一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料包括以下重量配比的原料：所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料有三层结构，从内到外依次为支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层；采用丁腈橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、三元乙丙橡胶作为橡胶主体材料，用于电缆密封件不仅有高气密性、耐磨、耐老化、耐油性、耐腐蚀等特点，还具有阻燃性好、高弹性、有效防爆的性能，适用温度范围广，制备方法简单、价格低廉。

A flame retardant and explosion-proof rubber material for cable seals and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体地，涉及一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
电缆和管道穿隔密封装置广泛应用于船舶制造、海洋工程、石油化工、电力电信、国防军工、污水处理、工业及民用建筑等领域。一旦在某一特定环境内发生一种危险状态时，密封模块可以防止火焰、烟雾、气体和水通过电缆和管道贯穿件到达邻近的结构部分。虽然电缆和管道穿隔密封装置可以被视为安装设施的一个较小部件，但是该部件在保护人员、财产和连续操作方面都扮演至关重要的作用。近几年来，随着科学技术的不断发展，相关行业对电缆、管道密封装置的技术要求越来越高，不仅要求电缆密封件具有高密封性，而且还要求产品具有防火阻燃、防爆、抗老化、防水、防气、抗电磁屏蔽、长期耐腐蚀等性能，然而现有的电缆密封件还满足不了现阶段的要求。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上述不足，本专利技术的目的在于提供一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，具有密封性好、阻燃、防爆、抗老化、防水、防气、长期耐腐蚀等性能。本专利技术所采用的技术方案：本专利技术提供了一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料有三层结构，从内到外依次为支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层；所述支撑橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~60份、氯丁橡胶20~28份、碳纤维增强聚氨酯19~22份、防老剂0.2~0.6份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅2~5份、硅烷偶联剂0.5~3份、硫磺粉1~3份；所述支撑橡胶层的制备方法包括如下步骤：a、制备母炼胶：将丁腈橡胶、氯丁橡胶一起送入到密炼机中密炼5min，密炼压力为0.5~1.0MPa，排胶温度设为100~120℃，得到母炼胶，母炼胶停放时间为48h；b、母炼胶二段混炼：将碳纤维增强聚氨酯、防老剂、相容剂、促进剂、纳米二氧化硅和硅烷偶联剂搅拌混合均匀，加入密炼机中与步骤a得到的母炼胶一起进行二段混炼2min；c、硫化，硫化温度为178～180℃：将二段加硫后的混炼胶成型后填入模具，在硫化机上硫化5min。所述防爆橡胶层包括以下重量配比的原料：顺丁橡胶45~50份、顺丁橡胶36~40份、超高分子量聚乙烯13~16份、氧化铝2~4份、防老剂0.2~1份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~3份；所述防爆橡胶层的制备方法包括如下步骤：a、制备母炼胶：将顺丁橡胶、异戊橡胶一起送入到密炼机中密炼5min，密炼压力为0.5~1.0MPa，排胶温度设为100~120℃，得到母炼胶，母炼胶停放时间为48h；b、母炼胶二段混炼：将超高分子量聚乙烯、氧化铝、防老剂、相容剂、促进剂和硅烷偶联剂搅拌混合均匀加入密炼机中，与步骤a得到的母炼胶中一起进行二段混炼2min；c、硫化，硫化温度为180～185℃：将二段加硫后的混炼胶成型后填入模具，在硫化机上硫化5min。所述阻燃橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~56份、三元乙丙橡胶30~35份、阻燃剂14~16份、防老剂1~3份、氧化锌1~3份、硬脂酸2~4份、相容剂1~5份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅5~8份、钛白粉2~5份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~5份。所述阻燃橡胶层的制备方法包括如下步骤：a、制备橡胶母炼胶：将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶一起送入到密炼机中密炼5min，密炼压力为0.5~1.0MPa，排胶温度设为100~120℃，得到母炼胶，母炼胶停放时间为48h；b、母炼胶二段混炼：将阻燃剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸、相容剂、促进剂、纳米二氧化硅、钛白粉、硅烷偶联剂搅拌混合均匀，加入在密炼机中向步骤a得到的母炼胶中进行二段混炼2min；c、硫化，硫化温度为182～190℃：将二段加硫后的混炼胶成型后填入模具，在硫化机上硫化5min。进一步地，所述促进剂包括但不限于促进剂CBS、促进剂DM、促进剂TBBS、促进剂NOBS、促进剂TMTD、促进剂NA-22中的两种或两种以上的组合。进一步地，所述防老剂包括但不限于防老剂RD、防老剂124、防老剂4020、防老剂MB、防老剂ZMMBI、防老剂NBC中的一种或一种以上的组合。进一步地，所述氯丁橡胶为硫调节型氯丁橡胶；所述碳纤维增强聚氨酯的碳纤维的平均纤维长度在50～100mm的范围内，单丝数在2000～10,000根的范围内。进一步地，所述阻燃剂为锑系阻燃剂、磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、氢氧化铝中的至少二种。进一步地，所述丁腈橡胶中结合丙烯腈的含量为30-45％。进一步地，所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a、在100~120℃、0.05~0.5MPa的条件下，通过挤模压的方式先将阻燃橡胶层覆盖到防爆橡胶层上，然后再覆盖到支撑橡胶层上；b、在140~180℃、20~30Pa的条件下，进行模压共硫化使阻燃橡胶层和防爆橡胶层相互交联、使防爆橡胶层和防支撑橡胶层相互交联，即得到所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术的阻燃防爆橡胶材料通过采用支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层复配，采用丁腈橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、三元乙丙橡胶作为橡胶主体材料，用于电缆密封件不仅有高气密性、耐磨、耐老化、耐油性、耐腐蚀等特点，还具有阻燃性好、高弹性、有效防爆的性能，适用温度范围广，制备方法简单、价格低廉。