一種可自熄阻燃電纜護套材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括：二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，氣相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基環(huán)四硅氧烷11-15份，氧化鋅4-10份，滑石粉35-45份，羥基硅油2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，鉑催化劑0.00024-0.0005份，氫氧化鋁18-23份，氫氧化鎂20-30份，硅酸鈣30-50份。本發(fā)明還公開了一種可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法。本發(fā)明中，上述可自熄阻燃電纜護套材料無污染，高溫自熄效果好，燒后具有一定強度及支撐能力，制備過程較簡單。
【專利說明】一種可自熄阻燃電纜護套材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜護套材料【技術領域】，尤其涉及一種可自熄阻燃電纜護套材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會安全意識的提高，許多應用領域都對所使用的橡膠材料明確提出了阻燃性能的要求，通常使用含鹵橡膠基體或在橡膠基體中添加鹵素阻燃劑以達到優(yōu)良的阻燃效果，雖然效果很好，但是燃燒時放出大量的有毒和腐蝕性氣體，并伴隨有大量的煙霧。
[0003]隨著環(huán)保及回收法規(guī)的日益嚴格及新型護套材料的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的電纜材料正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，目前的技術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，在火災中具有一定的作用，但是持續(xù)高溫燃燒后，燒余物沒有機械強度，變成灰燼，會造成更危險的二次危害，保護火災中人身和財產安全是人們關心的大事，如何制備一種無污染，高溫自熄效果好，燒后具有一定強度及支撐能力的電纜護套材料成為目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0004]一種可自熄阻燃電纜護套材料及其制備方法，上述可自熄阻燃電纜護套材料無污染，高溫自熄效果好，燒后具有一定強度及支撐能力。
[0005]本發(fā)明提出的一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0006]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，氣相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基環(huán)四硅氧烷11-15份，氧化鋅4-10份，滑石粉35-45份，羥基硅油2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，鉬催化劑0.00024-0.0005份，氫氧化鋁18-23份，氫氧化鎂20-30份，硅酸鈣30-50份。
[0007]優(yōu)選地，硅酸鈣由硅灰石、硬硅鈣石、雪硅鈣石、針鈉鈣石、錳硅灰石的一種或多種組成。
[0008]優(yōu)選地，娃酸鈣為娃灰石，平均粒子長度為15-35 μ m。
[0009]優(yōu)選地，鉬催化劑由氯鉬酸、氯鉬酸的異丙醇溶液或包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物的一種或多種組成。
[0010]優(yōu)選地，氧化鋅與硅酸鈣的重量比為(1-2):(7_10)。
[0011]優(yōu)選地，上述可自熄阻燃電纜護套材的其原料按重量份包括:
[0012]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物80-85份，氣相法白炭黑25-28份，沉淀法白炭黑16-18份，八甲基環(huán)四硅氧烷12-13份，氧化鋅5-6份，滑石粉38-40份，羥基硅油2-3份，氧化硒0.12-0.14份，聚硅氧烷1.3-1.5份，鉬催化劑0.00037-0.00042份，氫氧化鋁19-22份，氫氧化鎂25-29份，硅酸鈣40-50份。
[0013]優(yōu)選地，上述可自熄阻燃電纜護套材的其原料按重量份包括:
[0014]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，氣相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基環(huán)四硅氧烷12.5份，氧化鋅5.3份，滑石粉39份，羥基硅油2.5份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.45份，鉬催化劑0.00041份，氫氧化鋁20份，氫氧化鎂28份，硅酸鈣46份。
[0015]本發(fā)明還公開了一種根據(jù)上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法，包括如下步驟:
[0016]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為185-200°C，混煉時間為0.5-lh，將得到的物料冷卻至40-55°C ；
[0017]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.3-0.6h，排料、濾膠，冷卻至常溫；
[0018]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
