本發(fā)明涉及一種無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管的制備方法，屬于功能橡膠技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今現(xiàn)代化建設(shè)迅速發(fā)展的時(shí)代，能源和信息是社會(huì)的兩大支柱，無(wú)論是電能還是信息的傳輸，都離不開(kāi)電線(xiàn)電纜。而隨著電線(xiàn)電纜在電力系統(tǒng)、高層建筑、工礦企業(yè)、城鄉(xiāng)配電和通訊網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用，因電線(xiàn)電纜引發(fā)的火災(zāi)事故也時(shí)有發(fā)生。無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管因其防火性能佳，是近些年在電線(xiàn)電纜外應(yīng)用最廣最好的防火材料。

無(wú)鹵阻燃硅橡膠是一種性能優(yōu)異，無(wú)刺激性氣味利于環(huán)保的無(wú)鹵阻燃硅橡膠。以甲基乙烯基硅橡膠為基膠的組合物與硫化機(jī)硫化而成。無(wú)鹵阻燃硅橡膠得到了廣泛應(yīng)用和研究，但若要得到較好的阻燃效果，金屬氫氧化物的添加量一般要達(dá)到材料的50~60%，由于金屬氫氧化物具有較強(qiáng)的極性，與一般的非極性聚合物的相容性較差，在制備復(fù)合材料時(shí)，金屬氫氧化物很難在基體中分散均勻，從而導(dǎo)致較嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，進(jìn)而使復(fù)合材料的力學(xué)性能和電氣性能等變差。最重要的是作為阻燃劑的金屬氫氧化物在基體中不能充分分散，這會(huì)使團(tuán)聚粒徑過(guò)大，從而大幅降低其對(duì)復(fù)合材料的阻燃效果。為了提高單位用量金屬氫氧化物的阻燃效果，雙氫氧化物共用，水滑石、硼酸鋅、金屬氧化物、氮化硅、乙烯－丙烯酸共聚物或其他物質(zhì)的添加，阻燃劑微膠囊化處理和多種阻燃機(jī)理的阻燃劑復(fù)配等方法開(kāi)始成為研究的熱點(diǎn)，但這些研究還存在著預(yù)處理過(guò)于復(fù)雜、阻燃效果提高不明顯和成本過(guò)高等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管中金屬氫氧化物添加量大，相容性差，物理性能不理想的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管的制備方法，本發(fā)明通過(guò)十六烷基三甲基溴化銨改性鐵基蒙脫土，作為橡膠的填料，以提高橡膠的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，再利用六甲基二硅氮烷對(duì)氫氧化鋁表面進(jìn)行接枝改性，降低氫氧化鋁表面極性，提高氫氧化鋁與硅橡膠的相容性，并鈍化氫氧化鋁表面，解決其易團(tuán)聚、難分散的問(wèn)題，再將改性鐵基蒙脫土，改性氫氧化鋁，與聚丙烯樹(shù)脂密煉制備無(wú)鹵阻燃劑，添加到硅橡膠中，經(jīng)硫化后，在熔接機(jī)中加工成套管，制得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

（1）稱(chēng)取8~10g三氯化鐵加入500~600mL去離子水中，以200~300r/min攪拌5~10min，加入50~60g鈉基蒙脫土，以500W超聲波超聲分散30~40min，繼續(xù)攪拌15~20h，抽濾混合液，用去離子水洗滌濾餅3~5次，將濾餅置于60~70℃干燥箱中干燥20~24h，取出，加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得鐵基蒙脫土；

（2）稱(chēng)取50~60g上述鐵基蒙脫土加入500~600mL去離子水，在70~80℃恒溫水浴下攪拌30~40min，加入20~22g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)攪拌1~2h，將混合液裝入離心機(jī)中，以3000~4000r/min離心分離10~15min，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀3~5次，將沉淀置于80~90℃干燥箱中干燥至恒重，并加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土，備用；

（3）稱(chēng)取40~50g氫氧化鋁，置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120~125℃下熱處理2~3h，將熱處理的氫氧化鋁加入6~8mL六甲基二硅氮烷中，以600~800r/min攪拌30~40min，并加熱至100~110℃反應(yīng)2~3h，將混合物置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120~125℃下熱處理3~4h，得改性氫氧化鋁；

（4）分別稱(chēng)取30~40g上述改性氫氧化鋁，3~5g上述步驟（2）制備的改性鐵基蒙脫土，1~2g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，50~60g聚丙烯樹(shù)脂混合均勻，裝入密煉機(jī)中加熱至110~120℃，反應(yīng)3~4h，得無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑；

