[发明专利]一种耐火硅橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，特别是涉及一种耐火硅橡胶及其制备方法。

背景技术

电线电缆广泛应用于生活和工业各个领域中，由于其在能量传输和信息传递等方面的重要性，电线电缆的阻燃和防火一直是人们关注的重要研究领域。

据不完全统计，近十年来，国内由于电缆引发的火灾事故逐年上升，全国因电缆着火蔓延成灾的重大事故逾百起;国际上，由于电缆引发的大规模破坏性火灾事故也有多起。造成电缆火灾原因很多，但电缆的绝缘和包覆材料的易燃性仍是其火灾发生和蔓延的主要原因，同时电缆材料在燃烧中产生大量的有毒有害气体和“二次污染”，严重危害人们的生命安全和造成财产损失，因此研究和开发新型低烟、低毒的防火电缆材料一直是电缆新材料领域的热点。

硅橡胶是一种优良的特种橡胶，它具有优良的耐热性、耐低温、绝缘性、抗震、抗压、抗磨以及很好的生物特性，使其具有广泛的应用范围，

硅橡胶工作温度范围极广，可以在.70~250℃范围保持橡胶弹性。同时硅橡胶具有优异的耐候性能，同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能。最受人注目的一点是，硅橡胶无毒、无味，对人体无不良影响，具有优良生理惰性和耐生理老化性。但是硅橡胶是非结晶性材料，未补强的硅橡胶其物理机械性能很差，不能满足实际使用的要求，而且硅橡胶是可燃物，硅橡胶在受火燃烧后会持续燃烧，造成电缆的损坏，因此必须对其进行补强和阻燃改性。因此需要一种耐火的硅橡胶，要求能在大火中起到一定的保护作用，能够减少火灾带来的危害。

因此目前需要一种兼具有优秀物理机械强度和阻燃能力的硅橡胶。

发明内容

为了解决上述问题，提供一种兼具有优秀物理机械强度和阻燃能力的硅橡胶，本发明采用以下技术方案：

一种耐火硅橡胶，包括以下重量份的原料：

甲基乙烯硅橡胶120~150份、氢氧化镁粉20~30份、白炭黑30~40份、红磷3~6份、氧化双2、4-二氯苯甲酰1~3份、改性蒙脱土12~15份。

首先本发明通过使用白炭黑来对甲基乙烯硅橡胶进行改性，白炭黑可以增强橡胶的机械强度，但是当白炭黑用量过多时会造成材料混合时间长，成本高的问题，因此本发明采用了以上的白炭黑用量。

另外，本发明采用了氧化双2、4-二氯苯甲酰对甲基乙烯硅橡胶进行硫化，，可以提高产品的耐火阻燃能力。

作为优选，所述的氢氧化镁粉经过以下方法处理：将氢氧化镁放入乙醇中配置成为质量分数为6~8%的悬浊液，然后加入相当于加入的氢氧化镁质量0.5~1%的十二烷基三甲氧基硅烷，将悬浊液在50~60℃下旋转混合1~2h，然后过滤再在110~120℃下干燥15~18h。

氢氧化镁作为阻燃剂在有机聚合物中存在添加量多，分散性和相容性差的问题，会降低材料的机械性能，在本发明的方案中为了加强产品的阻燃能力，使用氢氧化镁作为阻燃体系，然后针对氢氧化镁在有机材料中使用出现的问题对其进行表面改性，有效消除了氢氧化镁的表面极性，使其在本发明中具有良好的分散性亲和性和相容性，而且可以防止氢氧化镁出现团聚现象，影响到材料的机械性能，增加其稳定性，在提高本发明阻燃耐火能力的同时不对材料的机械性能产生不利的影响。

作为优选，所述的红磷经过以下处理：

（1）向红磷粉中加入十二烷基苯磺酸钠，再加入蒸馏水，研磨4~5h，然后洗涤抽滤，干燥，得到红磷微粉；

（2）取30~40重量份步骤（1）中处理后的红磷微粉加入硫酸铝和十二烷基苯磺酸钠，加入300~400重量份的水，水浴加热并搅拌，滴加质量分数为5~15%的碳酸钠溶液调节pH为6~7之间，保温1~3h后冷却后抽滤洗涤干燥。

作为优选，在步骤（1）和步骤（2）中所述的十二烷基苯磺酸钠用量为1~2重量份，在步骤（2）中硫酸铝的用量为35~45重量份。

作为优选，所述的水浴温度为60~75℃，搅拌速率为450~550rpm。

红磷作为阻燃物本身是易燃的，本发明通过使用氢氧化铝作为囊材料对红磷进行包裹，防止红磷无法发挥阻燃作用直接燃烧造成危害，通过将氢氧化铝包裹在红磷外层，一方面可以降低氧气的扩散作用和热量的传递作用，提高本发明的阻燃隔热能力，另一方面通过红磷受热发生反应，逐步在吸热的同时反应生成聚偏磷酸钠，聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，且该阻燃剂有优秀的脱水能力，增加了本发明的耐火阻燃能力。