[发明专利]耐水火陶瓷硅橡胶复合带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电缆用绝缘材料的制备方法，尤其是一种用于耐火电缆可在火焰条件下瓷化形成坚硬保护层的耐水火绕包绝缘材料的制备方法。

背景技术

近几年，我国公共场所火灾事故频发，据有关资料显示，进入21世纪以来，我国共发生火灾约90.9万起，死亡10059人，直接经济损失约60.3亿元，其中公共场所火灾事故数量已占全国火灾事故总量的50%以上。在公共场所发生火灾事故时，线缆的安全畅通对防火救火至关重要，不仅能最大限度地赢得宝贵的抢救时间，还能极大减少人员的伤亡和财产损失。耐火电缆是指具有规定的耐火性能，能够保证线路在火焰条件下继续稳定运行一段时间，使电力系统和信号控制系统在火焰条件下正常工作，将火灾造成的损失降到最低限度。目前，国内外耐火电缆主要有氧化镁矿物绝缘防火电缆和云母带绕包无机绝缘的耐火电缆。矿物绝缘防火电缆虽具有很好的耐火性能，但其制造工艺复杂、生产成本高昂、制造长度受限，而且电缆非常硬无法弯曲，接头复杂，施工难度很高，难以广泛应用。云母带绕包耐火电缆虽然工工艺简单，制造长度不受限制，但是云母带普遍存在一个缺点，高温燃烧后云母带的机械强度大幅度降低，变脆，受到剧烈震动后易粉化脱落，造成耐火效果不佳。云母带绕包耐火电缆工工艺简单，但是高温燃烧后云母带的机械强度大幅度降低，变脆，受剧烈震动后易粉化脱落，造成耐火效果不佳。

近年有科研人员探索研究陶瓷化硅橡胶绝缘耐火电缆，陶瓷化硅橡胶层在高温烧蚀后会形成坚硬壳状瓷化包覆层，可以保护铜芯避免受外力撞击发生破损进而发生短路，而瓷化包覆层的致密性是评价电缆耐火性能的另一重要指标，在着火或灭火过程中通常电缆会被喷淋大量的水，而瓷化物包覆层通常致密程度较低，遇水易渗透，也会导致短路。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种耐水火陶瓷硅橡胶复合带的制备方法，用该方法制备的耐水火陶瓷硅橡胶复合带可代替云母带用于电缆的绕包工艺，制备的耐火电缆经650±40℃的火焰烧蚀及喷淋水共同作用一定时间，仍能保持电路畅通，并通过耐振动测试。

本发明采用的技术方案是：

一种耐水火陶瓷硅橡胶复合带的制备方法，所述耐水火陶瓷硅橡胶复合带包括玻璃布增强层和硅橡胶层，所述硅橡胶层由耐水火陶瓷硅橡胶组合物制得，所述耐水火陶瓷硅橡胶组合物包括有机硅混炼胶和复合陶瓷粉，所述有机硅混炼胶包括乙烯基封端甲基乙烯基硅生胶、甲基乙烯基硅生胶、含氢硅油和气相白炭黑；所述复合陶瓷粉包括陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料，所述陶瓷胚体材料按重量份数计包括：

所述陶瓷釉体材料包括二氧化硅、氧化钾、氧化铝、氧化钙、氧化锌和氧化镁；

所述制备方法包括如下步骤：

A、将乙烯基封端甲基乙烯基硅生胶和甲基乙烯基硅生胶、含氢硅油与部分气相白炭黑混合后捏合，然后再分2-4次加入剩余气相白炭黑，全部混合均匀成团后加温至85℃-95℃继续混炼2-3小时，然后升温至145℃-155℃，抽真空混炼0.5-1小时，取出自然冷却得有机硅混炼胶；其中气相白炭黑每次加入量以基本等量为佳；

B、将称量好的复合陶瓷粉中的陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料混合，升温至120-130℃搅拌混合，研磨0.5-1.5小时得复合陶瓷粉；

C、取有机硅混炼胶、部分复合陶瓷粉混合后捏合，然后分2-4次加入剩余复合陶瓷粉，全部混匀成团后加温至65-75℃继续混炼2-3小时，然后升温至135-145℃，抽真空继续混炼0.5-1小时，取出自然冷却，切片后进行薄通数次，加入硫化剂混炼0.5-1小时得到耐水火陶瓷硅橡胶组合物；其中复合陶瓷粉每次加入量以基本等量为佳；

D、将硅丙乳液配制成固含量为3%-10%的稀释液，以浸涂、刷涂或喷涂的方式处理玻璃布，于70-90℃的温度下烤干；

E、将耐水火陶瓷硅橡胶组合物和经硅丙乳液处理的玻璃布进行压延复合，然后于115-125℃下烘烤硫化10-20min，分切即得耐水火陶瓷硅橡胶复合带。

本发明制备的耐水火陶瓷硅橡胶复合带，通过调整复合陶瓷粉中陶瓷胚体材料和陶瓷釉体材料的用量及组成，实现对复合陶瓷粉熔融过程及最终瓷化物性能的调节，其中，陶瓷釉体材料在高温熔融后能够填充瓷化物中的空隙，使瓷化物的致密性及强度提高，从而提高耐水火陶瓷硅橡胶复合带瓷化后的耐水火及耐振动性能，同时调整工艺，提高粉体的分散性，使复合带具有较高的强度和韧性，满足耐火电缆对绕包复合带的性能要求。

优选的，所述陶瓷釉体材料按重量份数计包括：