一种带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带及其制备方法，该复合带具有三层结构，由以下步骤制得：首先制备出陶瓷化硅橡胶薄片，然后制备出自粘性硅橡胶薄片，最后将表面处理后的云母带与陶瓷化硅橡胶薄片、自粘性硅橡胶薄片三层进行冷压，并辐照交联，制备出中间带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带。本发明专利技术得到了一种含有三层结构的复合带，其具备优异的耐高温性能、阻燃性能、力学强度和粘结性能，可广泛应用于电线电缆行业，大大提高电缆的使用安全性。用安全性。用安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷化硅橡胶复合带领域。具体地说，涉及一种带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的高速发展和人们生活水平的提高，大型超市、医院、高层建筑拔地而起，如果在这些大型场所发生火灾，将会造成严重的安全事故。在火灾事故发生的过程中，如何确保电路的通畅，使消防设备正常运行，为消防员提供更多的时间来营救被困人员并减少财产损失，显得格外重要。众所周知，一些重要的场所所使用的电线电缆也由普通型电缆向耐火阻燃型电缆逐渐过渡，而现在国内外比较普遍的耐火电缆有两种：一种是云母带绕包耐火电缆，另一种是矿物绝缘耐火电缆。其中，云母带绕包耐火电缆虽生产成本低，但需要多层缠绕并且燃烧后粉化，脱落严重导致耐火效果不佳；而矿物绝缘耐火电缆工艺复杂，生产成本高，不利于大规模广泛使用。
[0003]人们致力于寻找一种可广泛使用的、生产成本低的、阻燃效果好的电线电缆防护材料，而陶瓷化硅橡胶材料由于它各方面优异的性能脱颖而出。近几年，对陶瓷化硅橡胶耐火材料的研究众多。中国专利CN104310937B研究了碳酸钙的粒径大小和所占比例对陶瓷化硅橡胶相关性能的影响。研究表明，采用不同粒径大小的碳酸钙作为成瓷填料，在高温下会产生大小不同的二氧化碳气泡，促使气泡的释放与陶瓷化同时发生，保证陶瓷化结构的完整性并提高陶瓷化强度。中国专利CN202473445U制备出了一种陶瓷化硅橡胶防火复合带。该复合带是由上下两层的陶瓷化硅橡胶以及位于两层之间的玻纤布制备所得，其中中间补强层为玻纤布。该陶瓷化硅橡胶复合带可应用于电缆的绝缘层或者耐火层，生产工艺简单、成本较低。但是随着研究的发展，人们也逐渐发现陶瓷化硅橡胶所产生的陶瓷化结构能够隔绝火焰，起到防火的作用，但是隔热效果却不理想，如果过高的温度不能及时散去，可能会使阴燃变为燃烧，最终导致不良后果。中国专利CN203250584U公开了一种复合的耐火电缆，即在导体外面先绕包一层云母带然后再绕包一层陶瓷化硅橡胶复合带。这种设计可以充分利用云母带良好的隔热性能以及陶瓷化硅橡胶的隔水抗震的特性，充分发挥两者的优势，大大提高电缆的安全性能。但是，在绕包的过程中不可避免的会发生云母带与陶瓷化硅橡胶缠绕地不够密实，层与层之间存在空隙，这也会存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0004]针对现有的技术缺陷，本专利技术要解决的技术问题是在陶瓷化硅橡胶与云母带同时使用时，层与层之间的界面问题。通过对云母带表面进行处理，使其表面带有不饱和双键，然后再将硅橡胶与云母带进行交联，从而解决了两种材料的界面问题。
[0005]本专利技术要解决的第二个技术问题是提高硅橡胶复合带的强度以及阻燃效果。采用云母带作为补强层，能够进一步提高复合带的强度，并且云母带作为隔热层，能够弥补陶瓷化硅橡胶隔热效果不理想，加速热量的散失，避免安全隐患。
[0006]本专利技术还采用辐照交联代替硫化交联，避免加入硫化剂，简化生产工艺，提高生产效率，适合大规模生产中间带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带。
[0007]本专利技术提供了一种中间带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带的制备方法。
[0008]本专利技术的具体技术方案如下：
[0009](1)陶瓷化硅橡胶薄片的制备：在室温环境下，将硅橡胶生胶在双辊开炼机上混炼，直到硅橡胶包辊后，加入补强剂、结构控制剂使其混合均匀，再加入成瓷填料、熔融助剂继续混炼，最后通薄下片，得到厚度为0.1
‑
2mm的硅橡胶薄片；
[0010](2)自粘性硅橡胶薄片的制备：在室温环境下，将硅橡胶生胶在双辊开炼机上混炼，直到硅橡胶包辊后，加入补强剂、结构控制剂、阻燃剂使其混合均匀，再加入增粘剂继续混炼，最后通薄下片，得到厚度为0.5
‑
1mm的自粘性硅橡胶薄片；
[0011]本专利技术通过对三层层间厚度尺寸的控制，在满足阻燃隔热隔水的同时，优化整体应用效果；
[0012](3)云母带与硅橡胶薄片的压合：将云母带通过硅烷偶联剂进行表面处理，使其表面带有不饱和双键，然后通过冷压工艺使云母带与陶瓷化硅橡胶、自粘性硅橡胶压合在一起，得到含有三层结构的样品；所述云母带的厚度优选0.2～1mm；
[0013](4)辐照制备复合带：将(3)得到的样品，通过γ射线或电子束等辐照源进行辐照交联，高效地生产出中间带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带。
