一种耐火型硅胶材料及其制备工艺的制作方法

文档序号:26050815发布日期:2021-07-27 15:25阅读:80来源:国知局
一种耐火型硅胶材料及其制备工艺的制作方法

本发明属于防火材料技术领域,具体的说是一种耐火型硅胶材料及其制备工艺。



背景技术:

现有技术中,通常采用云母带缠绕的耐火电缆,一方面,在生产过程中,需要多层缠绕,由于工艺条件的限制,往往造成搭接缝处出现搭接缺陷,加上火烧后云母带容易发脆、脱落,很大程度上降低了耐火效果,造成线路短路,从而难以保障电力、通讯在火灾的情况下的安全畅通。另一方面,在缠绕云母线的过程中,由于云母带不仅弹性小不易缠绕且表面没有自粘性,经常需要涂覆相应的粘结剂才能够缠绕得好。

同时,使用耐火型的硅胶材料制备包扎带,能够使包扎带具有一定的弹性,便于将包扎带缠绕到电缆上,同时,在使用过程中,硅胶材料的包扎带具有的弹性,能够使缠绕到电缆上的包扎带,能够相互之间紧密接触,防止硅胶材料的包扎带在电缆上的部分之间的搭接缝处不易出现缝隙,保证对电缆的包扎足够充分,避免外界的污物进入到电缆之间的空隙中,提升电缆的耐火效果。



技术实现要素:

为了弥补现有技术的不足,提供一种容易缠绕、弹性好、缠绕包扎效果好、易于粘接的硅胶材料,解决现有的云母带不易缠绕、包扎时难以粘接的问题,本发明提出一种耐火型硅胶材料及其制备工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述一种耐火型硅胶材料,所述硅胶材料中包埋有一层增强网;所述增强网采用芳纶纤维制备的芳纶纱线编织得到,且增强网的结构与渔网相同;所述硅胶材料的厚度为1-1.5mm;所述硅胶材料中均匀混入有阻燃剂,且阻燃剂的添加量为20-25wt%;所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌的混合物,且三者之间的比例为1.5:1.5:0.6;

工作时,通过在硅胶材料中混入阻燃剂,制备得到的硅胶材料能够具有一定的耐火性能,避免制备得到的硅胶材料在使用过程中遇见火苗后迅速燃烧,导致火情扩大,造成更大的经济损失,同时,在使用过程中,通过在制备得到的硅胶材料中包埋一层增强网,能够有效的提升制备得到的硅胶材料的强度和力学性能,防止硅胶材料在使用过程中轻易出现撕裂,导致硅胶材料损坏,影响到硅胶材料的正常使用,同时,在使用过程中,使用芳纶材料制备增强网,能够通过芳纶自身的特性,使增强网具有较高的强度、耐火性、抗老化性能,通过添加的增强网提升硅胶材料的性能,同时,在使用过程中,制备得到的硅胶材料经过裁切后,具备多种用途,其中一种用途是可以作为缠绕带使用,用于耐火电缆的包扎,对电缆进行保护,提升电缆的防火性能与使用效果,同时,在使用过程中,包埋有增强网的硅胶材料相对较为柔软,对于电缆的包扎较为方便且易于缠绕。

优选的,所述增强网中的芳纶纤维为中空纤维,纤维的中间存在通孔;所述芳纶纤维内的通孔中填充有灭火剂;所述灭火剂为高分子材料与磷铵干粉的混合物;所述混合物经过研磨后得到超细微粉,将微粉混入到乙醇中混合均匀,得到混合溶液;所述芳纶纤维浸入到混合溶液中,充分浸润溶液,溶液中的微粉进入并停留在芳纶纤维内的通孔中;