（5）稱(chēng)取100~120g甲基乙烯基硅橡膠生膠，置于40~50℃開(kāi)煉機(jī)上開(kāi)煉1~2min，加入4~5g羥基硅油，1~2g硫化劑2，5-二甲基2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷，40~50g上述無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑，混煉5~8min，靜置15~20h，得混煉膠料；

（6）將上述混煉膠料置于平板硫化機(jī)上，在170~180℃下進(jìn)行一次硫化15~20min，轉(zhuǎn)入200~210℃鼓風(fēng)干燥箱中，二次硫化3~4h，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠，將無(wú)鹵阻燃硅橡膠加入熔接機(jī)中加工成套管，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能好，拉伸強(qiáng)度為12~15MPa，撕裂強(qiáng)度為25~30kN/m，阻燃性能提高18~25%。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管力學(xué)性能好，拉伸強(qiáng)度高，抗撕裂效果好；

（2）本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管阻燃效果好，制備過(guò)程簡(jiǎn)單。

具體實(shí)施方式

稱(chēng)取8~10g三氯化鐵加入500~600mL去離子水中，以200~300r/min攪拌5~10min，加入50~60g鈉基蒙脫土，以500W超聲波超聲分散30~40min，繼續(xù)攪拌15~20h，抽濾混合液，用去離子水洗滌濾餅3~5次，將濾餅置于60~70℃干燥箱中干燥20~24h，取出，加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得鐵基蒙脫土；

稱(chēng)取50~60g上述鐵基蒙脫土加入500~600mL去離子水，在70~80℃恒溫水浴下攪拌30~40min，加入20~22g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)攪拌1~2h，將混合液裝入離心機(jī)中，以3000~4000r/min離心分離10~15min，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀3~5次，將沉淀置于80~90℃干燥箱中干燥至恒重，并加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；稱(chēng)取40~50g氫氧化鋁，置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120~125℃下熱處理2~3h，將熱處理的氫氧化鋁加入6~8mL六甲基二硅氮烷中，以600~800r/min攪拌30~40min，并加熱至100~110℃反應(yīng)2~3h，將混合物置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120~125℃下熱處理3~4h，得改性氫氧化鋁；分別稱(chēng)取30~40g上述改性氫氧化鋁，3~5g上述改性鐵基蒙脫土，1~2g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，50~60g聚丙烯樹(shù)脂混合均勻，裝入密煉機(jī)中加熱至110~120℃，反應(yīng)3~4h，得無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑；稱(chēng)取100~120g甲基乙烯基硅橡膠生膠，置于40~50℃開(kāi)煉機(jī)上開(kāi)煉1~2min，加入4~5g羥基硅油，1~2g硫化劑2，5-二甲基2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷，40~50g上述無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑，混煉5~8min，靜置15~20h，得混煉膠料；將上述混煉膠料置于平板硫化機(jī)上，在170~180℃下進(jìn)行一次硫化15~20min，轉(zhuǎn)入200~210℃鼓風(fēng)干燥箱中，二次硫化3~4h，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠，將無(wú)鹵阻燃硅橡膠加入熔接機(jī)中加工成套管，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

實(shí)例1

稱(chēng)取8g三氯化鐵加入500mL去離子水中，以200r/min攪拌5min，加入50g鈉基蒙脫土，以500W超聲波超聲分散30min，繼續(xù)攪拌15h，抽濾混合液，用去離子水洗滌濾餅3次，將濾餅置于60℃干燥箱中干燥20h，取出，加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得鐵基蒙脫土；稱(chēng)取50g上述鐵基蒙脫土加入500mL去離子水，在70℃恒溫水浴下攪拌30min，加入20g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)攪拌1h，將混合液裝入離心機(jī)中，以3000r/min離心分離10min，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀3次，將沉淀置于80℃干燥箱中干燥至恒重，并加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；稱(chēng)取40g氫氧化鋁，置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃下熱處理2h，將熱處理的氫氧化鋁加入6mL六甲基二硅氮烷中，以600r/min攪拌30min，并加熱至100℃反應(yīng)2h，將混合物置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃下熱處理3h，得改性氫氧化鋁；分別稱(chēng)取30g上述改性氫氧化鋁，3g上述改性鐵基蒙脫土，1g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，50g聚丙烯樹(shù)脂混合均勻，裝入密煉機(jī)中加熱至110℃，反應(yīng)3h，得無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑；稱(chēng)取100g甲基乙烯基硅橡膠生膠，置于40℃開(kāi)煉機(jī)上開(kāi)煉1min，加入4g羥基硅油，1g硫化劑2，5-二甲基2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷，40g上述無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑，混煉5min，靜置15h，得混煉膠料；將上述混煉膠料置于平板硫化機(jī)上，在170℃下進(jìn)行一次硫化15min，轉(zhuǎn)入200℃鼓風(fēng)干燥箱中，二次硫化3h，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠，將無(wú)鹵阻燃硅橡膠加入熔接機(jī)中加工成套管，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能好，拉伸強(qiáng)度為12MPa，撕裂強(qiáng)度為25kN/m，阻燃性能提高18%。

