[发明专利]陶瓷化硅橡胶及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷化硅橡胶。 

背景技术

玻璃粉具有低的软化点，在高温下作为无机粘接材料，陶瓷化硅橡胶含有具有低软化点的玻璃粉，硅橡胶在燃烧过程中陶瓷化，有利于陶瓷化硅橡胶的防火阻燃。然而，玻璃粉是非晶体，其导热性能差，同时其膨胀系数大。在IEC60331-32、英国标准BS3687和美国DC2196标准中，陶瓷化极易发生急剧的收缩膨胀而发生开裂。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供陶瓷化硅橡胶，通过加入碳酸钙，使得硅橡胶在燃烧过程中二氧化碳的释放与陶瓷化保持同步，降低陶瓷化带来的收缩，防止陶瓷化硅橡胶在火灾中发生开裂现象。 

一种陶瓷化硅橡胶，包括硅橡胶，所述的陶瓷化硅橡胶还包括含碳元素钙盐，所述含碳元素钙盐能够发生分解，并与硅橡胶的燃烧产物发生化学反应，并最终释放二氧化碳、生成硅酸钙，所述的陶瓷化硅橡胶中的硅原子的摩尔数与钙原子的摩尔数约为1:0.95-1.08。 

所述的含碳元素钙盐选自硬脂酸钙、碳酸钙、柠檬酸钙中的一种或几种。 

含碳元素钙盐粒径小于50纳米的颗粒的重量比为60-90%；粒径50-500纳米的颗粒的重量比为5-20%；粒径500-1000纳米的颗粒的重量比为4-15%；粒径1000-5000纳米以上的颗粒的重量比为1-5%。 

所述的陶瓷化硅橡胶还包括硅灰石和/或二氧化硅。 

所述的陶瓷化硅橡胶还包括20-200cps的全氟硅油。 

所述的陶瓷化硅橡胶还包括玻璃粉，其特征在于，所述的玻璃粉粒径小于1微米的颗粒的重量比为60-90%；粒径1-5微米的颗粒的重量比为5-20%；粒径5-10微米的颗粒的重量比为4-15%；粒径10-50微米的颗粒的重量比为1-5%。 

陶瓷化硅橡胶的制备方法： 

提供权利要求1-6中任意一项权利要求中的碳酸钙、硅橡胶、硅灰石、二氧化硅、全氟硅油、玻璃粉；所述的陶瓷化硅橡胶中的硅原子的摩尔数与钙原子的摩尔数约为1:0.95-1.08；

将碳酸钙、硅橡胶、硅灰石、二氧化硅、全氟硅油、玻璃粉制备成陶瓷化硅橡胶。

陶瓷化硅橡胶的固化方法： 

提供权利要求1-6中任意一项权利要求中的碳酸钙、硅橡胶、硅灰石、二氧化硅、全氟硅油、玻璃粉，所述的陶瓷化硅橡胶中的硅原子的摩尔数与钙原子的摩尔数约为1:0.95-1.08；

将碳酸钙、硅橡胶、硅灰石、二氧化硅、全氟硅油、玻璃粉制备成陶瓷化硅橡胶；

在300摄氏度以上温度下烧制。

陶瓷化硅橡胶在制作电线的绝缘层材料、电缆的护套材料、防火板材料、防火门隔火层材料、陶瓷化硅橡胶复合带以及汽车线路保护套管的用途。 

当然，本发明的硅橡胶不限于上述化合物或组合，在本发明优选的另一个实施方式中，也可以包含其他的含硅聚合物，如具有（R_nSiO_4-n/2）_m通式，R为烷基、羟基、苯基、氢、巯基、烷氧基中的一种或几种。 

在本发明优选的另一个实施方式中，也可以是硅橡胶改性、共聚、共混物，如环氧改性硅橡胶、聚氨酯改性硅橡胶、丙烯酸/丙烯酸酯改性硅橡胶、聚烯烃改性硅橡胶、乙丙橡胶与硅橡胶的共混物。 

二氧化碳的释放与陶瓷化保持同步，可以有效地防止硅酸钙发生开裂。 

具体实施方式

本发明提供陶瓷化硅橡胶，包括硅橡胶，还包括碳酸钙，所述碳酸钙能够发生分解，并与硅橡胶的燃烧产物发生化学反应，并最终释放二氧化硅、生成硅酸钙。二氧化碳的释放与陶瓷化保持同步，可以有效地防止具有很好瓷化效果的硅酸钙发生开裂。本发明所述的陶瓷化是指硅橡胶的随着温度升高的固化。 

在本发明优选的另一个实施方式中，不限于化学领域中常见的碳酸钙，本发明所述的碳酸钙的定义为任何含有碳酸钙或类似结构如钙和碳元素的含氧或不含氧、在化学反应的任何过程中释放二氧化碳和获得氧化钙的物质。包括任何含有碳酸钙或类似结构如钙和碳元素的含氧或不含氧的矿物物质。含碳元素钙盐通过在300摄氏度以上的高温下化学反应的任何过程中释放二氧化碳和获得氧化钙的物质均包含在本发明所述的碳酸钙的范围之内。如各种有机钙盐或含有碳酸钙组分的矿物物质，陶瓷化硅橡胶能够在高温下2-5分钟内迅速完成固化，烧蚀时间越久越坚硬。 

在本发明优选的实施方式中，所述碳酸钙优选纳米级的碳酸钙。纳米级别的碳酸钙更有利于分解释放二氧化碳。