（2）本专利技术的阻燃防爆橡胶材料的支撑橡胶层配方中添加了碳纤维增强聚氨酯、纳米二氧化硅，与丁腈橡胶和氯丁橡胶有效融合，协同作用，能有效增强密封件的耐腐蚀性和气密性。（3）本专利技术的阻燃防爆橡胶材料的防爆橡胶层配方中添加了超高分子量聚乙烯和氧化铝，与顺丁橡胶、异戊橡胶复合，能有效增强硬度，在现有的空间内预防瞬间产生的冲击波，使用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料具有很好的防爆密性能。（4）本专利技术的阻燃防爆橡胶材料的阻燃橡胶层配方添加了阻燃剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸、相容剂、促进剂、纳米二氧化硅、钛白粉、硅烷偶联剂，与丁腈橡胶、三元乙丙橡胶能有效融合，阻燃性能好。具体实施方式下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本专利技术，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。实施例1：一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，从内到外依次为支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层；所述支撑橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50份、氯丁橡胶28份、碳纤维增强聚氨酯22份、防老剂0.6份、相容剂1份、促进剂0.2份、纳米二氧化硅2份、硅烷偶联剂0.5份、硫磺粉1份；所述支撑橡胶层的制备方法包括如下步骤：a、制备母炼胶：将丁腈橡胶、氯丁橡胶一起送入到密炼机中密炼5min，密炼压力为0.5~1.0MPa，排胶温度设为100~120℃，得到母炼胶，母炼胶停放时间为48h；b、母炼胶二段混炼：将碳纤维增强聚氨酯、防老剂、相容剂、促进剂、纳米二氧化硅和硅烷偶联剂搅拌混合均匀，加入密炼机中与步骤a得到的母炼胶一起进行二段混炼2min；c、硫化，硫化温度为178～180℃：将二段加硫后的混炼胶成型后填入模具，在硫化机上硫化5min。所述防爆橡胶层包括以下重量配比的原料：顺丁橡胶45份、顺丁橡胶40份、超高分子量聚乙烯15份、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料有三层结构，从内到外依次为支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层；所述支撑橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~60份、氯丁橡胶20~28份、碳纤维增强聚氨酯19~22份、防老剂0.2~0.6份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅2~5份、硅烷偶联剂0.5~3份、硫磺粉1~3份；所述防爆橡胶层包括以下重量配比的原料：顺丁橡胶45~50份、顺丁橡胶36~40份、超高分子量聚乙烯13~16份、氧化铝2~4份、防老剂0.2~1份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~3份；所述阻燃橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~56份、三元乙丙橡胶30~35份、阻燃剂 14~16份、防老剂1~3份、氧化锌1~3份、硬脂酸2~4份、相容剂1~5份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅5~8份、钛白粉2~5份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~5份。

【技术特征摘要】
1.一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料有三层结构，从内到外依次为支撑橡胶层、防爆橡胶层、阻燃橡胶层；所述支撑橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~60份、氯丁橡胶20~28份、碳纤维增强聚氨酯19~22份、防老剂0.2~0.6份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅2~5份、硅烷偶联剂0.5~3份、硫磺粉1~3份；所述防爆橡胶层包括以下重量配比的原料：顺丁橡胶45~50份、顺丁橡胶36~40份、超高分子量聚乙烯13~16份、氧化铝2~4份、防老剂0.2~1份、相容剂1~3份、促进剂0.2~1份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~3份；所述阻燃橡胶层包括以下重量配比的原料：丁腈橡胶50~56份、三元乙丙橡胶30~35份、阻燃剂14~16份、防老剂1~3份、氧化锌1~3份、硬脂酸2~4份、相容剂1~5份、促进剂0.2~1份、纳米二氧化硅5~8份、钛白粉2~5份、硅烷偶联剂3~5份、硫磺粉1~5份。2.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述促进剂包括但不限于促进剂CBS、促进剂DM、促进剂TBBS、促进剂NOBS、促进剂TMTD、促进剂NA-22中的两种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述防老剂包括但不限于防老剂RD、防老剂124、防老剂4020、防老剂MB、防老剂ZMMBI、防老剂NBC中的一种或一种以上的组合。4.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述氯丁橡胶为硫调节型氯丁橡胶；所述碳纤维增强聚氨酯的碳纤维的平均纤维长度在50～100mm的范围内，单丝数在2000～10,000根的范围内。5.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述阻燃剂为锑系阻燃剂、磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、氢氧化铝中的至少二种。6.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述丁腈橡胶中结合丙烯腈的含量为30-45％。7.根据权利要求1所述的一种用于电缆密封件的阻燃防爆橡胶材料，其特征在于：所述支撑橡胶层的制备方法包括如下步骤：a、制备母炼胶：将丁腈橡胶、氯丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴之陈，
申请(专利权)人：伊斯特密封科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32