工作时,通过在制备增强网的芳纶纤维内部设置通孔,并在通孔中填充有阻燃微粉,能够在一定程度上使增强网具有阻燃效果,进一步提升硅胶材料的耐火性能,降低硅胶材料在使用过程中出现燃烧的可能性,同时,由于增强网在硅胶材料中呈现网状分布,因此,硅胶材料受到增强网的分割,硅胶材料在遇到火情时,硅胶材料上的火情受到具有阻燃性能的增强网的阻拦,延缓硅胶材料上的火情的蔓延,提升硅胶材料的耐火性能。

优选的,所述芳纶纱线在编织成为增强网前,对芳纶纱线进行磨毛处理;所述芳纶纱线进行磨毛处理后,芳纶纱线表面存在一层绒毛;所述芳纶纱线进行磨毛处理后,在芳纶纱线的表面上喷洒一层硅烷偶联剂;

工作时,将芳纶纱线表面进行磨毛后,并在芳纶纱线的表面喷洒一层硅烷偶联剂后,将芳纶纱线编织为增强网,能够有效的提升增强网与硅胶材料之间的结合紧密程度,避免在使用过程中,硅胶材料内的增强网与硅胶材料之间出现滑移,导致硅胶材料的强度降低,影响到硅胶材料的使用性能,同时,在使用过程中,喷洒在芳纶纱线的表面上的硅烷偶联剂能够有效的提升增强网与硅胶材料之间的结合程度,提升硅胶材料的力学性能。

优选的,所述芳纶纱线在表面喷洒硅烷偶联剂后,将芳纶纱线置于高压静电场中;所述芳纶纱线在高压静电场中进行“充电”,芳纶纱线表面的绒毛在静电作用下保持蓬松状态;所述芳纶纱线在进行“充电”后,向芳纶纱线的表面喷洒稀释的硅胶溶液,等待硅胶溶液凝固后将芳纶纱线从高压静电场中取出;

工作时,通过在静电场中对芳纶纱线进行“充电”,能够使芳纶纱线表面上的绒毛相对于芳纶纱线的主体呈现蓬松状态,在喷洒稀释的硅胶溶液时,喷洒到芳纶纱线上的硅胶溶液能够轻松的覆盖到芳纶纱线主体以及主体表面的绒毛的表面,同时,喷洒在芳纶纱线表面的硅烷偶联剂能够提升喷洒的硅胶溶液与芳纶纱线之间的结合强度,防止喷洒的硅胶溶液洒落,同时,在硅胶溶液凝固后,芳纶纱线表面的绒毛受到凝固的硅胶溶液的固定,从而使芳纶纱线上的绒毛在离开静电场后,依旧保持蓬松状态,提升增强网在硅胶材料中的结合强度,防止硅胶材料在使用过程中,硅胶材料内的增强网出现滑移,影响到硅胶材料的力学性能,导致硅胶材料的使用效果不佳,影响到将硅胶材料作为包扎电缆材料的用途以及使用效果。

优选的,所述芳纶纱线表面的绒毛长度为0.2-0.35mm;所述芳纶纱线在高压静电场中喷洒过量的稀释硅胶溶液;所述过量的硅胶溶液在芳纶纱线表面的绒毛末端积聚,并在绒毛的末端形成微球;

工作时,在制备过程中,通过喷洒过量的硅胶溶液,从而使多余的硅胶溶液滑落并积聚在芳纶纱线表面的绒毛末端,最终在绒毛末端形成微球,同时,芳纶纱线表面上的绒毛的末端形成微球后,再将增强网包埋到硅胶材料中,增强网上的绒毛以及绒毛末端的微球能够进一步的提升增强网与硅胶材料之间的结合强度,防止硅胶材料在使用过程中,硅胶材料内的增强网出现滑移,影响到硅胶材料的力学性能,导致硅胶材料的使用效果不佳,影响到将硅胶材料作为包扎电缆材料的用途以及使用效果。

