一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法，属于无卤阻燃电缆材料技术领域。其按照重量份计包括：甲基乙烯基硅橡胶60

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于无卤阻燃电缆材料
，具体地，涉及一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，采用氧化镁矿物阻燃和云母带缠绕阻燃类电缆效果较好，但是，氧化镁矿物防火绝缘电缆的全铜外护层造价高，需要昂贵的专用生产加工设备，在生产加工、运输、线路的敷设安装和使用等过程中有特殊要求且敷设安装难度大，很难大规模地普及使用，特别难以在民用建筑上推广等。而云母带缠绕的耐火电缆，在生产过程中需要多层缠绕，易造成搭接缝处出现缺陷，火烧后云母带发脆、易脱落，耐火效果差，难以保障通讯、电力在火灾情况下的安全畅通。因此开发研究高强度、低成本、易加工以及综合性能优异的阻燃电缆成为目前市场迫切的需求。
[0003]硅橡胶是由聚硅氧烷、补强填料、交联剂、催化剂和其他添加剂组成复合材料，由于Si
‑
O键的键能较高，本身拥有良好的热稳定性，此外在高温火焰下燃烧时，Si
‑
O键会转变成连续、绝缘的网络状SiO2灰烬覆盖在表面，从而有效地阻止基材进一步烧蚀。现有技术中以其为基体的阻燃材料主要有两类研究方向；
[0004]其一，向硅橡胶中复配低熔点玻璃微粉，在发生燃烧时，玻璃粉软化并嵌入烧蚀网络中，形成阻燃隔绝层，阻碍烧蚀的深入，但是，玻璃微粉掺杂在硅橡胶基体中，形成内部缺陷，导致材料的力学性能恶化，特别是韧性下降较为明显，不利于线缆的弯折铺设，且玻璃粉软化温度高、软化时间长，发生烧蚀时阻燃相应慢，另外，烧蚀后的瓷化层富集，使得烧蚀层脆性大，线缆弯折后极易出现防护层破损，线芯裸露具有安全隐患；
[0005]其二，向硅橡胶中复配有机或无机阻燃剂，如磷酸酯类、磷腈类有机阻燃剂，氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂，该类阻燃剂在应用过程中最大的问题是无法均匀分散，在烧蚀过程中出现明显烧蚀不均，从而导致整体阻燃效果不理想。

