专利名称：一种制备防火材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备防火材料的方法，具体涉及一种制备可瓷化高分子复合材料的方法。
背景技术：
随着人们生活水平和消防安全意识的提高，以及城市(特别是我国城市)人口急剧增长所带来的居住压力，消防安全问题已引起人们的高度重视。电线/电缆的防火性能关系着人民的生命和财产安全，世界各国都十分重视。一旦发生火灾，如何在有限的时间内保障电力和通讯线路的畅通，减少人员伤亡和生命财产损失，是研究和工程技术人员必须认真考虑和不断探索的课题。目前国内外采用的防火电线/电缆主要是氧化镁矿物绝缘防火电缆和云母带绕包的耐火电缆。氧化镁绝缘防火电缆的外护套由无缝铜管构成，质量是普通电缆的2倍，生产成本高，造价比云母带绕包的耐火电缆高出30%左右。另外，氧化镁极易与空气中的水发生化学反应，生成导电的氢氧化镁，施工时如未做好密封防潮处理，会造成短路，致使电缆无法正常使用。云母带绕包的耐火电缆生产速度慢，成本较高，且着火后电缆绝缘层转变为碳化层，遇水导电，起不到真正的防火作用。我国使用的传统的云母绝缘耐火电缆(NH)经国外权威机构多次验证，均未能通过严格的英国标准(BS6387)测试，不能保证火灾过程中的通电安全。由于以上所述的诸多局限性，这2类电缆绝缘耐火材料均不能完全满足实用要求，因此许多专家学者都在致力于寻找性能更为优异的新型绝缘耐火材料。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种制备可瓷化高分子复合材料的方法，其特征在于将氯钼酸催化剂滴入氢聚硅氧烷(HPSO)与二乙烯基苯(DVB)的质量比为1 2的混合液中，制备成前驱体溶液，然后在120°C时交联固化形成聚有机硅氧烷，涂覆粘土矿物粉末于固化硅橡胶上，在1000°C的N2中裂解得到Si-O-C陶瓷。其中，特征还在于，所述粘土矿物粉末是硅藻土或云母粉。其中，特征还在于，所述裂解反应持续60-90mins。
具体实施例方式根据本发明有机硅基体可瓷化高分子复合防火材料的基体采用的是含硅的高分子材料，即有机硅。有机硅主要分为硅油、硅树脂和硅橡胶3大类。其中，硅树脂是具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷，虽然它具有优异的热氧化稳定性，但却是一种热固性的塑料，成型后不具有柔韧性，不可随意弯折，不是制造电缆的理想材料。将氯钼酸催化剂滴入氢聚硅氧烷(HPSO)与二乙烯基苯(DVB)的质量比为1 2的混合液中，制备成前驱体溶液，然后在120°C时交联固化形成聚有机硅氧烷，涂覆粘土矿物粉末于固化硅橡胶上，在 1000°C的N2中裂解得到Si-O-C陶瓷，裂解反应持续60-90mins。
本发明中可瓷化高分子复合防火材料是在含硅的高分子基体中加入粘土类矿物粉末填料、结构控制剂以及其它助剂制备而成。含硅高分子是分子结中含有元素硅的有机聚合物，如硅橡胶。有机硅的基本结构单元以重复的Si-O键为主链，侧链通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此，在有机硅高分子结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”。这种特殊的组成和分子结构使其集有机物与无机物的功能于一身。Si-O键的键能很大，使得有机硅具有很好的热稳定性，在高温领域获得广泛应用，例如作高性能的陶瓷前驱体等。含硅高分子在常温下无毒无味，具有多种优良的性能，如耐高温和耐寒、耐老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、生理惰性等。同时含硅高分子材料在燃烧过程中无有毒气体产生，烟气成分主要为侧链烷烃基生成的C02和H20，可用于制作安全可靠的电线/电缆蒙皮材料。可瓷化高分子复合防火材料的基体为有机硅，填料为粘土类矿物(硅藻土、云母粉)。在高温和火焰下烧蚀时，有机硅中的硅氧基团转变成连续的、抗氧化的、绝缘的网络状 Si02结构，可显著提高材料的氧指数及抗高温氧化性能。同时粘土矿物与有机硅分子链形成交联结构，从而使材料烧结成坚硬的陶瓷状块体。这种陶瓷块耐高温，在明火(1200°C以上)烧蚀下不会熔融，此外，还可以抵御火灾现场的高压水浇而不破裂，可以很好地保护铜导线。可瓷化高分子复合防火材料在高温烧蚀过程中形成的Si02与粘土粉末填料的分解产物发生共晶反应，形成部分液相和新的固相。随着烧蚀温度的提高和时间延长，液相逐渐扩散渗入陶瓷网络中，冷却固化后，进一步强化陶瓷结构。以硅橡胶为基体，以云母粉作为填充物的可瓷化复合材料进行过研究，发现在热解过程中云母粉的分解产物和二氧化硅发生共晶反应导致液相和新相的生成，强化了陶瓷层。可瓷化高分子复合防火材料烧蚀后残留的陶瓷保护层还起到阻碍物质对流和热量传输的作用，在抑制材料内部物质挥发损耗的同时，能有效地阻隔外界热量向材料内部扩散，起到很好的防火作用。可瓷化高分子复合材料不含商素，具有低烟、无毒和耐腐蚀性，是一种性能优异的防火材料。综上所述，本发明制备工艺简单通过在含硅的高分子(如硅橡胶)基体中加入粘土类矿物粉末填料、结构控制剂以及其它助剂制备而成的。这种复合材料在室温下具有普通电线/电缆绝缘层材料的性质，遇高温燃烧时形成坚硬的陶瓷保护层，可以起到隔绝火焰和防火的作用。
权利要求
1.一种制备可瓷化高分子复合材料的方法，其特征在于将氯钼酸催化剂滴入氢聚硅氧烷(HPSO)与二乙烯基苯(DVB)的质量比为1 2的混合液中，制备成前驱体溶液，然后在120°C时交联固化形成聚有机硅氧烷，涂覆粘土矿物粉末于固化硅橡胶上，在1000°C的 N2中裂解得到Si-O-C陶瓷。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘土矿物粉末是硅藻土或云母粉。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂解反应持续60-90mins。
全文摘要
本发明公开了一种制备可瓷化高分子复合材料的方法，是在含硅的高分子(如硅橡胶)基体中加入粘土类矿物粉末填料、结构控制剂以及其它助剂制备而成的。这种复合材料在室温下具有普通电线/电缆绝缘层材料的性质，遇高温燃烧时形成坚硬的陶瓷保护层，可以起到隔绝火焰和防火的作用。
文档编号C08F283/12GK102515764SQ20111038283
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者孙义兴, 廖郑洪, 张华 , 张腊生, 李涛, 李炳惠, 许建国, 谢河彬, 谭会良, 陈曲 申请人:成都亨通光通信有限公司