[0014]进一步，所述步骤(1)中的硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶中的一种或多种；成瓷填料是云母、蒙脱土、硅灰石、氢氧化铝、碳酸钙、高岭土中的一种或多种；熔融助剂是低熔点玻璃粉、硼酸锌、氧化硼中的一种或多种；补强剂是气相法白炭黑和沉淀法白炭黑中的一种或多种；结构控制剂是羟基硅油、高乙烯基硅油中的一种或多种；所述步骤 (1)中原料质量份数如下：硅橡胶为70
‑
100份；成瓷填料为10
‑
40 份；熔融助剂为1
‑
20份；补强剂为20
‑
50份；结构控制剂为0.1
‑
5 份。
[0015]进一步，所述步骤(2)中的硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的一种或多种；增粘剂是松香季戊四醇酯、硼酸三丙酯、松香甘油酯、硼酸十四烷酯中的一种或多种；补强剂是气相法白炭黑和沉淀法白炭黑中的一种或多种；结构控制剂是羟基硅油、高乙烯基硅油中的一种或多种；阻燃剂是氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵中的一种或多种；所述步骤(2)中原料的质量份数如下：硅橡胶为50
‑
100份；阻燃剂为5
‑
20 份；增粘剂为1
‑
20份；补强剂为20
‑
50份；结构控制剂为0.1
‑
5份。
[0016]进一步，所述步骤(3)中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、KH
‑
560中的一种或多种。所述步骤(4)中辐照源为
60
Co
‑
γ射线、电子束中的一种；辐照剂量为20
‑
150kGy；辐照时间为0
‑
60min。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术所制备的中间带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带具有更加优异的阻燃效果，即充分发挥陶瓷化硅橡胶与云母带两者的协同作用，不仅提高复合带的强度、隔热性能，而且还使防震抗水的效果更加理想；而且该复合带最底层为自粘性硅橡胶，具有优异的粘结性能，可以更好的包覆使其不易脱离被包覆层；该复合带可广泛应用于电线电缆的绝缘材料以及防火阻燃材料，显著提高电缆的使用安全性；
[0019](2)本专利技术通过冷压工艺压合三层结构，使其内应力小，变形小，压缩损失少，冷压
胶合时，层与层间的塑性和界面流动性较差，为后续的辐射交联作准备，使得辐射交联后得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带，其特征在于，所述复合带为三层结构，由上至下依次为陶瓷化硅橡胶、云母带、自粘性硅橡胶；所述结构层间通过冷压、辐射交联结合。2.一种如权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶复合带的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)陶瓷化硅橡胶薄片的制备：在室温环境下，取硅橡胶生胶混炼，直到硅橡胶包辊后，加入补强剂、结构控制剂使其混合均匀，再加入成瓷填料、熔融助剂继续混炼，最后通薄下片，得陶瓷化硅橡胶薄片；(2)自粘性硅橡胶薄片的制备：在室温环境下，取硅橡胶生胶混炼，直到硅橡胶包辊后，加入补强剂、结构控制剂、阻燃剂使其混合均匀，再加入增粘剂继续混炼，最后通薄下片，得自粘性硅橡胶薄片；(3)云母带与硅橡胶薄片的压合：将云母带通过硅烷偶联剂进行表面处理，使其表面带有不饱和双键，然后通过冷压工艺使云母带与陶瓷化硅橡胶、自粘性硅橡胶压合在一起，得到含有三层结构的样品；(4)辐照制备复合带：将步骤(3)得到的样品进行辐照交联，得到带有云母层的陶瓷化硅橡胶复合带。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和氟硅橡胶中的一种或多种；成瓷填料是云母、蒙脱土、硅灰石、氢氧化铝、碳酸钙、高岭土中的一种或多种；熔融助剂是低熔点玻璃粉、硼酸锌、氧化硼中的一种或多种；补强剂是气相法白炭黑和沉淀法白炭黑中的一种或多种；结构控制剂是羟基硅油、高乙烯基硅油中的一种或多种；所述步骤(1)中原料的质量份数如下：硅橡胶为70
‑
100份；成瓷填料为10
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40份；熔融助剂为1
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20份；补强剂为20
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50份；结构控制剂为0.1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张宏岩，冷冰冰，刘洋，朱春卉，许文革，刘佰军，单曾亮，王乐，陈伯东，
申请(专利权)人：吉林大学国网吉林省电力有限公司长春供电公司国网吉林省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：