶95份、有机硅树脂45份、含氢聚硅氧烷6份、含铂催化剂0.07份、其它助剂2.5份、色母3.5份、甲基乙烯基硅芴1份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯4份、超支化聚磷酰胺酯9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、硫化剂2份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比35:30:20:5:7:4混合形成的混合物制成。
所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H由湖北东曹化学科技有限公司提供；所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0；购于湖北恒景瑞化工有限公司。
所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:1.5:1:0.5混合形成的混合物；所述调节剂为六氢苯酐；所述抑制剂为2-苯基-3-丁炔-2-醇；所述抗氧剂为抗氧剂1076；所述润滑剂为硬脂酸；所述色母为硅胶色母XH-B-1924。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯；所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述成瓷填料为高岭土；所述成瓷填料的粒径为1000目；所述阻燃剂为氢氧化镁；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比4:1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供。所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为1000目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570。
一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼40分钟，混炼温度为40℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过220℃的热硫化道4min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在150℃下用扩张设备进行扩张2.5倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
实施例4
一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶110份、有机硅树脂55份、含氢聚硅氧烷9份、含铂催化剂0.08份、其它助剂3.5份、色母4份、甲基乙烯基硅芴1.3份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1.8份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯4.5份、超支化聚磷酰胺酯9.5份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2.5份、硫化剂2.5份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比38:38:23:7:9:4.5混合形成的混合物制成。
所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02、甲基苯基乙烯基硅树脂IOTA208按质量比3:5混合形成的混合物；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H、DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂按质量比1:3混合形成的混合物；所述DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂的型号为HMQ-0.7%，由山东大易化工有限公司提供；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H由湖北东曹化学科技有限公司提供；所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0；购于湖北恒景瑞化工有限公司。
所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:1.8:1.1:0.5混合形成的混合物；所述调节剂为衣康酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐按质量比1:3:2混合形成的混合物；所述抑制剂为3-甲基丁炔醇-3、1-乙炔基环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇按质量比1:1:2混合形成的混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076按质量比2:1:3混合形成的混合物；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸按质量比1:3:5混合形成的混合物。
所述色母为硅胶色母XH-B-1924、硅胶色母XH-B-1801按质量比1:3混合形成的混合物；所述硫化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷按质量比1:1:3:1混合形成的混合物；所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶按质量比3:5混合形成的混合物；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述甲基苯基乙烯基硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶IOTA120。
所述成瓷填料为白云母、金云母、高岭土、硅灰石按质量比3:1:2:2混合形成的混合物；所述成瓷填料的粒径为1100目；所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁按质量比1:3:2混合形成的混合物；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比4.5:1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供；所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为1150目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:2:4混合形成的混合物。
一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼48分钟，混炼温度为45℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过240℃的热硫化道4.5min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在170℃下用扩张设备进行扩张2.8倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
实施例5
一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶120份、有机硅树脂60份、含氢聚硅氧烷10份、含铂催化剂0.1份、其它助剂4份、色母5份、甲基乙烯基硅芴1.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷2份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯5份、超支化聚磷酰胺酯10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3份、硫化剂3份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比40:40:25:8:10:5混合形成的混合物制成；所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02；所述含氢聚硅氧烷为DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂；所述DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂的型号为HMQ-0.7%，由山东大易化工有限公司提供。
