新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料及其制备方法和应用，属于新材料领域。本发明专利技术所述材料包括以下组成：树脂，润滑剂，软化剂，补强剂，膨胀剂，无卤阻燃剂，烧结成壳添加剂，抑烟剂，加工助剂。所述弹性材料制备方法采用常规设备就能实现，原料易于获取，价格合理，性价比高。

A new type of elastic material with porous convex concave structure and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种用于包覆电缆、新能源汽车电池及建筑物防火隔板等领域的具有多孔凸凹条带结构的防火阻燃板弹性材料及其制备方法和应用，属于新材料领域。
技术介绍
随着社会发展的不断进步，我国的各项设施增速很快，为提高城镇化建设质量、公共产品供给及方便工程维护，通常将电力电缆、燃气、通信电缆、给排水、热力等管线集中敷设在同一公共隧道中，如地下综合管廊、高层建筑的管道井等。电缆的绝缘护套由高分子材料如聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯等制备，在发生火灾时极易燃烧。目前使用的防火电缆主要包括聚烯烃中添加大量氢氧化铝、氢氧化镁阻燃剂制备的电缆护套、阻燃硅橡胶制备的电缆护套及矿物质绝缘电缆等。发生火灾时，聚合物基电缆护套材料能在短时间内起到阻燃防火的作用，但时间长了就会引起电缆着火而被烧毁，无法进行电力输送。矿物质绝缘电缆只能在低压电缆中使用，无法满足高压电缆的绝缘要求，且生产成本高，在不规则区域安装困难。而在火灾事故中，人员疏散、财产转移等救火使用的各种设备，如电梯、消防水泵、照明等都需要电源的支持，需保证电力输送。同时，电力电缆线路存在制造质量不良、接地系统损坏、过负荷、短路、过电压、接触电阻过大等原因引起电缆线路起火进而引发火灾，尤其是在通道内密集敷设区域，导致事故扩大。目前的阻燃电缆护套不能有效的将电缆产生的火焰熄灭，尤其是产生大火的时候。同时，由于电线电缆的老化、家用电器的超负荷工作引起建筑物的火灾时有发生，当高层建筑的低楼层发生火灾时，大火迅速向上蔓延从而烧透整栋楼体，造成巨大的损失。目前在建筑物中主要采用硅酸盐材料防火隔板，但材料的刚性和密度大、在不规则的地方安装困难。近年来，由于电池引发的新能源汽车的燃爆现象常有发生，因此具有良好阻燃防火性能、散热性好、机械强度高、柔韧性好、在电池起火时能将火焰迅速熄灭并阻止蔓延，能起到电池消防员作用的电池护套产品成了当下新能源汽车市场的迫切需求。
技术实现思路
针对现有阻燃防火材料存在的关键技术问题及市场的迫切需求，本专利技术提供了一种用于包覆电缆、新能源汽车电池及建筑物防火隔板等领域的具有多孔凸凹条带结构的防火阻燃板弹性材料，该材料以高分子树脂为基材，具有良好的柔韧性、优异的阻燃防火性能、拉伸强度高、绝缘性能好、安装方便、散热性能优异。所述材料在发生火灾时，能快速高倍率膨胀并形成膨胀、坚硬、致密的具有自支撑性能的高强度保护壳，起到良好的阻燃、隔火作用，在1100℃以上的高温下形成坚硬的陶瓷化的外壳并能保护电缆不被损坏、保障电力的输送。所述材料在电缆、电池等自身着火时，能迅速膨胀形成坚硬、致密外壳包覆在物体表面，将火焰熄灭并阻止火灾发生。所述材料在建筑物发生火灾时，将大火在楼层间阻隔，阻止火灾的蔓延而导致事故的扩大，有效降低火灾损害。其制备方法用常规的设备就能实现，原料易得、性价比高，具有很好的应用前景和实用价值。本专利技术拟解决的技术问题，采用如下技术方案：一种新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，该材料的包含以下重量份的原料：在一些技术方案中：树脂80～120份，润滑剂5～15份，软化剂10～20份，补强剂30～50份，膨胀剂60～90份，无卤阻燃剂150～200份，烧结成壳添加剂180～260份，抑烟剂10～30份，加工助剂1～15份；在一些优选的技术方案中：树脂90～110份，润滑剂3～8份，软化剂15～20份，补强剂30～40份，膨胀剂60～80份，无卤阻燃剂150～170份，烧结成壳添加剂180～240份，抑烟剂10～20份，加工助剂5～15份。本专利技术技术方案中：所述的树脂包括天然橡胶，杜仲胶，热塑性聚氨酯，聚烯烃弹性体，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，丁苯橡胶，丁腈橡胶，乙烯基硅橡胶，聚乙烯，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯酯中的一种或几种混合物；优选：所述的树脂包括丁苯橡胶，丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯基硅橡胶中的至少一种；进一步优选：所述的树脂包括丁苯橡胶，丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯基硅橡胶中的至少两种。本专利技术技术方案中：所述的润滑剂包括十二烷基磺酸钠、硬脂酸、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、古马隆树脂、丙烯酸酯胶黏剂、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；优选：所述的润滑剂包括十二烷基磺酸钠、硬脂酸、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；进一步优选：所述的润滑剂包括润滑剂A和润滑剂B，所述的润滑剂A为硬脂酸，润滑剂B为十二烷基磺酸钠、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；本专利技术技术方案中：所述的软化剂包括含氢硅油、液体芳基磷酸酯、不同型号的石蜡油和硅橡胶预聚体中的至少一种；其中磷酸酯既可以发挥阻燃作用，同时也作为基体的软化剂。优选：所述的软化剂包括软化剂A和软化剂B，所述的软化剂A为石蜡油或含氢硅油，所述的软化剂B为乙基磷酸二乙酯、三芳基叔丁酯磷酸酯或三芳基磷酸酯中的至少一种。本专利技术技术方案中：所述的补强剂包括N550炭黑，N330炭黑，704炭黑和白炭黑中的至少一种。本专利技术技术方案中：所述的膨胀剂为膨胀石墨。要求材料在170～190℃开始发生快速膨胀，使得多孔材料完全快速封闭；起始的膨胀倍数不能过高，防止材料变得疏松而从包覆物表面脱落；达到300～400℃以上，材料继续膨胀，与烧结成壳添加剂发生粘结，形成膨胀、坚硬的外壳，膨胀石墨应与烧结成壳添加剂匹配，通过多种不同膨胀温度、膨胀倍数、不同目数的石墨通过一定的质量比进行复配使用，保证外壳强度的情况下，实现材料在不同温度下分层次、分阶段的膨胀。本专利技术技术方案中：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、二乙基次膦酸铝、聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺、焦磷酸哌嗪、季戊四醇、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂、磷酸硼、硼酸锌中的一种或几种混合物；氢氧化铝和氢氧化镁通过分解产生水分，吸收热量，稀释可燃性气体及烟气，发挥阻燃抑烟的作用，分解产生的氧化铝和氧化镁作为材料的烧结成壳添加剂；三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐和碳酸钙在燃烧时产生难燃性的气体，稀释可燃性气体和氧气，在气相中发挥阻燃作用，分解生产的氧化钙作为烧结成壳剂；次磷酸铝和二乙基次膦酸铝通过抑制火焰、切断燃烧链反应发挥气相阻燃作用，残余物作为烧结成壳剂；聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺、焦磷酸哌嗪、季戊四醇、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂、磷酸硼、硼酸锌组成膨胀阻燃体系，阻燃体系首先熔融酯化产生粘稠的状态，将膨胀后的石墨片层及其它添加剂粘结在一起，阻止在膨胀过程中添加剂的脱落，形成膨胀多孔的炭层，发挥阻燃及隔火的作用。优选：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺、次磷酸铝、聚磷酸铵、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂、硼酸锌、二乙基次膦酸铝、焦磷酸哌嗪中的一种或几种混合物；进一步优选：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、聚磷酸铵、双季戊四醇、三嗪成炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：该材料的包含以下重量份的原料：/n