實(shí)例2

稱(chēng)取9g三氯化鐵加入550mL去離子水中，以250r/min攪拌8min，加入55g鈉基蒙脫土，以500W超聲波超聲分散35min，繼續(xù)攪拌18h，抽濾混合液，用去離子水洗滌濾餅4次，將濾餅置于65℃干燥箱中干燥22h，取出，加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得鐵基蒙脫土；稱(chēng)取55g上述鐵基蒙脫土加入550mL去離子水，在75℃恒溫水浴下攪拌35min，加入21g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)攪拌1.5h，將混合液裝入離心機(jī)中，以3500r/min離心分離12min，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀4次，將沉淀置于85℃干燥箱中干燥至恒重，并加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；稱(chēng)取45g氫氧化鋁，置于鼓風(fēng)干燥箱中，在122℃下熱處理2.5h，將熱處理的氫氧化鋁加入7mL六甲基二硅氮烷中，以700r/min攪拌35min，并加熱至105℃反應(yīng)2.5h，將混合物置于鼓風(fēng)干燥箱中，在122℃下熱處理3.5h，得改性氫氧化鋁；分別稱(chēng)取35g上述改性氫氧化鋁，4g上述改性鐵基蒙脫土，1.5g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，55g聚丙烯樹(shù)脂混合均勻，裝入密煉機(jī)中加熱至115℃，反應(yīng)3.5h，得無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑；稱(chēng)取110g甲基乙烯基硅橡膠生膠，置于45℃開(kāi)煉機(jī)上開(kāi)煉1min，加入4.5g羥基硅油，1.5g硫化劑2，5-二甲基2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷，45g上述無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑，混煉7min，靜置18h，得混煉膠料；將上述混煉膠料置于平板硫化機(jī)上，在175℃下進(jìn)行一次硫化18min，轉(zhuǎn)入205℃鼓風(fēng)干燥箱中，二次硫化3.5h，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠，將無(wú)鹵阻燃硅橡膠加入熔接機(jī)中加工成套管，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管拉熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能好，伸強(qiáng)度為13MPa，撕裂強(qiáng)度為28kN/m，阻燃性能提高20%。

實(shí)例3

稱(chēng)取10g三氯化鐵加入600mL去離子水中，以300r/min攪拌10min，加入60g鈉基蒙脫土，以500W超聲波超聲分散40min，繼續(xù)攪拌20h，抽濾混合液，用去離子水洗滌濾餅5次，將濾餅置于70℃干燥箱中干燥24h，取出，加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得鐵基蒙脫土；稱(chēng)取60g上述鐵基蒙脫土加入600mL去離子水，在80℃恒溫水浴下攪拌40min，加入22g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)攪拌2h，將混合液裝入離心機(jī)中，以4000r/min離心分離15min，取沉淀，用去離子水洗滌沉淀5次，將沉淀置于90℃干燥箱中干燥至恒重，并加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)200目篩，得改性鐵基蒙脫土；稱(chēng)取50g氫氧化鋁，置于鼓風(fēng)干燥箱中，在125℃下熱處理3h，將熱處理的氫氧化鋁加入8mL六甲基二硅氮烷中，以800r/min攪拌40min，并加熱至110℃反應(yīng)3h，將混合物置于鼓風(fēng)干燥箱中，在125℃下熱處理4h，得改性氫氧化鋁；分別稱(chēng)取40g上述改性氫氧化鋁，5g上述改性鐵基蒙脫土，2g硅烷偶聯(lián)劑KH-570，60g聚丙烯樹(shù)脂混合均勻，裝入密煉機(jī)中加熱至120℃，反應(yīng)4h，得無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑；稱(chēng)取120g甲基乙烯基硅橡膠生膠，置于50℃開(kāi)煉機(jī)上開(kāi)煉2min，加入5g羥基硅油，2g硫化劑2，5-二甲基2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷，50g上述無(wú)鹵聚丙烯復(fù)合阻燃劑，混煉8min，靜置20h，得混煉膠料；將上述混煉膠料置于平板硫化機(jī)上，在180℃下進(jìn)行一次硫化20min，轉(zhuǎn)入210℃鼓風(fēng)干燥箱中，二次硫化4h，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠，將無(wú)鹵阻燃硅橡膠加入熔接機(jī)中加工成套管，得無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管。

本發(fā)明制備的無(wú)鹵阻燃硅橡膠電纜套管熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能好，拉伸強(qiáng)度為15MPa，撕裂強(qiáng)度為30kN/m，阻燃性能提高25%。