优选的,所述增强网放置在模具中,之后,使模具在电机的驱动下开始转动;所述模具转动的过程中,将液态的硅胶材料注入到模具中,浸没模具中的增强网;所述模具中的硅胶材料凝固后,将硅胶材料取出,得到成品的耐火型硅胶材料;

工作时,在制备过程中,将增强网固定到模具中,并在模具转动的过程中注入硅胶材料,能够通过转动过程中的离心力,使硅胶材料与增强网之间结合更加紧密,提升制备得到的硅胶材料的力学性能,同时,在模具转动的过程中,将硅胶材料注入到模具中的方式,类似于金属的离心铸造,能够在一定程度上消除制备完成后的硅胶材料中的微气泡,从而提升制备得到硅胶材料的外观美观程度以及硅胶材料的性能,由于,编织增强网的芳纶纱线表面的绒毛末端附着有微球,因此,在模具转动的过程中,芳纶纱线表面的绒毛上的微球受到离心力作用,向着远离芳纶纱线的方向滑移,从而带动芳纶纱线上的绒毛保持蓬松的状态,提升增强网与硅胶材料之间的结合强度,提升硅胶材料的力学性能,同时,通过绒毛末端微球的作用,能够在一定程度上避免向模具中注入硅胶材料时,芳纶纱线上的绒毛受到注入的硅胶材料的冲击,引起绒毛贴合到芳纶纱线主体上,减小芳纶纱线与硅胶材料之间结合的紧密程度。

一种耐火型硅胶材料制备工艺,所述制备工艺适用于上述所述的一种耐火型硅胶材料;所述制备工艺包括以下步骤:

s1:将芳纶纤维浸没到混合溶液中,使芳纶纤维内的通孔中填充满微粉,之后,将芳纶纤维纺织成为芳纶纱线;

s2:在s1步骤的基础上,对芳纶纱线进行磨毛处理,使芳纶纱线的表面生成一层绒毛;

s3:在s2步骤的基础上,在芳纶纱线的表面上喷涂一层稀释的硅胶溶液,等待硅胶溶液凝固后,将芳纶纱线编织成为增强网;

s4:在s3步骤的基础上,将增强网固定到模具中,使增强网与模具的内壁之间互不接触,之后,使模具转动并在转动状态下向模具中注入液态的硅胶材料;

s5:在s5步骤的基础上,等待模具中的硅胶材料凝固后,停止转动模具,并将模具中的硅胶材料取出,得到成品的硅胶材料。

本发明的有益效果如下:

1.本发明所述一种耐火型硅胶材料及其制备工艺,在硅胶材料中包埋有芳纶材料制成的增强网,通过包埋的增强网,提升硅胶材料的强度和力学性能,保证使用硅胶材料包扎线缆后,硅胶材料的包扎效果良好,不会轻易出现损坏,同时,在使用过程中,通过在硅胶材料和增强网中均添加有阻燃、灭火材料,能够在一定程度上提升硅胶材料的耐火性能,延缓火灾状态下硅胶材料受损的速度,降低火情引起的损失。

2.本发明所述一种耐火型硅胶材料及其制备工艺,在芳纶纱线编织成增强网之间,对芳纶纱线进行磨毛处理,之后,在芳纶纱线表面喷涂硅胶溶液,从而在芳纶表面的绒毛末端形成微球,使增强网在包埋到硅胶材料中时,通过类似于“离心铸造”的方式,通过微球受到的离心力影响,保证芳纶纱线上的绒毛处于蓬松状态,提升增强网与硅胶材料之间的结合紧密程度,从而提高硅胶材料的强度与力学性能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的耐火型硅胶材料制备工艺步骤流程图;

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

如图1所示,本发明所述一种耐火型硅胶材料,所述硅胶材料中包埋有一层增强网;所述增强网采用芳纶纤维制备的芳纶纱线编织得到,且增强网的结构与渔网相同;所述硅胶材料的厚度为1-1.5mm;所述硅胶材料中均匀混入有阻燃剂,且阻燃剂的添加量为20-25wt%;所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌的混合物,且三者之间的比例为1.5:1.5:0.6;

