本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料。
背景技术：
硅橡胶是一类以Si-O键为主链，以与Si原子相连的有机基团(如甲基，乙烯基，苯基等)为侧链的可交联固化的高分子弹性体。由于硅橡胶具有优异的耐高低温性能和抗老化性能，可以在很宽的温度范围内(-50℃～200℃)长期使用等特点，目前已在电子电气、机械、汽车、化工、航空、航天、船舶等领域应用广泛，也是电缆领域常用的材料。但硅橡胶本身遇到明火会持续燃烧，用其制作的电缆存在耐高温和阻燃性能不是很理想的缺陷，限制了其在国民经济的各领域的应用，特别是对阻燃性具有特殊要求的场合，往往需要对其进行改性。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其强度高，耐高温性和阻燃性能优异，能满足多种领域的使用要求，且综合性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶3-15份、氟橡胶10-35份、顺丁橡胶2-15份、乙烯-丙烯酸酯橡胶3-10份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物2-10份、氧化锌0.5-2份、硬脂酸2-5份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2-3.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.8-2.5份、过氧化二碳酸二异丙酯0.3-1.5份、氢氧化铝3-10份、氟镁石3-12份、红磷5-14份、硅烷偶联剂0.5-2份、改性氧化石墨烯5-12份、锡酸锌3-10份、月桂酸锌2-5份、硬脂酸镁0.5-2份、二甘醇二苯甲酸酯1-5份、邻苯二甲酸二异癸酯2-6份、促进剂0.5-3份、防老剂2-5份、硅烷改性纤维素3-10份、聚磷酸铵2-8份。
优选地，其原料中，硅橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、顺丁橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为100：7-11：21-30：7-11：4.8-6.9：4.8-6.2。
优选地，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶10份、氟橡胶22份、顺丁橡胶10份、乙烯-丙烯酸酯橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份、氧化锌1.2份、硬脂酸3.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯1份、过氧化二碳酸二异丙酯1份、氢氧化铝8份、氟镁石10份、红磷8份、硅烷偶联剂1.6份、改性氧化石墨烯10份、锡酸锌7份、月桂酸锌3.2份、硬脂酸镁1.7份、二甘醇二苯甲酸酯3.2份、邻苯二甲酸二异癸酯4.8份、促进剂2份、防老剂3.2份、硅烷改性纤维素7份、聚磷酸铵5份。
优选地，所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯超声分散在二甲基乙酰胺中，在氮气的保护下加入六亚甲基二异氰酸酯，在室温下搅拌反应50-65h，然后加入二氯甲烷进行絮凝，经抽滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A加入二甲基乙酰胺中，在氮气保护下，加入β-环糊精的二甲基乙酰胺溶液，在90-120℃下搅拌反应10-20h，然后降温至70-80℃，加入间苯二酚双(二苯基)磷酸酯，搅拌3-5h后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性氧化石墨烯；在改性氧化石墨烯的制备过程中，将氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯混合，六亚甲基二异氰酸酯中的异氰酸酯基团与氧化石墨烯表面和边缘的含氧功能基团发生了化学反应，共价锚定在了氧化石墨烯上，与β-环糊精混合后，氧化石墨烯表面的异氰酸酯基团进一步与β-环糊精表面的羟基发生了反应，从而将β-环糊精共价修饰在了氧化石墨烯的表面和边缘，与间苯二酚双(二苯基)磷酸酯混合后，通过控制反应的条件，使间苯二酚双(二苯基)磷酸酯分子包合在了β-环糊精的疏水空腔中，从而将石墨烯、β-环糊精和间苯二酚双(二苯基)磷酸酯结合为一体，得到了改性氧化石墨烯，将其加入体系中，提高了氧化石墨烯的分散性，同时防止了间苯二酚双(二苯基)磷酸酯从聚合物基体内部向表面迁移，与体系中的氢氧化铝、红磷、锡酸锌、硅烷改性纤维素和聚磷酸铵具有良好的协同作用，显著提高了护套材料的分解温度，降低了失重速率，且在护套材料燃烧的过程中形成了更加致密的保护层，有效防止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝氧气，避免了烟灰的形成，同时防止熔体滴落，实现了优异的阻燃抑烟作用。
