[发明专利]一种无卤阻燃硅橡胶及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于硅橡胶技术领域，具体涉及一种无卤阻燃硅橡胶及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会经济的发展，电线电缆的用量迅速增长，电气火灾事故也频频发生，因此对阻燃电线电缆的研制非常必要。传统的耐火电缆是采用云母带作为耐火层，但由于小截面导体绕包云母带相当困难，并且耐火试验合格率低，这种耐火材料逐渐失去了市场。目前我国用量最大的阻燃电缆是含氯阻燃电缆。含氯的卤系阻燃材料在燃烧过程中产生大量的浓烟及卤化氢等有毒气体，在某些场合已经禁止使用。因此研制无卤低烟、耐火的新型电缆以代替传统的耐火电缆已成了市场的迫切需求。

硅橡胶兼有无机和有机性质的高分子弹性体绝缘材料，具有很高的热稳定性。硅橡胶比以碳为主链的橡胶燃烧时热释放速率低，火焰传播速度慢，无熔滴且纯硅橡胶燃烧时几乎不生成有毒气体，燃后会在表面形成陶瓷化的碳硅层，能阻止热、氧交换和内部可燃物向外扩散以接触热、氧。由于其阻燃和耐高低温方面的特殊性能，硅橡胶作为新型的电缆材料进入了市场。但是硅橡胶可以阴燃，存在一定的安全隐患。特别是在高温、发热、高电压条件下工作，电缆对硅橡胶的阻燃性能提了更高的要求，因此研究及制备具有良好阻燃性能的硅橡胶在理论和应用方面都具有重要意义。

目前添加阻燃剂是制备阻燃硅橡胶的主要方法。其中氢氧化铝是常用的无机阻燃剂，广泛应用于电线电缆、运输、电子电器和建筑等行业。但是氢氧化铝阻燃剂达到一定的添加量才能起到好的阻燃效果，这会降低基材的力学性能，而且增加成本。因此，寻找氢氧化铝的协同阻燃剂成为研究热点。另外，如何提高阻燃材料与硅橡胶的相容性，充分发挥阻燃材料的性能也是本领域需要解决的难点。如在专利CN201210352368.5即通过六甲基二硅氮烷对氢氧化铝表面进行改性来提高其与硅橡胶的相容性。另外在专利CN200710046127.7中公开了一种无卤阻燃硅橡胶的制备方法，但该方法硫化组分复杂且制备方法复杂。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种无卤阻燃硅橡胶的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述方法制备得到的无卤阻燃硅橡胶。

本发明的再一目的在于提供上述无卤阻燃硅橡胶在电线电缆料中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种无卤阻燃硅橡胶的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将100质量份聚甲基乙烯基硅氧烷和100质量份白炭黑在双辊开炼机上混炼2～5分钟，保持开炼机辊轴温度为22～26℃，得到基础胶；

(2)往步骤(1)的基础胶中添加20～60质量份氢氧化铝和20～60质量份硼酸锌，混炼20～40分钟，制得混炼胶；

(3)往步骤(2)的混炼胶中加入3～6质量份硫化剂2,4-二氯过氧化苯甲酰，于120～135℃温度硫化1～5分钟后出片，得到无卤阻燃硅橡胶。

所述的白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。

所述氢氧化铝与硼酸锌的质量比优选为2：1。

一种无卤阻燃硅橡胶，通过以上方法制备得到。

上述无卤阻燃硅橡胶在电线电缆料中的应用。

本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：

(1)本发明的硅橡胶阻燃性能优异，在阻燃剂氢氧化铝和硼酸锌并用的基础上，产生协同阻燃效应，阻燃性能达到FV-1级；

(2)本发明的硅橡胶所用的阻燃剂主要是不含卤素的氢氧化铝和硼酸锌，燃烧时不会放出有毒气体，不会带环境带来污染，属于环保阻燃材料；

(3)本发明制备过程先通过冷炼得到基础胶，再加入阻燃材料进行混炼得到混炼胶，最后通过高温硫化得到无卤阻燃硅橡胶。该制备方法简单，而且通过先加入阻燃材料再硫化的工艺，阻燃材料粒径均在10～13μm之间，其与硅橡胶的相容性好，能够充分发挥阻燃材料的性能。

(4)本发明的硫化过程是通过过氧化物2,4-二氯过氧化苯甲酰的交联反应而实现，硫化工艺简单，时间短，成本低。

(5)本发明使用的基础胶是由质量比为1:1的聚甲基乙烯基硅氧烷和白炭黑混炼而成，硫化后拉伸性能优异，添加阻燃剂后，其拉伸性能可满足工业上对电线电缆的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1