用于电缆的低温阻燃硅胶外护套及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电缆的低温硅胶外护套及其制备方法，采用了氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌作为主要的阻燃剂，通过酞酸酯偶联剂进行改性，实现粒子间协同作用，提高阻燃性。溶胶‑凝胶法制备的白炭黑可以作为提高白炭黑在硅橡胶中的分散性，实现原位补强，提高外护套的耐磨性和硬度。采用低乙烯基封端硅橡胶，实现了对交联密度及橡胶网络分子链长度的调节，提高了硅橡胶的低温耐扭性能。采用甲苯基硅橡胶，利用侧苯基，提升硅橡胶的耐高温老化性能。

Low temperature flame retardant silicone outer sheath for cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
用于电缆的低温阻燃硅胶外护套及其制备方法
本专利技术涉及一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套及其制备方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
新能源电缆、如风电电缆，是风力发电系统的重要组成，是保证系统运行的基础材料。电缆外护套是电缆的最外面一层，其主要作用是加强绝缘性能，同时保护电缆不受机械损伤，要求具有优良的耐高温、耐寒、阻燃和耐扭等特点，确保在严苛的发电环境中使用寿命长。申请号为CN201611244042.5的中国专利技术专利申请公开了一种耐寒硅橡胶，由下列物质制成：107硅橡胶、炭黑、白炭黑、硫磺、增塑剂、陶土、芳烃油、磷酸三辛酯。该专利技术独特配制成了一种耐寒硅橡胶，在各成分的共同配合作用下，本专利技术护套管具有很好的抗拉强度、耐火和耐腐蚀特点，具有推广应用价值。但是该专利技术的耐老化和低温耐扭性能不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套及其制备方法，阻燃性、耐老化和耐低温疲劳扭转性能均优异。本专利技术采用以下技术方案：一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶200～230份、甲苯基硅橡胶40～60份、乙烯基封端硅橡胶30～40份、二氧化硅预混胶60～120份、羟基硅油20～40份、氢氧化铝20～30份、硼酸锌40～80份、氢氧化镁50～70份、钛酸酯偶联剂3～6份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)2～3.5份。所述的甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45～80万，乙烯含量0.10～0.30％，甲苯基硅橡胶的分子量为20～30万，苯基含量为10～15％，乙烯基封端硅橡胶分子量为45～80万，乙烯含量0.03～0.06％，羟基硅油的粘度为18000～22000mp·s。所述的二氧化硅预混胶的制备方法为：(1)称取145份的TMOS和90份乙醇混合，200rpm搅拌10min，滴加50份去离子水，继续搅拌5min，加入3.5份二月桂酸二丁基锡，继续搅拌2h，加入20份无水硫酸镁，得到溶液A；(2)将溶液A进行离心处理，转速4000rpm，时间10min，过滤得到溶液B；(3)将60份110型甲基乙烯基硅橡胶与溶液B在开炼机上进行混炼薄通，将薄通胶片放入30℃烘箱内，通入湿度饱和空气，恒温24h；(4)将薄通胶片放入90℃真空烘箱内，真空度-0.15MPa，恒温3h后，取出放入180℃鼓风烘箱，热处理2h，得到二氧化硅预混胶。作为优选，一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶220份、甲苯基硅橡胶50份、乙烯基封端硅橡胶35份、二氧化硅预混胶90份、羟基硅油30份、氢氧化铝25份、硼酸锌60份、氢氧化镁60份、钛酸酯偶联剂4份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)3份，其中甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45万，乙烯含量0.10％，甲苯基硅橡胶的分子量为20万，苯基含量为10％，乙烯基封端硅橡胶分子量为45万，乙烯含量0.03％，羟基硅油的粘度为18000mp·s。作为优选，一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶210份、甲苯基硅橡胶45份、乙烯基封端硅橡胶30份、二氧化硅预混胶100份、羟基硅油35份、氢氧化铝30份、硼酸锌70份、氢氧化镁65份、钛酸酯偶联剂5份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)3.5份，其中甲基乙烯基硅橡胶的分子量为65万，乙烯含量0.20％，甲苯基硅橡胶的分子量为25万，苯基含量为12％，乙烯基封端硅橡胶分子量为60万，乙烯含量0.04％，羟基硅油的粘度为19000mp·s。作为优选，一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶200份、甲苯基硅橡胶60份、乙烯基封端硅橡胶40份、二氧化硅预混胶120份、羟基硅油40份、氢氧化铝30份、硼酸锌80份、氢氧化镁70份、钛酸酯偶联剂6份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)3.5份，其中甲基乙烯基硅橡胶的分子量为70万，乙烯含量0.20％，甲苯基硅橡胶的分子量为25万，苯基含量为12％，乙烯基封端硅橡胶分子量为70万，乙烯含量0.05％，羟基硅油的粘度为20000mp·s。作为优选，一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶230份、甲苯基硅橡胶40份、乙烯基封端硅橡胶30份、二氧化硅预混胶60份、羟基硅油20份、氢氧化铝20份、硼酸锌40份、氢氧化镁50份、钛酸酯偶联剂3份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)2份，其中所述的甲基乙烯基硅橡胶的分子量为80万，乙烯含量0.30％，甲苯基硅橡胶的分子量为30万，苯基含量为15％，乙烯基封端硅橡胶分子量为80万，乙烯含量0.06％，羟基硅油的粘度为22000mp·s。作为优选，所述外护套中还含有着色剂，着色剂可以是塑料红、塑料紫、颜料绿。用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其制备方法包括以下步骤：包括以下步骤：(1)将甲基乙烯基硅橡胶、甲苯基硅橡胶和乙烯基封端硅橡胶送入开炼机中塑炼，塑炼温度为38～40℃，混炼时间为7～10min；加入二氧化硅预混胶，混炼5～8min；加入氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌，混炼3～5min；加入钛酸酯偶联剂，混炼5～8min；加入过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)，混炼3～5min，得到混炼胶，静置24h；(2)将混炼胶在160～210℃、20MPa下挤出成型，保温10～20min，即可得到用于电缆的低温阻燃硅胶外护套。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术不含卤，绿色环保，采用溶胶凝胶法，得到二氧化硅预混胶，有效提高二氧化硅在硅橡胶中的分散，实现对护套的原位补强；采用低乙烯含量的乙烯基封端硅橡胶，调节体系的交联密度以及硅胶网络链段长度，实现护套的低温耐扭性能；采用甲苯基硅橡胶，提高护套耐高温性能，扩宽护套的使用温域，加入复配的氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌，并用钛酸酯偶联剂进行处理，使三者实现粒子间的协同效应，提高护套的阻燃性能，最终得到具有良好阻燃性的耐低温扭转性能的硅胶护套。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细介绍。图1是本专利技术的各个实施例的热释放速率曲线。图2是本专利技术的各个实施例的总释放热-时间曲线。实施例1一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶220份、甲苯基硅橡胶50份、乙烯基封端硅橡胶35份、二氧化硅预混胶90份、羟基硅油30份、氢氧化铝25份、硼酸锌60份、氢氧化镁60份、钛酸酯偶联剂4份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)3份，其中甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45万，乙烯含量0.10％，甲苯基硅橡胶的分子量为20万，苯基含量为10％，乙烯基封端硅橡胶分子量为45万，乙烯含量0.03％，羟基硅油的粘度为18000mp·s。所述外护套中还含有着色剂塑料紫。用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其制备方法包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶200～230份、甲苯基硅橡胶40～60份、乙烯基封端硅橡胶30～40份、二氧化硅预混胶60～120份、羟基硅油20～40份、氢氧化铝20～30份、硼酸锌40～80份、氢氧化镁50～70份、钛酸酯偶联剂3～6份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)2～3.5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶200～230份、甲苯基硅橡胶40～60份、乙烯基封端硅橡胶30～40份、二氧化硅预混胶60～120份、羟基硅油20～40份、氢氧化铝20～30份、硼酸锌40～80份、氢氧化镁50～70份、钛酸酯偶联剂3～6份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)2～3.5份。


