一種高補強耐火電纜護套材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括：苯基硅橡膠85-95份，氣相法白炭黑20-25份，沉淀法白炭黑13-17份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5-2份，碳酸鈣40-50份，石英粉5-13份，羥基硅油1.2-1.7份，聚硅氧烷1.5-2.3份，鉑催化劑0.00026-0.00058份，氫氧化鋁17-23份，氫氧化鎂15-25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，氧化鋅3-8份。本發(fā)明還公開了一種高補強耐火電纜護套材料的制備方法。本發(fā)明中，上述高補強耐火電纜護套材料補強強度較高，耐燒蝕性能好，耐火阻燃性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低，制備過程簡單。
【專利說明】一種高補強耐火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【技術領域】，尤其涉及一種高補強耐火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。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(chǎn)安全是人們關心的大事，如何制備一種補強強度較高，耐燒蝕性能好，耐火阻燃性能優(yōu)異的電纜護套材料成為目前需要解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種高補強耐火電纜護套材料及其制備方法，所述高補強耐火電纜護套材料補強強度較高，耐燒蝕性能好，耐火阻燃性能優(yōu)異，且生產(chǎn)成本低，制備工藝簡單。
[0004]本發(fā)明提出的一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0005]苯基硅橡膠85-95份，氣相法白炭黑20-25份，沉淀法白炭黑13-17份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5-2份，碳酸鈣40-50份，石英粉5-13份，羥基硅油1.2-1.7份，聚硅氧烷1.5-2.3份，鉬催化劑0.00026-0.00058份，氫氧化鋁17-23份，氫氧化鎂15-25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，氧化鋅3-8份。
[0006]優(yōu)選地,其原料按重量份還包括0.8-1.3份錫酸鋅。
[0007]優(yōu)選地,其原料按重量份還包括0.5-0.8份硼酸鋅。
[0008]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)劑為乙烯基二甲氧基硅烷或疏丙基二甲氧基硅烷的一種或兩種。
[0009]優(yōu)選地，羥基硅油中羥基質量分數(shù)為0.083-0.092%。
[0010]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。
[0011]優(yōu)選地，上述高補強耐火電纜護套材料的原料按重量份包括:
[0012]苯基硅橡膠87-93份，氣相法白炭黑22-23份，沉淀法白炭黑14_15份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.7-1.9份，碳酸鈣 45-47份，石英粉8_11份，羥基硅油1.3-1.5份，聚硅氧烷1.8-2.1份，鉬催化劑0.00048-0.00053份，氫氧化鋁18-20份，氫氧化鎂21-23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.2-1.3份，三八面體堿性硅酸鋁0.5-0.6份，氧化鋅4-6份。
[0013]優(yōu)選地，上述高補強耐火電纜護套材料的原料按重量份包括:[0014]苯基硅橡膠92份，氣相法白炭黑22份，沉淀法白炭黑14.5份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.8份，碳酸鈣45份，石英粉9份，羥基硅油1.5份，聚硅氧烷1.8份，鉬催化劑0.00051份，氫氧化鋁18份，氫氧化鎂21.5份，雙八面體堿性硅酸鋁1.25份，三八面體堿性硅酸鋁0.55份，氧化鋅4.6份。
[0015]本發(fā)明還公開了一種高補強耐火電纜護套材料的制備方法，包括如下步驟:
[0016]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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170-180°C，混煉時間為l_1.5h，將得到的物料冷卻至45-50°C ；
[0017]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉30-40min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0019]本發(fā)明中，生膠采用苯基硅橡膠，適量添加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，不僅電纜護套的耐燒蝕性好，且可顯著改善硫化膠的強度，提高疏水性，填充性能好，護套材料的補強強度也明顯提高，與碳酸鈣及石英粉并用，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，抑制膠料的結構化；因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，鉬催化劑在與于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，硅酸鋁與氧化鋅配合使用可降低硅酸鋁的熔點，使電纜護套在較低溫度下即開始硬化達到一定的硬度與強度，從而發(fā)揮防火功能，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阻燃性能，并輕微改善阻燃強度，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。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:[0022]苯基硅橡膠88份，氣相法白炭黑24份，沉淀法白炭黑16份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.7份，碳酸鈣42份，石英粉12份，羥基硅油1.3份，聚硅氧烷2.1份，鉬催化劑0.00036份，氫氧化鋁22份，氫氧化鎂18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，氧化鋒4份。
[0023]本實施例中，上述高補強耐火電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0024]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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173°C，混煉時間為1.4h，將得到的物料冷卻至48°C ；
[0025]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉35min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0027]實施例2
[0028]一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0029]苯基硅橡膠92份，氣相法白炭黑21份，沉淀法白炭黑14份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.7份，碳酸鈣45份，石英粉8份，羥基硅油1.4份，聚硅氧烷2.1份，鉬催化劑0.00052份，氫氧化鋁19份，氫氧化鎂18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，氧化鋒4份。
[0030]本實施例中，上述高補強耐火電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0031]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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175°C，混煉時間為1.2h，將得到的物料冷卻至48°C ；
[0032]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉38min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0034]實施例3