[0019]本發(fā)明中，采用上述二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物，硫化膠的撕裂強度高，壓縮永久變形低；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，可改善硫化膠的強度，提高疏水性，填充性能好，護套材料的補強強度明顯增大，與氧化鋅及滑石粉并用，可調節(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，抑制膠料的結構化，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，在鉬催化劑的作用下，聚硅氧烷中的氫硅基與二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物中的乙烯基發(fā)生加成反應，其與空氣接觸的硅橡膠表面上促進氧化、降解以形成高交聯(lián)結構，使表面有機基團減少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空氣，電纜護套自熄；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；含硅酸鈣的膠料性能較穩(wěn)定，電纜護套燃燒中產生的多孔結構變化緩慢，在明火溫度超過1000°c后多孔結構變化緩慢，電纜護套燃燒后的質量損失率較小，抗破裂性能好，且導熱性能也大大降低。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0022]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物81份，氣相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑18份，八甲基環(huán)四硅氧烷14份，氧化鋅5份，滑石粉37份，羥基硅油2.6份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.5份，鉬催化劑0.00042份，氫氧化鋁22份，氫氧化鎂24份，硅酸鈣47份；其中硅酸鈣由硅灰石、硬硅鈣石、雪硅鈣石、針鈉鈣石及錳硅灰石組成，鉬催化劑由氯鉬酸的異丙醇溶液、包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物組成。
[0023]本實施例中，上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0024]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為185°C，混煉時間為0.8h，將得到的物料冷卻至52 °C ；[0025]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.3h，排料、濾膠，冷卻至常溫；
[0026]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
[0027]實施例2
[0028]一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0029]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物99份，氣相法白炭黑21份，沉淀法白炭黑16份，八甲基環(huán)四硅氧烷13份，氧化鋅5份，滑石粉38份，羥基硅油2.2份，氧化硒0.11份，聚硅氧烷1.2份，鉬催化劑0.00035份，氫氧化鋁22.5份，氫氧化鎂25份，硅酸鈣42份；其中硅酸鈣為硅灰石，平均粒子長度為15-35 μ m，鉬催化劑由氯鉬酸、包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物組成。
[0030]本實施例中，上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0031]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為190°C，混煉時間為0.6h，將得到的物料冷卻至42 °C ；
[0032]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.5h，排料、濾膠，冷卻至常溫；
[0033]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
[0034]實施例3
[0035]一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0036]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物85份，氣相法白炭黑25份，沉淀法白炭黑18份，八甲基環(huán)四硅氧烷11份，氧化鋅7份，滑石粉41份，羥基硅油2.5份，氧化硒0.14份，聚硅氧烷1.6份，鉬催化劑0.00044份，氫氧化鋁18-23份，氫氧化鎂29份，硅酸鈣32份；其中硅酸鈣由雪硅鈣石、針鈉鈣石與錳硅灰石組成，鉬催化劑為氯鉬酸。
[0037]本實施例中，上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0038]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為195°C，混煉時間為0.9h，將得到的物料冷卻至54 °C ；
[0039]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.3-0.6h，排料、濾膠，冷卻
至常溫；
[0040]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
[0041]實施例4
[0042]一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0043]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物76份，氣相法白炭黑30份，沉淀法白炭黑19份，八甲基環(huán)四硅氧烷14份，氧化鋅4份，滑石粉44份，羥基硅油2.9份，氧化硒0.12份，聚硅氧烷1.5份，鉬催化劑0.00028份，氫氧化鋁18-23份，氫氧化鎂23份，硅酸鈣47份；其中硅酸鈣由硬硅鈣石、雪硅鈣石及針鈉鈣石組成，鉬催化劑為包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物。
[0044]本實施例中，上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0045]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為187°C，混煉時間為0.8h，將得到的物料冷卻至48 °C ；
[0046]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.4h，排料、濾膠，冷卻至常溫;
[0047]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。[0048]實施例5