技术实现思路

[0006]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种阻燃电线电缆硅橡胶及其制备方法。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种阻燃电线电缆硅橡胶，按照重量份计包括：
[0009]甲基乙烯基硅橡胶60
‑
80份、三元乙丙橡胶15
‑
22份、线性低密度聚乙烯8
‑
13份、乙烯
‑
辛烯共聚物6
‑
9份、烯基交联剂5
‑
7份、氢氧化镁17
‑
23份、改性协效阻燃剂4.5
‑
6份、补强剂15
‑
20份、润滑剂3
‑
4份、抗氧剂1.4
‑
1.8份、硫化剂2
‑
2.5份和促进剂0.8
‑
1.1份；
[0010]所述改性协效阻燃剂由以下方法制备：
[0011]步骤A1：将乙烯基苯基二氯硅烷、三乙胺和无水四氢呋喃混匀，通入干燥氮气保护，升温至40
‑
55℃，施加240
‑
360rpm机械搅拌，缓慢加入六甲基二硅氮烷，完全加入后继续
恒温搅拌反应，控制加入反应总时间为1.2
‑
1.6h，反应结束滤除不溶物，旋蒸脱除四氢呋喃，得到阻燃基体；
[0012]步骤A2：将阻燃基体、十二硫醇、二甲基苯基膦和二甲基亚砜混匀，通入氮气保护，升温至60
‑
70℃，施加120
‑
180rpm机械搅拌，辅以300
‑
400W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应2.5
‑
3.2h，反应结束减压旋蒸脱除二甲基亚砜，得到改性协效阻燃剂。
[0013]进一步地，乙烯基苯基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三乙胺和无水四氢呋喃的用量比为0.1mol：0.2mol：10
‑
15mL：90
‑
120mL。乙烯基苯基二氯硅烷中的活性氯基团与六甲基二硅氮烷中的仲胺结构取代反应，具体反应过程可表示如下：。
[0014]进一步地，阻燃基体、十二硫醇、二甲基苯基膦和二甲基亚砜的用量比为0.1mol：0.108
‑
0.114mol：50
‑
80mg：100
‑
150mL。在二甲基苯基膦和紫外辐照促进下，十二硫醇与阻燃基体的双键点击加成反应，具体反应过程可表示如下：。
[0015]进一步地，烯基交联剂由三烯丙基异三聚氰酸酯和三甲代烯丙基异氰酸酯混合而成。
[0016]进一步地，补强剂为白炭黑，细度不低于1000目。
[0017]进一步地，氢氧化镁选用超微粉料，细度不低于3000目。
[0018]进一步地，润滑剂由硬脂酸钙和微晶蜡混合而成。
[0019]进一步地，抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168混合而成。
[0020]进一步地，硫化剂为硫化剂DCP。
[0021]进一步地，促进剂为促进剂TMTD。
[0022]一种阻燃电线电缆硅橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0023]步骤S1：将甲基乙烯基硅橡胶、三元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯、乙烯
‑
辛烯共聚物、烯基交联剂、氢氧化镁、改性协效阻燃剂、补强剂、润滑剂和抗氧剂投加到炼塑机中，氮气保护，控制温度为45
‑
55℃，搅拌速率为30
‑
50rpm，搅拌混炼20
‑
30min，得到混炼胶；
[0024]步骤S2：将混炼胶转出至开炼机中，加入硫化剂和促进剂混匀，挤出定型、硫化成型，得到阻燃电线电缆硅橡胶。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术以甲基乙烯基硅橡胶为主材，复配三元乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯等进行增韧，以氢氧化镁为主阻燃材料，复合一种自制改性协效阻燃剂，获得优异的阻燃效果；该改性协效阻燃剂由乙烯基苯基二氯硅烷和六甲基二硅氮烷取代反应，制成含乙烯基和苯基的硅氮烷，提升硅氮烷的稳定性，之后由十二硫醇和其结构中的乙烯基点击加成，引入硫醚结构和长链状烷基；改性协效阻燃剂结构中的硅氮烷结构和长链烷基与主材和增韧材料
具有良好的相容性，在混炼过程中可均匀分散到复合材料中，形成均匀的协效阻燃作用，对复合材料的力学性能影响较小；改性协效阻燃剂结构中的硫醚结构与相邻的氮元素可对氢氧化镁产生稳定的螯合作用，向其结构附近富集氢氧化镁，在发生烧蚀时，氢氧化镁受热分解产生水分，该高温水分可促进其结构中的硅氮烷结构快速分解，阻碍燃烧深入，具有响应快速特点，有效阻碍前期烧蚀进行；改性协效阻燃剂结构中引入的硫元素具有优异促进碳化作用，在烧蚀深入的过程中，促进苯环结构和长链烷基碳化，形成碳硅复合物，阻碍烧蚀的深入，具有稳定的抗烧蚀阻燃作用。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃电线电缆硅橡胶，其特征在于，按照重量份计包括：甲基乙烯基硅橡胶60
‑
80份、三元乙丙橡胶15
‑
22份、线性低密度聚乙烯8
‑
13份、乙烯
‑
辛烯共聚物6
‑
9份、烯基交联剂5
‑
7份、氢氧化镁17
‑
23份、改性协效阻燃剂4.5
‑
6份、补强剂15
‑
20份、润滑剂3
‑
4份、抗氧剂1.4
‑
1.8份、硫化剂2
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2.5份和促进剂0.8
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1.1份；改性协效阻燃剂由以下方法制备：步骤A1：将乙烯基苯基二氯硅烷、三乙胺和无水四氢呋喃混匀，通入干燥氮气保护，升温至40
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55℃，搅拌并缓慢加入六甲基二硅氮烷，控制加入反应总时间为1.2
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1.6h，反应结束滤除不溶物，旋蒸脱除四氢呋喃，得到阻燃基体；步骤A2：将阻燃基体、十二硫醇、二甲基苯基膦和二甲基亚砜混匀，通入氮气保护，升温至60
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70℃，搅拌并辅以300
‑
400W/m2紫外辐照，恒温搅拌辐照反应2.5
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3.2h，反应结束减压旋蒸脱除二甲基亚砜，得到改性协效阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种阻燃电线电缆硅橡胶，其特征在于，乙烯基苯基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三乙胺和无水四氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长伟，
申请(专利权)人：广州市瑞合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：