优选地，在改性氧化石墨烯的制备过程中，氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯的重量比为10-20:1-3。
优选地，在改性氧化石墨烯的制备过程中，物料A、β-环糊精、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的重量比为15-28：3-5:1-2
优选地，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂DM、促进剂TT、促进剂CZ中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为抗氧剂3052、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸(三壬基苯基)酯、硫代二丙酸双十二烷酯、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑中的一种或者多种的混合物。
本发明所述耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料可以按照常规的硅橡胶复合材料制备工艺制备而成。
本发明耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料中，以硅橡胶为主料，并加入了三元乙丙橡胶、氟橡胶和顺丁橡胶对其进行改性，同时加入了乙烯-丙烯酸酯橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，改善了体系的相容性，使各物质性能互补，在降低成本的前提下，显著提高了护套材料的耐高温稳定性、强度和耐油性；硅烷改性纤维素的某些羟基被硅氧基取代，加入体系中，因为硅的存在，在材料燃烧的过程中，增加了纤维素的残炭量，与聚磷酸铵、氢氧化铝、红磷以及改性氧化石墨烯配合后，显著提高了护套材料的阻燃性；另外，氢氧化铝、氟镁石、红磷、改性氧化石墨烯加入体系中，在硅烷偶联剂的作用下，在体系中分散均匀，一方面，赋予护套材料优异的力学性能，防止了因顺丁橡胶的加入引起的体系抗张强度和撕裂强度低的缺陷，另一方面，赋予护套材料优异的耐高温性；以二甘醇二苯甲酸酯与邻苯二甲酸二异癸酯配合作为增塑剂，在防止护套材料耐高温性降低的同时改善了体系的加工性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶15份、氟橡胶10份、顺丁橡胶15份、乙烯-丙烯酸酯橡胶3份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、氧化锌0.5份、硬脂酸5份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2份、三烯丙基异三聚氰酸酯2.5份、过氧化二碳酸二异丙酯0.3份、氢氧化铝10份、氟镁石3份、红磷14份、硅烷偶联剂0.5份、改性氧化石墨烯12份、锡酸锌3份、月桂酸锌5份、硬脂酸镁0.5份、二甘醇二苯甲酸酯5份、邻苯二甲酸二异癸酯2份、促进剂3份、防老剂2份、硅烷改性纤维素10份、聚磷酸铵2份。
实施例2
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶3份、氟橡胶35份、顺丁橡胶2份、乙烯-丙烯酸酯橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物2份、氧化锌2份、硬脂酸2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰3.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.8份、过氧化二碳酸二异丙酯1.5份、氢氧化铝3份、氟镁石12份、红磷5份、硅烷偶联剂2份、改性氧化石墨烯5份、锡酸锌10份、月桂酸锌2份、硬脂酸镁2份、二甘醇二苯甲酸酯1份、邻苯二甲酸二异癸酯6份、促进剂0.5份、防老剂5份、硅烷改性纤维素3份、聚磷酸铵8份。
实施例3
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶11份、氟橡胶21份、顺丁橡胶11份、乙烯-丙烯酸酯橡胶4.8份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6.2份、氧化锌1份、硬脂酸4份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2.7份、三烯丙基异三聚氰酸酯1.8份、过氧化二碳酸二异丙酯0.7份、氢氧化铝7份、氟镁石6份、红磷12份、硅烷偶联剂0.9份、改性氧化石墨烯10份、锡酸锌6.5份、月桂酸锌4.1份、硬脂酸镁1份、二甘醇二苯甲酸酯3.8份、邻苯二甲酸二异癸酯3.9份、促进剂NOBS 2.8份、抗氧剂3052 0.5份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯1份、亚磷酸(三壬基苯基)酯0.5份、硫代二丙酸双十二烷酯0.8份、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑0.9份、硅烷改性纤维素7.8份、聚磷酸铵4份；
