[发明专利]一种用于阻燃电缆的可陶瓷化硅橡胶复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及防火阻燃电缆技术领域，特别是涉及一种可陶瓷化的硅橡胶及其制备方法。

背景技术

可陶瓷化硅橡胶是一种新型的防火阻燃材料，在常温下具有普通硅橡胶的弹性、加工性和电绝缘性。在明火烧蚀的高温条件下，能够转变成为坚硬的陶瓷体，保护内部材料不受高温破坏，起到隔火阻燃的作用。目前可陶瓷化的硅橡胶主要用作电线电缆行业的防火材料。当火灾发生时，电线电缆通过形成陶瓷体外壳，可保持的内部导线在一定时间内正常使用。因此开发可陶瓷化硅橡胶，是实现其更广泛应用的重要研究工作。

发明内容

本发明涉及可陶瓷化的硅橡胶及其制备方法，目的是提供一种无毒、阻燃、环保、耐高温的且能适应重要工程需求的阻燃电缆方案。

本发明采取的技术方案为一种可陶瓷化的硅橡胶复合材料，其特征在于，原料组成包括基础硅橡胶40～70％、瓷化粉20～40％、高岭土5～15％、导热填料2～8％、助熔剂1～5％、羟基硅油1～5％和硫化剂1～3％。所述助熔剂为低软化点(350～500℃)玻璃粉；所述导热填料为氮化铝；硫化剂为双-25。制备时，先将导热填料和助熔剂搅拌混合均匀，然后在温度为350～500℃中烧结45～60分钟，冷却后研磨成具有导热功能的复合助熔剂；然后将硅橡胶、瓷化粉、高岭土、羟基硅油、复合助熔剂加入橡胶密炼机中，混合均匀后加入硫化剂，混炼后得到混炼胶停放、返炼；再将所得混炼胶进行硫化，一段硫化温度条件为150～180℃，时间为10～20分钟；二段硫化温度为180℃，时间为2～4小时；最后将硫化胶在700～800℃的马弗炉中进行瓷化1～3小时，随炉冷却后制得可陶瓷化硅橡胶。

本发明采取的技术方案有效的阻止了现有的陶瓷化硅橡胶常见的问题，即在烧结过程中表面逐渐形成的陶瓷层会起到隔热作用，抑制了热量从硅橡胶外部向内部扩散，导致内层的助熔剂(低软化点玻璃粉等)无法及时熔融形成液相，使得陶瓷体内部容易形成松散的结构，最终瓷化强度不高。通过原料成分的调整，本发明获得的可陶瓷化硅橡胶可以在较低的温度下(700～800℃)实现高强度的瓷化，保证了隔火阻燃的作用。

本发明获得的可陶瓷化复合材料典型性能结果为：

具体实施方式

下面将结合具体实施例，进一步说明本发明的特点和优势，但实施例应该理解为仅用于说明本发明技术方案而不构成对本发明保护范围的限制。

实施例1

一种可陶瓷化的硅橡胶，其原料组成包括二甲基硅橡胶70％、瓷化粉20％、高岭土5％、导热填料2％、助熔剂1％、羟基硅油1％和硫化剂(双-25)1％。

制备时，先将玻璃粉和氮化硅粉搅拌混合，然后在温度为350℃中烧结60分钟，冷却研磨成粉后作为复合助熔剂备用；然后将硅橡胶、瓷化粉、羟基硅油、复合助熔剂加入橡胶密炼机中，混合均匀后在50℃条件下密炼40分钟，再加入硫化剂，混炼5分钟得到混炼胶，停放12小时后在橡胶开炼机上返炼5分钟；再将所得混炼胶进行硫化，一段硫化温度条件为150℃，10分钟；二段硫化温度为180℃，2小时；最后将可陶瓷化硅橡胶硫化胶在700℃的马弗炉中进行瓷化2小时，随炉冷却后制得可陶瓷化硅橡胶。

实施例2

一种可陶瓷化的硅橡胶，其原料组成包括二甲基硅橡胶60％、瓷化粉25％、高岭土8％、导热填料3％、助熔剂2％、羟基硅油1％和硫化剂(双-25)1％。

制备时，先将玻璃粉和氮化硅粉搅拌混合，然后在温度为400℃中烧结50分钟，冷却研磨成粉后作为复合助熔剂备用；然后将硅橡胶、瓷化粉、羟基硅油、复合助熔剂加入橡胶密炼机中，混合均匀后在50℃条件下密炼40分钟，再加入硫化剂，混炼5分钟得到混炼胶，停放12小时后在橡胶开炼机上返炼5分钟；再将所得混炼胶进行硫化，一段硫化温度条件为170℃，15分钟；二段硫化温度为180℃，2小时；最后将可陶瓷化硅橡胶硫化胶在750℃的马弗炉中进行瓷化2小时，随炉冷却后制得可陶瓷化硅橡胶。

实施例3

一种可陶瓷化的硅橡胶，其原料组成包括二甲基硅橡胶40％、瓷化粉35％、高岭土15％、导热填料5％、助熔剂2％、羟基硅油1％和硫化剂(双-25)2％。

制备时，先将玻璃粉和氮化硅粉搅拌混合，然后在温度为500℃中烧结45分钟，冷却研磨成粉后作为复合助熔剂备用；然后将硅橡胶、瓷化粉、羟基硅油、复合助熔剂加入橡胶密炼机中，混合均匀后在50℃条件下密炼40分钟，再加入硫化剂，混炼5分钟得到混炼胶，停放12小时后在橡胶开炼机上返炼5分钟；再将所得混炼胶进行硫化，一段硫化温度条件为180℃，10分钟；二段硫化温度为180℃，2小时；最后将可陶瓷化硅橡胶硫化胶在800℃的马弗炉中进行瓷化1小时，随炉冷却后制得可陶瓷化硅橡胶。