[0049]一種可自熄阻燃電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0050]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，氣相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基環(huán)四硅氧烷12.5份，氧化鋅5.3份，滑石粉39份，羥基硅油2.5份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.45份，鉬催化劑0.00041份，氫氧化鋁20份，氫氧化鎂28份，硅酸鈣46份；其中硅酸鈣為硅灰石，平均粒子長度為15-35 μ m,鉬催化劑由氯鉬酸的異丙醇溶液與包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物組成。
[0051]本實施例中，上述可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法，包括如下步驟:
[0052]S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為195°C，混煉時間為0.5h，將得到的物料冷卻至52 °C ；
[0053]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.5h，排料、濾膠，冷卻至常溫；
[0054]S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
[0055]上述可自熄電纜護套材料，采用上述二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物，硫化膠的撕裂強度高，壓縮永久變形低；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，可改善硫化膠的強度，提高疏水性，填充性能好，護套材料的補強強度明顯增大，與氧化鋅及滑石粉并用，可調節(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，抑制膠料的結構化，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，在鉬催化劑的作用下，聚硅氧烷中的氫硅基與二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物中的乙烯基發(fā)生加成反應，其與空氣接觸的硅橡膠表面上促進氧化、降解以形成高交聯(lián)結構，使表面有機基團減少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空氣，電纜護套自熄；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；含硅酸鈣的膠料性能較穩(wěn)定，電纜護套燃燒中產生的多孔結構變化緩慢，在明火溫度超過1000°C后多孔結構變化緩慢，電纜護套燃燒后的質量損失率較小，抗破裂性能好，且導熱性能也大大降低。
[0056]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術 領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，氣相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基環(huán)四硅氧烷11-15份，氧化鋅4-10份，滑石粉35-45份，羥基硅油.2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，鉬催化劑0.00024-0.0005份，氫氧化鋁.18-23份，氫氧化鎂20-30份，硅酸鈣30-50份。
2.根據(jù)權利要求1所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，硅酸鈣由硅灰石、硬硅鈣石、雪硅鈣石、針鈉鈣石、錳硅灰石的一種或多種組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，硅酸鈣為硅灰石，平均粒子長度為15-35 μ m。
4.根據(jù)權利要求1所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，鉬催化劑由氯鉬酸、氯鉬酸的異丙醇溶液或包覆在硅樹脂微膠囊表面的氯鉬酸與二乙烯基四甲基二硅氧烷絡合物的一種或多種組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，氧化鋅與硅酸鈣的重量比為(1-2):(7-10)。
6.根據(jù)權利要求1所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物80-85份，氣相法白炭黑25-28份，沉淀法白炭黑16-18份，八甲基環(huán)四硅氧烷12-13份，氧化鋅5-6份，滑石粉38-40份，羥基硅油2_3份，氧化硒0.12-0.14份，聚硅氧烷1.3-1.5份，鉬催化劑0.00037-0.00042份，氫氧化鋁.19-22份，氫氧化鎂25-29份，硅酸鈣40-50份。
7.根據(jù)權利要求6所述的可自熄阻燃電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，氣相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基環(huán)四硅氧烷12.5份，氧化鋅5.3份，滑石粉39份，羥基硅油2.5份，氧化硒0.13份，聚硅氧烷1.45份，鉬催化劑0.00041份，氫氧化鋁20份，氫氧化鎂28份，硅酸鈣46份。
8.一種根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的可自熄阻燃電纜護套材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1、按配比稱取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、氣相法白炭黑、沉淀法白炭黑與羥基硅油送入捏合機中混煉，混煉溫度為185-200°C，混煉時間為0.5-lh，將得到的物料冷卻至40-55 °C ； S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、滑石粉、氧化硒、氫氧化鋁、氫氧化鎂及硅酸鈣送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉0.3-0.6h，排料、濾膠，冷卻至常溫； S3、按配比稱取聚硅氧烷與鉬催化劑，并與上述S2得到的物料一起置于開煉機中混合均勻，得到可自熄阻燃電纜護套材料。
【文檔編號】C08K13/02GK103897401SQ201410072286
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月1日 優(yōu)先權日:2014年3月1日
【發(fā)明者】余金余 申請人:安徽省定興電纜有限公司