工作时,通过在硅胶材料中混入阻燃剂,制备得到的硅胶材料能够具有一定的耐火性能,避免制备得到的硅胶材料在使用过程中遇见火苗后迅速燃烧,导致火情扩大,造成更大的经济损失,同时,在使用过程中,通过在制备得到的硅胶材料中包埋一层增强网,能够有效的提升制备得到的硅胶材料的强度和力学性能,防止硅胶材料在使用过程中轻易出现撕裂,导致硅胶材料损坏,影响到硅胶材料的正常使用,同时,在使用过程中,使用芳纶材料制备增强网,能够通过芳纶自身的特性,使增强网具有较高的强度、耐火性、抗老化性能,通过添加的增强网提升硅胶材料的性能,同时,在使用过程中,制备得到的硅胶材料经过裁切后,具备多种用途,其中一种用途是可以作为缠绕带使用,用于耐火电缆的包扎,对电缆进行保护,提升电缆的防火性能与使用效果,同时,在使用过程中,包埋有增强网的硅胶材料相对较为柔软,对于电缆的包扎较为方便且易于缠绕。

作为本发明一种实施方式,所述增强网中的芳纶纤维为中空纤维,纤维的中间存在通孔;所述芳纶纤维内的通孔中填充有灭火剂;所述灭火剂为高分子材料与磷铵干粉的混合物;所述混合物经过研磨后得到超细微粉,将微粉混入到乙醇中混合均匀,得到混合溶液;所述芳纶纤维浸入到混合溶液中,充分浸润溶液,溶液中的微粉进入并停留在芳纶纤维内的通孔中;

工作时,通过在制备增强网的芳纶纤维内部设置通孔,并在通孔中填充有阻燃微粉,能够在一定程度上使增强网具有阻燃效果,进一步提升硅胶材料的耐火性能,降低硅胶材料在使用过程中出现燃烧的可能性,同时,由于增强网在硅胶材料中呈现网状分布,因此,硅胶材料受到增强网的分割,硅胶材料在遇到火情时,硅胶材料上的火情受到具有阻燃性能的增强网的阻拦,延缓硅胶材料上的火情的蔓延,提升硅胶材料的耐火性能。

作为本发明一种实施方式,所述芳纶纱线在编织成为增强网前,对芳纶纱线进行磨毛处理;所述芳纶纱线进行磨毛处理后,芳纶纱线表面存在一层绒毛;所述芳纶纱线进行磨毛处理后,在芳纶纱线的表面上喷洒一层硅烷偶联剂;

工作时,将芳纶纱线表面进行磨毛后,并在芳纶纱线的表面喷洒一层硅烷偶联剂后,将芳纶纱线编织为增强网,能够有效的提升增强网与硅胶材料之间的结合紧密程度,避免在使用过程中,硅胶材料内的增强网与硅胶材料之间出现滑移,导致硅胶材料的强度降低,影响到硅胶材料的使用性能,同时,在使用过程中,喷洒在芳纶纱线的表面上的硅烷偶联剂能够有效的提升增强网与硅胶材料之间的结合程度,提升硅胶材料的力学性能。

作为本发明一种实施方式,所述芳纶纱线在表面喷洒硅烷偶联剂后,将芳纶纱线置于高压静电场中;所述芳纶纱线在高压静电场中进行“充电”,芳纶纱线表面的绒毛在静电作用下保持蓬松状态;所述芳纶纱线在进行“充电”后,向芳纶纱线的表面喷洒稀释的硅胶溶液,等待硅胶溶液凝固后将芳纶纱线从高压静电场中取出;

