本發(fā)明涉及一種陶瓷化高分子材料用陶瓷粉及其制備方法,屬于材料改性領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來(lái)由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市規(guī)模的擴(kuò)大,高層建筑也越來(lái)越多,以及國(guó)家政策對(duì)消防安全越來(lái)越重視,要求新建高層建筑所用的電力電纜必須具有防火耐火功能,以保證在火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)能夠有充分的時(shí)間供人員逃生和財(cái)產(chǎn)搶救。傳統(tǒng)的耐火電纜主要采用氧化鎂電纜或云母帶型礦物絕緣電纜,但氧化鎂礦物絕緣電纜存在價(jià)格昂貴,敷設(shè)工藝復(fù)雜等缺點(diǎn),云母型礦物絕緣電纜由于自身缺陷無(wú)法滿足現(xiàn)代消防要求,正逐步被新型陶瓷化高分子材料(如陶瓷化硅橡膠、陶瓷化硅橡膠復(fù)合帶、陶瓷化聚烯烴耐火材料等)所取代。因此,采用具有優(yōu)異耐火特性的陶瓷化高分子材料生產(chǎn)的防火耐火電纜具有非常大的市場(chǎng)潛力。
自2008年以來(lái),陶瓷化高分子材料及采用陶瓷化高分子材料設(shè)計(jì)的電線電纜相關(guān)專利已有數(shù)百個(gè),但關(guān)于其中關(guān)鍵成分——陶瓷粉的相關(guān)專利寥寥無(wú)幾。幾乎所有陶瓷化高分子材料的專利中都沒有對(duì)填料中的水分尤其是填料成瓷間反應(yīng)生成的水分等進(jìn)行處理,而水分的存在對(duì)復(fù)合材料遇火成瓷強(qiáng)度影響非常大,從而影響到最終電纜產(chǎn)品的耐火效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷化高分子材料用陶瓷粉及其制備方法,可有效解決水分對(duì)成瓷效果影響的問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種陶瓷化高分子材料用陶瓷粉的制備方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:
(1)將40-90份無(wú)機(jī)礦物粉末和10-60份的成瓷填料投入到高混機(jī)中混合均勻;
(2)混合后的粉末放入馬弗爐內(nèi),在300-1000℃高溫下處理0.5-5小時(shí)后取出快速降溫;
(3)采用球磨機(jī)或氣流粉碎機(jī),粉碎成一定目數(shù)的粉末,即得到可用于制備陶瓷化高分子材料用陶瓷粉。
所述的無(wú)機(jī)礦物粉末為氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土、蒙脫土、云母粉、氧化鎂、氧化鋁等中的一種或幾種。
所述的成瓷填料為硼酸鋅、硼砂、硼鈣石、碳酸鋰、氧化鋅、氧化鈣等中的一種或幾種。
所述的陶瓷粉目數(shù)為300-10000目。
由上述方法制備的陶瓷粉,該陶瓷粉可用于制備陶瓷化硅橡膠產(chǎn)品或陶瓷化聚乙烯產(chǎn)品。
進(jìn)一步地,稱取一定量的陶瓷粉,乙烯基硅橡膠,白炭黑,硅油和硅烷偶聯(lián)劑,經(jīng)密煉機(jī)捏合、過(guò)濾、加硫可得到陶瓷化硅橡膠產(chǎn)品。
該陶瓷化硅橡膠拉伸強(qiáng)度為7.5MPa,伸長(zhǎng)率200%,撕裂強(qiáng)度為20KN/m,500℃三分鐘內(nèi)可成瓷。
進(jìn)一步地,稱取一定量的聚乙烯,陶瓷粉,加工助劑,經(jīng)密煉、雙螺桿造粒即可得到陶瓷化聚乙烯產(chǎn)品。
該該陶瓷化聚乙烯伸強(qiáng)度為10.5MPa,伸長(zhǎng)率150%,500℃一分鐘即可成瓷。
有益效果:
本發(fā)明方法制備的陶瓷粉可直接用于制備陶瓷化高分子材料,無(wú)需額外添加昂貴的成瓷助劑,并且具有在高分子材料中分散性好,對(duì)材料的綜合性能影響較小,能夠在較低溫度下迅速成瓷的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明工藝路線簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1:
稱取30份氫氧化鎂、45份碳酸鈣、15份云母粉、30份硼砂、22.5份硼酸鋅和7.5份氧化鋅粉末,投入到高混機(jī)中混料10min,混合后的粉末放入800℃馬弗爐內(nèi)保溫2小時(shí),然后取出驟冷至室溫,采用球磨機(jī)或氣流粉碎機(jī)粉碎、篩分得到一定粒徑的陶瓷粉產(chǎn)品。
稱取30份乙烯基硅橡膠,7.5份白炭黑,45份陶瓷粉,1.5份硅油和1.2份硅烷偶聯(lián)劑,經(jīng)密煉機(jī)捏合、過(guò)濾、加硫可得到陶瓷化硅橡膠產(chǎn)品,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該陶瓷化硅橡膠拉伸強(qiáng)度為7.5MPa,伸長(zhǎng)率200%,撕裂強(qiáng)度20KN/m,500℃三分鐘內(nèi)可成瓷。
實(shí)施例2:
稱取20份氧化鎂、30份高嶺土、20份云母粉、12份硼鈣石、5份公斤硼酸鋅、10份氧化鋅和3份碳酸鋰粉末,投入到高混機(jī)中混料10min,混合后的粉末放入600℃馬弗爐內(nèi)保溫2小時(shí),然后取出驟冷至室溫,采用球磨機(jī)或氣流粉碎機(jī)粉碎、篩分得到一定粒徑的陶瓷粉產(chǎn)品。
稱取20份聚乙烯,30份陶瓷粉,2份加工助劑,經(jīng)密煉、雙螺桿造粒即可得到陶瓷化聚乙烯產(chǎn)品,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該陶瓷化聚乙烯伸強(qiáng)度為10.5MPa,伸長(zhǎng)率150%,500℃一分鐘即可成瓷。
至此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到,雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例,但是,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下,仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此,本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。