一種高效阻燃電纜護(hù)套材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括甲基乙烯基硅橡膠80-100，氣相法白炭黑16-23，沉淀法白炭黑11-17，八甲基環(huán)四硅氧烷1.3-2.2，硅藻土30-40，鈦白粉2-3，羥基硅油1.5-2.5，氧化鐵0.13-0.25，過氧化雙（2,4-二氯苯甲酰）0.3-1，2,5-二甲基-2,5-雙（叔丁基過氧基）己烷0.5-0.9，鉑阻燃劑0.0015-0.002，氫氧化鋁15-20，氫氧化鎂20-30，雙八面體堿性硅酸鋁1-1.5，三八面體堿性硅酸鋁0.4-0.7。本發(fā)明中，上述高效阻燃電纜護(hù)套材料無污染，阻燃效果優(yōu)異，高溫自熄效果好，且燒后具有一定強(qiáng)度及支撐能力。
【專利說明】一種高效阻燃電纜護(hù)套材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜護(hù)套材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高效阻燃電纜護(hù)套材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電纜護(hù)套材料的需求量越來越大，要求越來越高，隨著環(huán)保及回收法規(guī)的日益嚴(yán)格及新型護(hù)套材料的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的電纜材料正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)護(hù)套材料遇明火一般都會(huì)被完全燒毀，為了阻燃自熄一般在護(hù)套材料中添加含鹵素阻燃劑，雖然效果很好，但是燃燒時(shí)放出大量的有毒和腐蝕性氣體，并伴隨有大量的煙霧。
[0003]目前的技術(shù)主要采用無鹵低煙阻燃橡膠，主要有硅橡膠、乙丙橡膠和乙稀-醋酸乙烯酯橡膠等，這些橡膠在火中具有難燃性與自熄性，在火災(zāi)中具有一定的作用，但是持續(xù)高溫燃燒后，燒余物沒有機(jī)械強(qiáng)度，變成灰燼，會(huì)造成更危險(xiǎn)的二次危害，保護(hù)火災(zāi)中人身和財(cái)產(chǎn)安全是人們關(guān)心的大事，如何制備一種無污染，阻燃效果優(yōu)異，高溫自熄效果好，燒后具有一定強(qiáng)度及支撐能力的電纜護(hù)套材料成為目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種高效阻燃電纜護(hù)套材料，補(bǔ)強(qiáng)效果好，無污染，阻燃效果優(yōu)異，高溫自熄效果好，且燒后具有一定強(qiáng)度及支撐能力。
[0005]本發(fā)明提出的一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0006]甲基乙烯基硅橡膠80-100份，氣相法白炭黑16-23份，沉淀法白炭黑11-17份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.3-2.2份，硅藻土 30-40份，鈦白粉2-3份，羥基硅油1.5-2.5份，氧化鐵0.13-0.25份,過氧化雙(2，4- 二氣苯甲酸)0.3-1份,2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.5-0.9份，鉬阻燃劑0.0015-0.002份，氫氧化鋁15-20份，氫氧化鎂20-30份，雙八面體堿性硅酸鋁1-1.5份,三八面體堿性硅酸鋁0.4-0.7份。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份還包括1-1.5份錫酸鋅；添加適量錫酸鋅，可提高氫氧化鋁的阻燃性，與氫氧化鋁協(xié)同降低煙霧產(chǎn)生，提高氧指數(shù)，降低煙密度。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份還包括0.2-0.5份硼酸鋅；添加適量硼酸鋅可改進(jìn)阻燃性能，并輕微改善阻燃強(qiáng)度，且雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁與硼酸鋅混合使用，可使雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁在較低溫度下熔化生成具有一定剛性及良好形狀保持率的物質(zhì)，改善電纜護(hù)套的耐火性能。
[0009]優(yōu)選地，雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為60-180 μ m。
[0010]優(yōu)選地，三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為100-150 μ m。
[0011]因?yàn)殡p八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁具有較好的電絕緣性能及耐火性能，燒結(jié)后的尺寸穩(wěn)定性及電性能較好，通過控制兩者的粒徑處于一定的范圍，不僅易于膠料加工擠出，且電纜護(hù)套燒結(jié)后物理強(qiáng)度適中，避免收縮率變化幅度大導(dǎo)致的開裂。
[0012]優(yōu)選地，雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷或巰丙基三甲氧基硅烷的一種或兩種。采用硅烷偶聯(lián)劑處理雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁，可顯著提高電纜護(hù)套燃燒前后的機(jī)械強(qiáng)度。
[0013]優(yōu)選地，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07-0.085%。
[0014]優(yōu)選地，上述高效阻燃電纜護(hù)套材料的原料按重量份包括:
[0015]甲基乙烯基硅橡膠80-85份，氣相法白炭黑15-20份，沉淀法白炭黑12_14份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.3-2份，硅藻土 33-38份，鈦白粉2.1-2.3份，羥基硅油1.8-2.4份，氧化鐵0.15-0.22份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.3-0.6份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.7-0.82份，鉬阻燃劑0.0015-0.0018份，氫氧化鋁16-18份，氫氧化鎂23-24份，雙八面體堿性硅酸鋁1.1-1.4份，三八面體堿性硅酸鋁0.5-0.65份。
[0016]優(yōu)選地，上述高效阻燃電纜護(hù)套材料的原料按重量份包括:
[0017]甲基乙烯基硅橡膠82份，氣相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，鈦白粉2.2份，羥基硅油2.3份，氧化鐵0.2份，過氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.8份，鉬阻燃劑0.0017份，氫氧化鋁17份，氫氧化鎂23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.3份，三八面體堿性硅酸鋁0.6份。
