一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电线用硅橡胶技术领域，公开了一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料及其制备方法，制备时在加热容器中加入二甲基硅橡胶，加热至250

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电线用硅橡胶
，尤其涉及一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷化硅橡胶是一种新型的防火阻燃材料，其在常温下具有普通硅橡胶的弹性和电绝缘性，然而在明火或高温条件下，能够转变成为坚硬的陶瓷体。目前，陶瓷化硅橡胶主要用作电线电缆行业的防火材料，当火灾发生时，陶瓷化硅橡胶可保持电线电缆的内部铜线在30分钟内不发生熔断，使电路在火灾中依然保持畅通。
[0003]可瓷化耐火硅橡胶主要由有机硅基材、无机填料、瓷化粉和结构控制剂通过共混挤出制成。有机硅基材主要是燃烧后可产生Si02的含硅高分子材料，如甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、苯基硅橡胶(PQ)、甲基硅橡胶(MQ)等；无机填料主要在气相白炭黑、石英粉、膨胀珍珠岩、膨胀石墨等中选择；瓷化粉是有高熔点、高烧结度且具有优良绝缘性能的材料，如高岭土、硅灰石和云母粉等；结构控制剂起到降低耐火材料成瓷所需温度的作用，如低熔点玻璃粉、含硼化合物、氧化锌等。
[0004]目前的陶瓷化硅橡胶主要在向降低瓷化温度方向研究，比如华南理工大学申请号为201710293655.6的专利公开了一种可低温陶瓷化的硅橡胶，以质量百分比计，由下列原料组成：硅橡胶40～80％、气相白炭黑10～30％，埃洛石15～30％，导热填料3～8％，助熔剂3～10％，羟基硅油1～5％，硫化剂1～3％；该专利通过设计制备一种导热型的复合助熔剂，即导热填料和助熔剂的熔融复合物，由于导热填料和助熔剂之间存在较大的界面，在陶瓷化过程中陶瓷体内会形成导热通路，因而这种熔融复合物比单独的助熔剂更加容易发生熔融，将瓷化填料彼此粘接在一起，同时也有利于导热填料、助熔剂和瓷化填料之间发生共晶反应，在陶瓷体中反应生成新的微晶相，使得陶瓷化硅橡胶能够在700～800℃下形成坚硬致密的陶瓷层。
[0005]上述专利虽然降低了陶瓷化硅橡胶材料的陶瓷化温度，但因为硅橡胶在使用中会受到空气中水分或其他条件的影响，导致硅橡胶材料降解反应，分子链、交联键的裂解和断裂，造成硅橡胶材料的老化，从而使得利用陶瓷化硅橡胶生产的布电线的使用寿命缩短。因此，如何提高布电线用陶瓷化硅橡胶材料的使用寿命是本领域未来的重要发展方向。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料及其制备方法，能够在降低陶瓷化硅胶材料形成陶瓷体温度的同时，还能够提升陶瓷化硅胶材料的抗老化性能，使得其制备的布电线的使用寿命更长。
[0007]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0008]一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，包括以下原材料，二甲基硅橡胶、气相白炭黑、碳化硅、硅灰石、氢氧化铝、氮化铝、助溶剂、羟基硅油、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)。
[0009]进一步，所述陶瓷化硅橡胶材料按质量份数，所述二甲基硅橡胶为100份、气相白炭黑为30～40份、碳化硅为3～5份、硅灰石为10～15份、氢氧化铝为1～3份、氮化铝为2～4份、助溶剂为2～4份、羟基硅油为1～3份、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)为1～3份。
[0010]进一步，所述陶瓷化硅橡胶材料按质量份数，所述二甲基硅橡胶为100份、气相白炭黑为35份、碳化硅为4份、硅灰石为12.5份、氢氧化铝为2份、氮化铝为3份、助溶剂为3份、羟基硅油为2份、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)为2份。
[0011]进一步，所述助溶剂为低软化点玻璃粉和三氧化二硼的一种或两种的组合。
[0012]进一步，所述低软化点玻璃粉的软化点范围为400～700℃，粒径为10～100μm。
[0013]进一步，所述气相白炭黑的比表面积为200～400m2·
g
‑1。
[0014]本专利技术还公开了一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料的制备方法，使用上述的陶瓷化硅橡胶材料，所述制备方法包括以下步骤：
[0015]S1、在加热容器中加入二甲基硅橡胶，加热至250
‑