其中，所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯超声分散在二甲基乙酰胺中，在氮气的保护下加入六亚甲基二异氰酸酯，其中，氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯的重量比为20:1，在室温下搅拌反应65h，然后加入二氯甲烷进行絮凝，经抽滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A加入二甲基乙酰胺中，在氮气保护下，加入β-环糊精的二甲基乙酰胺溶液，在90℃下搅拌反应20h，然后降温至70℃，加入间苯二酚双(二苯基)磷酸酯，其中，物料A、β-环糊精、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的重量比为15：5:1，搅拌5h后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性氧化石墨烯。
实施例4
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶7份、氟橡胶30份、顺丁橡胶7份、乙烯-丙烯酸酯橡胶6.9份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4.8份、氧化锌1.7份、硬脂酸3.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰3.2份、三烯丙基异三聚氰酸酯1份、过氧化二碳酸二异丙酯1.2份、氢氧化铝5.9份、氟镁石8份、红磷9份、硅烷偶联剂1.4份、改性氧化石墨烯8份、锡酸锌7.2份、月桂酸锌3.5份、硬脂酸镁2份、二甘醇二苯甲酸酯2.8份、邻苯二甲酸二异癸酯4.7份、促进剂DM 0.8份、促进剂TT 1.2份、亚磷酸(三壬基苯基)酯4.3份、硅烷改性纤维素5.9份、聚磷酸铵5份；
其中，所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯超声分散在二甲基乙酰胺中，在氮气的保护下加入六亚甲基二异氰酸酯，其中，氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯的重量比为10:3，在室温下搅拌反应50h，然后加入二氯甲烷进行絮凝，经抽滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A加入二甲基乙酰胺中，在氮气保护下，加入β-环糊精的二甲基乙酰胺溶液，在120℃下搅拌反应10h，然后降温至80℃，加入间苯二酚双(二苯基)磷酸酯，其中，物料A、β-环糊精、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的重量比为28：3:2，搅拌3h后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性氧化石墨烯。
实施例5
本发明提出的一种耐高温高阻燃硅橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：硅橡胶100份、三元乙丙橡胶10份、氟橡胶22份、顺丁橡胶10份、乙烯-丙烯酸酯橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份、氧化锌1.2份、硬脂酸3.2份、2,4-二氯过氧化苯甲酰2.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯1份、过氧化二碳酸二异丙酯1份、氢氧化铝8份、氟镁石10份、红磷8份、硅烷偶联剂1.6份、改性氧化石墨烯10份、锡酸锌7份、月桂酸锌3.2份、硬脂酸镁1.7份、二甘醇二苯甲酸酯3.2份、邻苯二甲酸二异癸酯4.8份、促进剂NOBS 0.3份、促进剂DM 0.8份、促进剂TT 0.3份、促进剂CZ 0.6份、抗氧剂3052 1份、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯2.2份、硅烷改性纤维素7份、聚磷酸铵5份；
其中，所述改性氧化石墨烯按照以下工艺进行制备：将氧化石墨烯超声分散在二甲基乙酰胺中，在氮气的保护下加入六亚甲基二异氰酸酯，其中，氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯的重量比为16:1.9，在室温下搅拌反应58h，然后加入二氯甲烷进行絮凝，经抽滤、洗涤、干燥得到物料A；将物料A加入二甲基乙酰胺中，在氮气保护下，加入β-环糊精的二甲基乙酰胺溶液，在115℃下搅拌反应17h，然后降温至76℃，加入间苯二酚双(二苯基)磷酸酯，其中，物料A、β-环糊精、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的重量比为21：4:1.6，搅拌3.9h后静置，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性氧化石墨烯。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。