【技术特征摘要】
1.一种新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：该材料的包含以下重量份的原料：





2.根据权利要求1所述的新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：树脂80～120份，润滑剂5～15份，软化剂10～20份，补强剂30～50份，膨胀剂60～90份，无卤阻燃剂150～200份，烧结成壳添加剂180～260份，抑烟剂10～30份，加工助剂1～15份；
优选：树脂90～110份，润滑剂3～8份，软化剂15～20份，补强剂30～40份，膨胀剂60～80份，无卤阻燃剂150～170份，烧结成壳添加剂180～240份，抑烟剂10～20份，加工助剂5～15份。


3.根据权利要求1所述的新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：所述的树脂包括天然橡胶，杜仲胶，热塑性聚氨酯，聚烯烃弹性体，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，丁苯橡胶，丁腈橡胶，乙烯基硅橡胶，聚乙烯，聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯酯中的一种或几种混合物；
优选：所述的树脂包括丁苯橡胶，丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯基硅橡胶中的至少一种；
进一步优选：所述的树脂包括丁苯橡胶，丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，二元乙丙橡胶，乙烯-醋酸乙烯酯和乙烯基硅橡胶中的至少两种。


4.根据权利要求1所述的新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：所述的润滑剂包括十二烷基磺酸钠、硬脂酸、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、古马隆树脂、丙烯酸酯胶黏剂、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；
优选：所述的润滑剂包括十二烷基磺酸钠、硬脂酸、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；
进一步优选：所述的润滑剂包括润滑剂A和润滑剂B，所述的润滑剂A为硬脂酸，润滑剂B为十二烷基磺酸钠、乙撑双硬酯酰、丙烯酸酯、聚丙烯蜡和聚乙烯蜡中的至少一种；
所述的软化剂包括含氢硅油、液体芳基磷酸酯、不同型号的石蜡油和硅橡胶预聚体中的至少一种；
进一步优选：所述的软化剂包括软化剂A和软化剂B，所述的软化剂A为石蜡油或含氢硅油，所述的软化剂B为乙基磷酸二乙酯、三芳基叔丁酯磷酸酯或三芳基磷酸酯中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：所述的补强剂包括炭黑和白炭黑中的至少一种；所述的膨胀剂为膨胀石墨。


6.根据权利要求1所述的新型多孔凸凹结构防火阻燃板弹性材料，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、二乙基次膦酸铝、聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺、焦磷酸哌嗪、季戊四醇、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂、磷酸硼、硼酸锌中的一种或几种混合物；
优选：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺、次磷酸铝、聚磷酸铵、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂、硼酸锌、二乙基次膦酸铝、焦磷酸哌嗪中的一种或几种混合物；
进一步优选：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、聚磷酸铵、双季戊四醇、三嗪成炭发泡剂和硼酸锌的混合物；
或：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、三聚氰胺氰尿酸盐、二乙基次膦酸铝、聚磷酸铵、焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贵义，
申请(专利权)人：罗贵义，
类型：发明
国别省市：江苏;32