[0035]一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0036]苯基硅橡膠90份，氣相法白炭黑23份，沉淀法白炭黑16份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.9份，碳酸鈣43份，石英粉11份，羥基硅油1.5份，聚硅氧烷1.8份，鉬催化劑0.00043份，氫氧化鋁21份，氫氧化鎂21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，氧化鋒6.7份。
[0037]本實施例中，上述高補強耐火電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0038]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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180°C，混煉時間為1.4h，將得到的物料冷卻至46°C ；
[0039]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉32min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0041]實施例4
[0042]一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0043]苯基硅橡膠87份，氣相法白炭黑23份，沉淀法白炭黑16份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.9份，碳酸鈣43份，石英粉8份，羥基硅油1.3份，聚硅氧烷1.7份，鉬催化劑0.00047份，氫氧化鋁19份，氫氧化鎂23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.2份，三八面體堿性硅酸鋁0.65份，氧化鋅5份。
[0044]本實施例中，上述高補強耐火電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0045]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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171°C，混煉時間為lh，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、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉34min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0048]實施例5
[0049]一種高補強耐火電纜護套材料，其原料按重量份包括:
[0050]苯基硅橡膠92份，氣相法白炭黑22份，沉淀法白炭黑14.5份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.8份，碳酸鈣45份，石英粉9份，羥基硅油1.5份，聚硅氧烷1.8份，鉬催化劑0.00051份，氫氧化鋁18份，氫氧化鎂21.5份，雙八面體堿性硅酸鋁1.25份，三八面體堿性硅酸鋁0.55份，氧化鋒4.6份。
[0051]本實施例中，上述高補強耐火電纜護套材料的制備方法包括如下步驟:
[0052]S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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176°C，混煉時間為1.2h，將得到的物料冷卻至48°C ；
[0053]S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述Si冷卻后的物料繼續(xù)混煉35min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
[0055]在上述實施例1-5中，生膠采用苯基硅橡膠，適量添加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，不僅電纜護套的耐燒蝕性好，且可顯著改善硫化膠的強度，提高疏水性，填充性能好，護套材料的補強強度也明顯提高，與碳酸鈣及石英粉并用，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，抑制膠料的結構化；因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，鉬催化劑在與于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，硅酸鋁與氧化鋅配合使用可降低硅酸鋁的熔點，使電纜護套在較低溫度下即開始硬化達到一定的硬度與強度，從而發(fā)揮防火功能，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阻燃性能，并輕微改善阻燃強度，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。
[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(nèi)，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(nèi)。
【權利要求】
1.一種高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 苯基硅橡膠85-95份，氣相法白炭黑20-25份，沉淀法白炭黑13-17份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.5-2份，碳酸鈣40-50份，石英粉5-13份，羥基硅油1.2-1.7份，聚硅氧烷1.5-2.3份，鉬催化劑0.00026-0.00058份，氫氧化鋁17-23份，氫氧化鎂15-25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，氧化鋅3-8份。
2.根據(jù)權利要求1所述的高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份還包括0.8-1.3份錫酸鋅。
3.根據(jù)權利要求1所述的高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份還包括0.5-0.8份硼酸鋅。
4.根據(jù)權利要求1所述的高補強耐火電纜護套材料，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巰丙基三甲氧基硅烷的一種或兩種。
5.根據(jù)權利要求1所述的高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，羥基硅油中羥基質量分數(shù)為 0.083-0.092% ο
6.根據(jù)權利要求1所述的高補強耐火電纜護套材料，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。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 苯基硅橡膠87-93份，氣相法白炭黑22-23份，沉淀法白炭黑14-15份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.7-1.9份，碳酸鈣45-47份，石英粉8_11份，羥基硅油1.3-1.5份，聚硅氧烷1.8-2.1份，鉬催化劑0.00048-0.00053份，氫氧化鋁18-20份，氫氧化鎂21-23份，雙八面體堿性硅酸鋁1.2-1.3份，三八面體堿性硅酸鋁0.5-0.6份，氧化鋅4-6份。
8.根據(jù)權利要求7所述的高補強耐火電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 苯基硅橡膠92份，氣相法白炭黑22份，沉淀法白炭黑14.5份，八甲基環(huán)四硅氧烷1.8份，碳酸鈣45份，石英粉9份，羥基硅油1.5份，聚硅氧烷1.8份，鉬催化劑0.00051份，氫氧化鋁18份，氫氧化鎂21.5份，雙八面體堿性硅酸鋁1.25份，三八面體堿性硅酸鋁0.55份，氧化鋒4.6份。
9.一種根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的高補強耐火電纜護套材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: S1、按配比稱取苯基硅橡膠、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170-180°c，混煉時間為l_1.5h，將得到的物料冷卻至45-50°C ； S2、按配比稱取八甲基環(huán)四硅氧烷、氧化鋅、碳酸鈣、石英粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、雙八面體堿性硅酸鋁及三八面體堿性硅酸鋁，送入上述捏合機中，與上述SI冷卻后的物料繼續(xù)混煉30-40min，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，得到高補強耐火電纜護套材料。
【文檔編號】C08L83/04GK103937256SQ201410072365
【公開日】2014年7月23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