[0018]本發(fā)明中，上述高效阻燃電纜護(hù)套材料使用氣相法白炭黑與沉淀法白炭黑，并用八甲基環(huán)四硅氧烷作為表面處理劑，可改善硫化膠的強(qiáng)度，提高疏水性，不僅填充性能好，護(hù)套材料的補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度明顯提高，與硅藻土及鈦白粉并用，可調(diào)節(jié)硫化膠的硬度，改善膠料的擠出性能并降低成本；添加適量羥基硅油可保證加工性能，抑制膠料的結(jié)構(gòu)化，因甲基乙烯基硅橡膠的交聯(lián)密度較低，高溫下硅氧烷主鏈分解，急速生成低分子的環(huán)狀體而繼續(xù)燃燒，在其中加入鉬催化劑，其在與空氣接觸的硅橡膠表面上促進(jìn)氧化、降解以形成高交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使表面有機(jī)基團(tuán)減少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空氣，電纜護(hù)套自熄；氫氧化鎂與氫氧化鋁高溫下釋放水蒸氣，生成氧化鋁與氧化鎂，釋放的水蒸氣可使燃燒溫度降低，阻燃效果明顯；雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁的加入可使電纜護(hù)套燒結(jié)后的彎曲強(qiáng)度大幅提高，燒結(jié)殘余物的質(zhì)量明顯增加，兩者在高溫著火后生成堅(jiān)硬并可自支撐，具有一定的強(qiáng)度且呈能承受一定的沖擊，即使高溫明火也可保持電纜護(hù)套的完成性。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]本實(shí)施例中一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0021]甲基乙烯基硅橡膠85份，氣相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑16份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.4份，硅藻土 38份，鈦白粉2.9份，羥基硅油1.6份，氧化鐵0.24份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.3份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.9份，鉬阻燃劑
0.0016份，氫氧化鋁20份，氫氧化鎂20份，雙八面體堿性硅酸鋁1.5份，三八面體堿性硅酸鋁0.5份，錫酸鋅1.3份，硼酸鋅0.4份；
[0022]其中雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為120 μ m，三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為125 μ m。雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.079%。
[0023]實(shí)施例2[0024]本實(shí)施例中一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0025]甲基乙烯基硅橡膠98份，氣相法白炭黑17份，沉淀法白炭黑15份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.8份，硅藻土 30份，鈦白粉2.8份，羥基硅油1.9份，氧化鐵0.2份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.5份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.8份，鉬阻燃劑0.0018份，氫氧化鋁18份，氫氧化鎂24份，雙八面體堿性硅酸鋁1.4份，三八面體堿性硅酸鋁0.55份，錫酸鋅1.4份，硼酸鋅0.3份；
[0026]其中雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為150 μ m，三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為145 μ m。雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑為巰丙基三甲氧基硅烷，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.072%。
[0027]實(shí)施例3
[0028]本實(shí)施例中一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0029]甲基乙烯基硅橡膠90份，氣相法白炭黑20份，沉淀法白炭黑12份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，鈦白粉2.5份，羥基硅油2.1份，氧化鐵0.18份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰) 0.7份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.6份，鉬阻燃劑
0.0019份，氫氧化鋁17份，氫氧化鎂29份，雙八面體堿性硅酸鋁1.2份，三八面體堿性硅酸鋁0.6份，錫酸鋅1.1份，硼酸鋅0.5份；
[0030]其中雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為80 μ m，三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為110 μ m。雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷于巰丙基三甲氧基硅烷組成，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.08%ο
[0031]實(shí)施例4
[0032]本實(shí)施例中一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0033]甲基乙烯基硅橡膠83份，氣相法白炭黑23份，沉淀法白炭黑17份，八甲基環(huán)四硅氧烷2.1份，硅藻土 40份，鈦白粉2.3份，羥基硅油2.4份，氧化鐵0.13份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.9份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.5份，鉬阻燃劑
0.002份，氫氧化鋁16份，氫氧化鎂23份，雙八面體堿性硅酸鋁1份，三八面體堿性硅酸鋁
0.67份，錫酸鋅1.2份，硼酸鋅0.25份；
[0034]其中雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為100 μ m,三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為140 μ m。雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷與巰丙基三甲氧基硅烷組成，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.077%。
[0035]實(shí)施例5
[0036]本實(shí)施例中一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:
[0037]甲基乙烯基硅橡膠82份，氣相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，鈦白粉2.2份，羥基硅油2.3份，氧化鐵0.2份，過氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.8份，鉬阻燃劑0.0017份，氫氧化鋁17份，氫氧化鎂23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.3份，三八面體堿性硅酸鋁0.6份，錫酸鋅1.2份，硼酸鋅0.45份；