2.根据权利要求1所述的用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45～80万，乙烯含量0.10～0.30％，甲苯基硅橡胶的分子量为20～30万，苯基含量为10～15％，乙烯基封端硅橡胶分子量为45～80万，乙烯含量0.03～0.06％，羟基硅油的粘度为18000～22000mp·s。


3.根据权利要求1所述的用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，所述的二氧化硅预混胶的制备方法为：
(1)称取145份的TMOS和90份乙醇混合，200rpm搅拌10min，滴加50份去离子水，继续搅拌5min，加入3.5份二月桂酸二丁基锡，继续搅拌2h，加入20份无水硫酸镁，得到溶液A；
(2)将溶液A进行离心处理，转速4000rpm，时间10min，过滤得到溶液B；
(3)将60份110型甲基乙烯基硅橡胶与溶液B在开炼机上进行混炼薄通，将薄通胶片放入30℃烘箱内，通入湿度饱和空气，恒温24h；
(4)将薄通胶片放入90℃真空烘箱内，真空度-0.15MPa，恒温3h后，取出放入180℃鼓风烘箱，热处理2h，得到二氧化硅预混胶。


4.根据权利要求1所述的用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶220份、甲苯基硅橡胶50份、乙烯基封端硅橡胶35份、二氧化硅预混胶90份、羟基硅油30份、氢氧化铝25份、硼酸锌60份、氢氧化镁60份、钛酸酯偶联剂4份、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)3份；
所述的甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45万，乙烯含量0.10％，甲苯基硅橡胶的分子量为20万，苯基含量为10％，乙烯基封端硅橡胶分子量为45万，乙烯含量0.03％，羟基硅油的粘度为18000mp·s。


5.根据权利要求1所述的用于电缆的低温阻燃硅胶外护套，其特征在于，包含如下重量份数的组份：甲基乙烯基硅橡胶21...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林锐，王经逸，程斌，华健，华洪彬，
申请(专利权)人：无锡市华美电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32