[发明专利]兼顾导电性与可陶瓷化高温硫化硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼顾导电性和可陶瓷化高温硫化硅橡胶及其制备方法，组分为：甲基乙烯基硅橡胶生胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶、补强填料、导电介质、结构化控制剂、助熔剂、成瓷填料、偶联剂、脱模剂、硫化剂；该方法为：将热硫化硅橡胶生胶、补强填料气相二氧化硅及硅油放入密炼机中搅拌；将成瓷填料和助熔剂共混均匀，偶联剂进行表面处理；对导电介质进行表面活化预处理；将上述材料在捏合机中共混，制备出兼顾导电性和可陶瓷化的高温硫化陶瓷化硅橡胶。本发明在保证具有良好的电性能前提下兼顾力学性能的优点，且制备出的产品易加工，耐候性及耐老化性好，耐低温性好，对拓宽硅橡胶应用领域具有重要意义。

技术领域：

本发明涉及热硫化硅橡胶材料技术领域，尤其涉及一种兼顾半导电性和可陶瓷化高温硫化硅橡胶及其制备方法。

背景技术：

据统计数据表明，电气线路是引起建筑火灾的重要原因。而随着我国城镇化建设的不断推进，城镇建筑密集化程度急剧增高，造成了人口的高度集中，像车站、机场、港口、歌影剧院、办公大楼、大型商场、医院，这些人员高度密集的场所，一旦发生火灾事故，将会造成重大损失。如何在火灾的情况下，在一定时间内保障电力和通信的畅通，减少财力损失和人员伤亡成为重中之重。

陶瓷化硅橡胶材料作为一种新型的高分子耐火材料，广泛应用于电线电缆行业。目前国内外多采用的是氧化镁矿物绝缘防火电缆和云母带绕包的耐火电缆，而陶瓷化硅橡胶耐火电缆的研发，将为消防，防火提供了一种新型、安全、经济的耐火电缆，特别是为防火电线电缆的制造又开辟出了一条新思路和新方法，和传统耐火电缆相比将极大程度降低成本。一般的高分子材料在燃烧后会烧成灰烬，即便是阻燃材料也会被烧成粉末状；陶瓷化防火耐火硅橡胶，在500℃以上开始变硬、烧结，变成陶瓷状的坚硬的壳体，而且温度越高，烧蚀时间越长，所形成的陶瓷化的壳体越坚硬，甚至在1300℃以上也不熔融。在常温下则具有普通硅橡胶的特性，有很好的柔软性和弹性，耐高低温性能好、优良的电绝缘性能、耐臭氧老化、耐天候老化，无毒、无害、无污染的基本特性，符合欧盟ROHS指令。

用陶瓷化硅橡胶生产的耐火电线电缆在燃烧时也不会产生对人体有害的气体和烟雾，符合低烟无毒的环保要求，同时具备一定阻燃性。因此把该材料应用于耐火电线电缆时，电线电缆在遇火烧蚀情况下，陶瓷胶迅速转化为坚硬的陶瓷层，从而对电线电缆起到很好的保护作用，保证电力或通讯线路的完整性。该陶瓷状硬壳甚至可以抵御火灾现场的水淋和间接震动，国外有很多厂家使用陶瓷胶(国外也称之为：特种硅橡胶混合物、满足耐火要求的高性能硅橡胶)生产符合英国BS6387标准的产品。例如在申请号为CN103525092A的中国专利、申请号为CN103554918A的中国专利、申请号为CN107141811A的中国专利均介绍了一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法。

目前国内已有的防火电力电缆，电压等级都在0.6/1kV及以下，尚无6-35kV的防火电力电缆，现有的防火电力电缆又不能满足防火要求，在超大型、超高型或综合体建筑中，现有的防火电力电缆等级不能满足需要，而6-35kV的防火电缆又没有，当前是多根低压防火电力电缆和多台变压器与配电房组合使用，不仅增加了很大的成本，占用了很多的空间，浪费很多不可再生资源，而且还增加了安全风险，给设计和布局带来很多不便。故除了考虑原材料的可陶瓷化，还需兼顾材料的导电性能。

由于陶瓷化硅橡胶本身为绝缘性材料，当其用于实际生产过程中，无论是炼胶过程中或者在作为电缆护套料使用时，与其他产品间产生摩擦，会出现静电现象，当静电荷积聚到一定程度时，就会放出火花，危险时可能与空气中的可燃物质引起火灾爆炸。此外当硅橡胶应用在部分精密器件加工操作台时，静电的产生会对精密器件内部产生危害，影响器件精确度及使用寿命。对混炼胶硅橡胶抗静电鞋改性的方法是在材料中添加导电介质。目前对于弹性体材料导电的机理主要为三类，即：渗流理论、隧道效应理论和场致发射理论，而其中渗流理论是目前生产加工主要依据的导电机理，该理论认为导电介质在不导电的弹性体中相互接触形成连续的导电通路进而产生导电网络而使得材料导电。