[0038]其中雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為160 μ m,三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為120 μ m。雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑由乙烯基三甲氧基硅烷與巰丙基三甲氧基硅烷組成，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.082%。
[0039]在實(shí)施例1-5中，上述高效阻燃電纜護(hù)套材料使用氣相法白炭黑與沉淀法白炭黑，并用八甲基環(huán)四硅氧烷作為表面處理劑，可改善硫化膠的強(qiáng)度，提高疏水性，填充性能好，護(hù)套材料的補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度明顯提高，與硅藻土及鈦白粉并用，可調(diào)節(jié)硫化膠的硬度，改善膠料的擠出性能并降低成本；添加適量羥基硅油以保證加工性能，抑制膠料的結(jié)構(gòu)化，因甲基乙烯基硅橡膠的交聯(lián)密度較低，高溫下硅氧烷主鏈分解，急速生成低分子的環(huán)狀體而繼續(xù)燃燒，在其中加入鉬催化劑其在與空氣接觸的硅橡膠表面上促進(jìn)氧化、降解以形成高交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使表面有機(jī)基團(tuán)減少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空氣，電纜護(hù)套自熄，添加適量錫酸鋅，可提高氫氧化鋁的阻燃性，與氫氧化鋁協(xié)同降低煙霧產(chǎn)生，提高氧指數(shù)，降低煙密度，添加適量硼酸鋅可改進(jìn)阻燃性能，并輕微改善阻燃強(qiáng)度，其中氫氧化鎂與氫氧化鋁高溫下釋放水蒸氣，生成氧化鋁與氧化鎂，釋放的水蒸氣可使燃燒溫度降低，阻燃效果明顯；雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁的加入可使電纜護(hù)套燒結(jié)后的彎曲強(qiáng)度大幅提高，燒結(jié)殘余物的質(zhì)量明顯增加，兩者在高溫著火后生成堅(jiān)硬并可自支撐，具有一定的強(qiáng)度且可呈承受一定的沖擊，高溫明火保持電纜護(hù)套的完成性；雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁具有較好的電絕緣性能及耐火性能，其燒結(jié)體的尺寸穩(wěn)定性及點(diǎn)性能較好，通過控制兩者的粒徑出于一定的范圍，不僅易于膠料加工擠出，且電纜護(hù)套燒結(jié)后物理強(qiáng)度適中，避免收縮率變化幅度大導(dǎo)致的開裂，與硼酸鋅混合使用，可使雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁在較低溫度下熔化生成具有一定剛性及良好形狀保持率的物質(zhì)，改善電纜護(hù)套的耐火性能；采用硅烷偶聯(lián)劑處理雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁，可顯著提高電纜護(hù)套燃燒前后的機(jī)械強(qiáng)度。
[0040]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員 在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡膠80-100份，氣相法白炭黑16-23份，沉淀法白炭黑11-17份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.3-2.2份，硅藻土 30-40份，鈦白粉2-3份，羥基硅油1.5-2.5份，氧化鐵.0.13-0.25份,過氧化雙(2，4- 二氣苯甲酸)0.3-1份,2, 5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.5-0.9份，鉬阻燃劑0.0015-0.002份，氫氧化鋁15-20份，氫氧化鎂20-30份，雙八面體堿性硅酸鋁1-1.5份,三八面體堿性硅酸鋁0.4-0.7份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份還包括1-1.5份錫酸鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份還包括0.2-0.5份硼酸鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，雙八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為60-180 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，三八面體堿性硅酸鋁的平均粒徑為100-150 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，雙八面體堿性硅酸鋁與三八面體堿性硅酸鋁分別經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷或疏丙基二甲氧基硅烷的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07-0.085 %。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡膠80-85份，氣相法白炭黑15-20份，沉淀法白炭黑12-14份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.3-2份,娃操土 33_38份,欽白粉2.1-2.3份,羥基硅油1.8-2.4份,氧化鐵.0.15-0.22份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.3-0.6份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.7-0.82份，鉬阻燃劑0.0015-0.0018份，氫氧化鋁16-18份，氫氧化鎂23-24份，雙八面體堿性硅酸鋁1.1-1.4份，三八面體堿性硅酸鋁0.5-0.65份。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效阻燃耐火電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡膠82份，氣相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基環(huán)四硅氧烷.1.5份，硅藻土 35份，鈦白粉2.2份，羥基硅油2.3份，氧化鐵0.2份，過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.8份，鉬阻燃劑0.0017份，氫氧化鋁17份，氫氧化鎂23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.3份，三八面體堿性硅酸鋁0.6份。
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK103897400SQ201410072277
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月1日
【發(fā)明者】余金余 申請(qǐng)人:安徽省定興電纜有限公司