300℃，待完全熔融之后再加入气相白炭黑和羟基硅油，在250
‑
300℃下搅拌混合20
‑
30min；
[0016]S2、然后再加入硅灰石、助溶剂、氢氧化铝和氮化铝，保持250
‑
300℃继续搅拌40
‑
60min，得到第一混熔液；
[0017]S3、将碳化硅加热至2700
‑
2900℃，待碳化硅完全气化之后混入臭氧，形成混合气体；
[0018]S4、对第一混合熔液高速搅拌，搅拌的过程中将混合气体通入到第一混熔液中，通入完毕之后，再高速搅拌2
‑
3min，得到第二混熔液；
[0019]S5、将第二混熔液使用过氧化二(2,4
‑
二氯苯甲酰)硫化，硫化后冷却得到陶瓷化硅橡胶。
[0020]当将碳化硅加热到2700
‑
2900℃时，碳化硅升华成为碳化硅气体，碳化硅气体与臭氧气体进行混合，形成高温的混合气体，然后将混合气体通入到第一混熔液中，第一混熔液在高速的搅拌状态下，混合气体与第一混熔液进行混合，第一混熔液在高温和臭氧的作用下，二甲基硅橡胶中的部分容易断裂的非桥氧结合的Si
‑
O键就会发生断裂，断裂后的Si
‑
O键会在碳化硅的升华熔融作用下，二甲基硅橡胶断裂的Si
‑
键和
‑
O键与升华后的碳化硅形成的C键和Si键进行重新共价，形成第二混熔液；当第二混熔液冷却之后，碳化硅的C键和Si键又重新结合，从而利用碳化硅将原本容易断裂的二甲基硅橡胶中的非桥氧结合的Si
‑
O键链接起来，进而使得整个硅橡胶材料在长时间的使用中，减少了可以断裂的非桥氧结合的Si
‑
O键，进而使得陶瓷化硅橡胶材料的稳定性更强，在使用中，受到环境影响导致硅橡胶老化的可能性更小，所以本专利技术的陶瓷化硅橡胶的使用寿命更长。
[0021]进一步，所述步骤S5硫化具体为：将第一混熔液抽真空30min，真空度为
‑
0.07～
‑
0.09MPa，待第二混熔液冷却至180
‑
220℃时，在开炼机上加入过氧化二(2,4
‑
二氯苯甲酰)混炼15
‑
20min。
[0022]进一步，所述步骤S4中的搅拌速度为300
‑
500r/min。
[0023]进一步，所述步骤S4中混入臭氧的使用量为3
‑
4份，混合气体通入第一混熔液中的流量为1.2
‑
1.8L/min。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术的二甲基硅橡胶作为硅橡胶的主要原材料，氢氧化铝作为阻燃剂，氮化铝
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：包括以下原材料，二甲基硅橡胶、气相白炭黑、碳化硅、硅灰石、氢氧化铝、氮化铝、助溶剂、羟基硅油、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)。2.根据权利要求1所述的一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：所述陶瓷化硅橡胶材料按质量份数，所述二甲基硅橡胶为100份、气相白炭黑为30～40份、碳化硅为3～5份、硅灰石为10～15份、氢氧化铝为1～3份、氮化铝为2～4份、助溶剂为2～4份、羟基硅油为1～3份、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)为1～3份。3.根据权利要求2所述的一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：所述陶瓷化硅橡胶材料按质量份数，所述二甲基硅橡胶为100份、气相白炭黑为35份、碳化硅为4份、硅灰石为12.5份、氢氧化铝为2份、氮化铝为3份、助溶剂为3份、羟基硅油为2份、过氧化二(2，4
‑
二氯苯甲酰)为2份。4.根据权利要求3所述的一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：所述助溶剂为低软化点玻璃粉和三氧化二硼的一种或两种的组合。5.根据权利要求4所述的一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：所述低软化点玻璃粉的软化点范围为400～700℃，粒径为10～100μm。6.根据权利要求5所述的一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料，其特征在于：所述气相白炭黑的比表面积为200～400m2·
g
‑1。7.一种长寿命布电线用陶瓷化硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：使用如权利要求6所述的陶瓷化硅橡胶材料，所述制备方法包括以下步骤：S1、在加热容器中加入二甲基硅橡胶，加热至250
‑
300℃，待完全熔融...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐季新，王超，王洪超，黄桂领，
申请(专利权)人：浙江元通线缆制造有限公司，
类型：发明
国别省市：