所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物，该物质的CAS号为68585-32-0；购于湖北恒景瑞化工有限公司；所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:2:1.2:0.5混合形成的混合物；所述调节剂为衣康酸酐；所述抑制剂为3-甲基丁炔醇-3；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述润滑剂为硬脂酸镁。
所述色母为硅胶色母XH-B-1924；所述硫化剂为过氧化二叔丁基；所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述成瓷填料为硅灰石；所述成瓷填料的粒径为1200目；所述阻燃剂为氢氧化铝；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比5:1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供；所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为1200目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
一种所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼50分钟，混炼温度为50℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过250℃的热硫化道5min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在180℃下用扩张设备进行扩张3倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
对比例1
本发明提供一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，其与实施例1相似，不同的是，没有添加甲基乙烯基硅芴和2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯。
对比例2
本发明提供一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，其与实施例1相似，不同的是，没有添加2,4,6-三乙烯基环硼氧烷和超支化聚磷酰胺酯。
为了进一步说明本发明各实施例制成的陶瓷化硅橡胶热缩套管的有益技术效果，将各例制成的陶瓷化硅橡胶热缩套管进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
（1）阻燃性：按照UL-94进行测试。
（2）耐高温烧蚀性能：用1300℃氧乙炔火焰持续灼烧45min，观察材料有无烧穿，若烧穿则不合格，没烧穿则合格。
（3）击穿电压：按照ASTM D149进行测试。
（4）拉伸强度：按照ASTM D2671进行测试。
（5）耐热老化性能：将各例产品置于85℃，85% RH的人工加速老化箱中1000小时，取出后冷却至室温，按照（4）拉伸强度的测试方法测试拉伸强度，并计算拉伸强度的保留率，其数值越大，耐热老化性能越好。
表1 陶瓷化硅橡胶热缩套管性能检测结果
样品 阻燃性 耐高温烧蚀性能 击穿电压 拉伸强度 耐热老化性
单位 级 — KV MPa %
实施例1 V0 合格 ≥10 9.2 99.08
实施例2 V0 合格 ≥10 9.9 99.20
实施例3 V0 合格 ≥10 10.3 99.44
实施例4 V0 合格 ≥10 10.8 99.63
实施例5 V0 合格 ≥10 11.3 99.85
对比例1 V1 不合格 ≤9 8.5 94.92
对比例2 V2 不合格 ≤8 7.8 93.46
从表1可见，本发明实施例公开的陶瓷化硅橡胶热缩套管，较对比例相比，具有更加优异的机械力学性能、耐热老化性、阻燃性和耐高温烧蚀性能，且击穿电压更高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：陶瓷化硅橡胶70-120份、有机硅树脂30-60份、含氢聚硅氧烷1-10份、含铂催化剂0.01-0.1份、其它助剂0.02-4份、色母1-5份、甲基乙烯基硅芴0.5-1.5份、2,4,6-三乙烯基环硼氧烷1-2份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3-5份、超支化聚磷酰胺酯8-10份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-3份、硫化剂0-3份；所述陶瓷化硅橡胶是由有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂按质量比(30-40):(20-40):(15-25):(2-8):(1-10):(3-5)混合形成的混合物制成。
2.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述有机硅树脂为甲基乙烯基MQ硅树脂AX02、甲基苯基乙烯基硅树脂IOTA208中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H、DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂中的至少一种；所述DY-HMQ103甲基含氢MQ型硅树脂的型号为HMQ-0.7%，由山东大易化工有限公司提供；所述含氢聚硅氧烷为含氢硅油CR-F22H由湖北东曹化学科技有限公司提供。
4.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述含铂催化剂为铂-环乙烯基甲基硅氧烷络合物；所述其它助剂是抑制剂、调节剂、抗氧剂、润滑剂按质量比1:(1-2):(0.8-1.2):0.5混合形成的混合物；所述调节剂为衣康酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐中的至少一种；所述抑制剂为3-甲基丁炔醇-3、1-乙炔基环己醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种；所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述色母为硅胶色母XH-B-1924、硅胶色母XH-B-1801中的至少一种；所述硫化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或两种组合；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110-2；所述甲基苯基乙烯基硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶IOTA120。
7.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述成瓷填料为白云母、金云母、高岭土、硅灰石中的至少一种；所述成瓷填料的粒径为800-1200目。
8.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶热缩套管，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种；所述助熔剂为玻璃粉和硼酸锌按质量比(3-5):1混合形成的混合物；所述玻璃粉的粒径为4μm，由广州亿峰化工科技有限公司提供；所述硼酸锌为陶瓷化硼酸锌，由安徽壹石通材料科技股份有限公司提供；所述补强填料为二氧化硅；所述补强填料的粒径为800-1200目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述陶瓷化硅橡胶热缩套管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将有机硅橡胶、成瓷填料、阻燃剂、助熔剂、补强填料、偶联剂、有机硅树脂加入高速捏合机中混合，混炼30-50分钟，混炼温度为30-50℃；接着从捏合机中取出胶料，待冷却至室温，用开放式炼胶机在30℃下开炼；开炼过程中依次加入其它原料，分别打三角包和打卷各5次，出片后得到开炼胶料；
步骤S2、将经过步骤S1制成开炼胶料切条喂入硅橡胶挤出机，温度控制在30℃以内，挤出热缩套管半成品；
步骤S3、将经过步骤S2制成的热缩套管半成品悬空经过170℃-250℃的热硫化道3-5min，进行交联；
步骤S4、将交联后的套管半成品在120-180℃下用扩张设备进行扩张2-3倍；然后进行冷却、定型，得到陶瓷化硅橡胶热缩套管。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述陶瓷化硅橡胶热缩套管在新能源汽车电池包用铜排防护层上的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102295778A (zh) * 2011-06-30 2011-12-28 西安交通大学 一种超支化聚磷酰胺酯及其制备方法
CN103122095A (zh) * 2012-12-28 2013-05-29 深圳市沃尔核材股份有限公司 一种陶瓷化硅橡胶热缩套管及其生产方法

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