工作时,通过在静电场中对芳纶纱线进行“充电”,能够使芳纶纱线表面上的绒毛相对于芳纶纱线的主体呈现蓬松状态,在喷洒稀释的硅胶溶液时,喷洒到芳纶纱线上的硅胶溶液能够轻松的覆盖到芳纶纱线主体以及主体表面的绒毛的表面,同时,喷洒在芳纶纱线表面的硅烷偶联剂能够提升喷洒的硅胶溶液与芳纶纱线之间的结合强度,防止喷洒的硅胶溶液洒落,同时,在硅胶溶液凝固后,芳纶纱线表面的绒毛受到凝固的硅胶溶液的固定,从而使芳纶纱线上的绒毛在离开静电场后,依旧保持蓬松状态,提升增强网在硅胶材料中的结合强度,防止硅胶材料在使用过程中,硅胶材料内的增强网出现滑移,影响到硅胶材料的力学性能,导致硅胶材料的使用效果不佳,影响到将硅胶材料作为包扎电缆材料的用途以及使用效果。

作为本发明一种实施方式,所述芳纶纱线表面的绒毛长度为0.2-0.35mm;所述芳纶纱线在高压静电场中喷洒过量的稀释硅胶溶液;所述过量的硅胶溶液在芳纶纱线表面的绒毛末端积聚,并在绒毛的末端形成微球;

工作时,在制备过程中,通过喷洒过量的硅胶溶液,从而使多余的硅胶溶液滑落并积聚在芳纶纱线表面的绒毛末端,最终在绒毛末端形成微球,同时,芳纶纱线表面上的绒毛的末端形成微球后,再将增强网包埋到硅胶材料中,增强网上的绒毛以及绒毛末端的微球能够进一步的提升增强网与硅胶材料之间的结合强度,防止硅胶材料在使用过程中,硅胶材料内的增强网出现滑移,影响到硅胶材料的力学性能,导致硅胶材料的使用效果不佳,影响到将硅胶材料作为包扎电缆材料的用途以及使用效果。

作为本发明一种实施方式,所述增强网放置在模具中,之后,使模具在电机的驱动下开始转动;所述模具转动的过程中,将液态的硅胶材料注入到模具中,浸没模具中的增强网;所述模具中的硅胶材料凝固后,将硅胶材料取出,得到成品的耐火型硅胶材料;

工作时,在制备过程中,将增强网固定到模具中,并在模具转动的过程中注入硅胶材料,能够通过转动过程中的离心力,使硅胶材料与增强网之间结合更加紧密,提升制备得到的硅胶材料的力学性能,同时,在模具转动的过程中,将硅胶材料注入到模具中的方式,类似于金属的离心铸造,能够在一定程度上消除制备完成后的硅胶材料中的微气泡,从而提升制备得到硅胶材料的外观美观程度以及硅胶材料的性能,由于,编织增强网的芳纶纱线表面的绒毛末端附着有微球,因此,在模具转动的过程中,芳纶纱线表面的绒毛上的微球受到离心力作用,向着远离芳纶纱线的方向滑移,从而带动芳纶纱线上的绒毛保持蓬松的状态,提升增强网与硅胶材料之间的结合强度,提升硅胶材料的力学性能,同时,通过绒毛末端微球的作用,能够在一定程度上避免向模具中注入硅胶材料时,芳纶纱线上的绒毛受到注入的硅胶材料的冲击,引起绒毛贴合到芳纶纱线主体上,减小芳纶纱线与硅胶材料之间结合的紧密程度。

一种耐火型硅胶材料制备工艺,所述制备工艺适用于上述所述的一种耐火型硅胶材料;所述制备工艺包括以下步骤:

s1:将芳纶纤维浸没到混合溶液中,使芳纶纤维内的通孔中填充满微粉,之后,将芳纶纤维纺织成为芳纶纱线;

s2:在s1步骤的基础上,对芳纶纱线进行磨毛处理,使芳纶纱线的表面生成一层绒毛;

s3:在s2步骤的基础上,在芳纶纱线的表面上喷涂一层稀释的硅胶溶液,等待硅胶溶液凝固后,将芳纶纱线编织成为增强网;

s4:在s3步骤的基础上,将增强网固定到模具中,使增强网与模具的内壁之间互不接触,之后,使模具转动并在转动状态下向模具中注入液态的硅胶材料;

s5:在s5步骤的基础上,等待模具中的硅胶材料凝固后,停止转动模具,并将模具中的硅胶材料取出,得到成品的硅胶材料。

具体工作流程如下:

工作时,通过在硅胶材料中混入阻燃剂,制备得到的硅胶材料能够具有一定的耐火性能,同时,在使用过程中,通过在制备得到的硅胶材料中包埋一层增强网,能够有效的提升制备得到的硅胶材料的强度和力学性能;在制备增强网的芳纶纤维内部设置通孔,并在通孔中填充有阻燃微粉,能够在一定程度上使增强网具有阻燃效果,进一步提升硅胶材料的耐火性能;将芳纶纱线表面进行磨毛后,并在芳纶纱线的表面喷洒一层硅烷偶联剂后,将芳纶纱线编织为增强网,能够有效的提升增强网与硅胶材料之间的结合紧密程度;通过在静电场中对芳纶纱线进行“充电”,使芳纶纱线表面上的绒毛相对于芳纶纱线的主体呈现蓬松状态,喷洒在芳纶纱线表面硅胶溶液凝固后,芳纶纱线表面的绒毛受到凝固的硅胶溶液的固定,使芳纶纱线上的绒毛在离开静电场后,依旧保持蓬松状态,提升增强网在硅胶材料中的结合强度;喷洒过量的硅胶溶液后,多余的硅胶溶液滑落并积聚在芳纶纱线表面的绒毛末端,最终在绒毛末端形成微球;在制备过程中,将增强网固定到模具中,并在模具转动的过程中注入硅胶材料,通过转动过程中的离心力,使硅胶材料与增强网之间结合更加紧密,并在一定程度上消除制备完成后的硅胶材料中的微气泡,同时,在制备的过程中,模具的转动会使固定在模具中的增强网受到离心力的作用,由于,编织增强网的芳纶纱线表面的绒毛末端附着有微球,因此,在模具转动的过程中,芳纶纱线表面的绒毛上的微球受到离心力作用,向着远离芳纶纱线的方向滑移,从而带动芳纶纱线上的绒毛保持蓬松的状态,提升增强网与硅胶材料之间的结合强度。

为了验证本发明制备的耐火型硅胶材料的具体性能,对本发明制备的耐火型硅胶材料进行试验。

选择市售的普通硅胶包扎带样品、本发明硅胶材料制成的包扎带(无增强网)样品、本发明硅胶材料制成的包扎带(增强网未经过处理但使用本发明工艺制备)样品、本发明硅胶材料制成的包扎带(增强网经过处理但未使用本发明工艺制备)样品、本发明硅胶材料制成的包扎带(增强网经过处理且使用本发明工艺制备)样品,将上述五种样品裁剪成大小一致的试样,之后,在同等条件下对试样分别进行检测,测试各试样的耐火性能、拉伸强力和撕破强力,得到实验结果。重复上述操作流程,进行三次实验,计算得出实验结果的平均值并记录到表格中,实验结果如表1所示。

表1

通过上述实验结果可知:本发明制备的硅胶包扎带相对普通的硅胶包扎带的耐火、阻燃性能更好,同时,在拉伸强力与撕破强力方面同样是本发明制备的硅胶包扎带相对普通的硅胶包扎带更优,另外,在使用经过处理的增强网且使用本发明工艺制备得到硅胶包扎带在拉伸强力与撕破强力方面的性能最好,因此,本发明制备的硅胶材料制备的包扎带具由更好的耐火阻燃性能、拉伸强力、撕破强力,即本发明制备的硅胶材料具由更高的利用价值,值得推广使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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