一种可自熄阻燃电缆护套材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括：二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，气相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基环四硅氧烷11-15份，氧化锌4-10份，滑石粉35-45份，羟基硅油2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，铂催化剂0.00024-0.0005份，氢氧化铝18-23份，氢氧化镁20-30份，硅酸钙30-50份。本发明还公开了一种可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法。本发明中，上述可自熄阻燃电缆护套材料无污染，高温自熄效果好，烧后具有一定强度及支撑能力，制备过程较简单。
【专利说明】一种可自熄阻燃电缆护套材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆护套材料【技术领域】，尤其涉及一种可自熄阻燃电缆护套材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会安全意识的提高，许多应用领域都对所使用的橡胶材料明确提出了阻燃性能的要求，通常使用含卤橡胶基体或在橡胶基体中添加卤素阻燃剂以达到优良的阻燃效果，虽然效果很好，但是燃烧时放出大量的有毒和腐蚀性气体，并伴随有大量的烟雾。
[0003]随着环保及回收法规的日益严格及新型护套材料的不断涌现，传统的电缆材料正面临着巨大的挑战，目前的技术主要采用无卤低烟阻燃橡胶，主要有硅橡胶、乙丙橡胶和乙稀-醋酸乙烯酯橡胶等，这些橡胶在火中具有难燃性与自熄性，在火灾中具有一定的作用，但是持续高温燃烧后，烧余物没有机械强度，变成灰烬，会造成更危险的二次危害，保护火灾中人身和财产安全是人们关心的大事，如何制备一种无污染，高温自熄效果好，烧后具有一定强度及支撑能力的电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]一种可自熄阻燃电缆护套材料及其制备方法，上述可自熄阻燃电缆护套材料无污染，高温自熄效果好，烧后具有一定强度及支撑能力。
[0005]本发明提出的一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0006]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，气相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基环四硅氧烷11-15份，氧化锌4-10份，滑石粉35-45份，羟基硅油2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，钼催化剂0.00024-0.0005份，氢氧化铝18-23份，氢氧化镁20-30份，硅酸钙30-50份。
[0007]优选地，硅酸钙由硅灰石、硬硅钙石、雪硅钙石、针钠钙石、锰硅灰石的一种或多种组成。
[0008]优选地，娃酸钙为娃灰石，平均粒子长度为15-35 μ m。
[0009]优选地，钼催化剂由氯钼酸、氯钼酸的异丙醇溶液或包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物的一种或多种组成。
[0010]优选地，氧化锌与硅酸钙的重量比为(1-2):(7_10)。
[0011]优选地，上述可自熄阻燃电缆护套材的其原料按重量份包括:
[0012]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物80-85份，气相法白炭黑25-28份，沉淀法白炭黑16-18份，八甲基环四硅氧烷12-13份，氧化锌5-6份，滑石粉38-40份，羟基硅油2-3份，氧化硒0.12-0.14份，聚硅氧烷1.3-1.5份，钼催化剂0.00037-0.00042份，氢氧化铝19-22份，氢氧化镁25-29份，硅酸钙40-50份。
[0013]优选地，上述可自熄阻燃电缆护套材的其原料按重量份包括:
[0014]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，气相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基环四硅氧烷12.5份，氧化锌5.3份，滑石粉39份，羟基硅油2.5份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.45份，钼催化剂0.00041份，氢氧化铝20份，氢氧化镁28份，硅酸钙46份。
[0015]本发明还公开了一种根据上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法，包括如下步骤:
[0016]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为185-200°C，混炼时间为0.5-lh，将得到的物料冷却至40-55°C ；
[0017]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.3-0.6h，排料、滤胶，冷却至常温；
[0018]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
[0019]本发明中，采用上述二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物，硫化胶的撕裂强度高，压缩永久变形低；使用气相法白炭黑与沉淀法白炭黑，并用八甲基环四硅氧烷作为表面处理剂，可改善硫化胶的强度，提高疏水性，填充性能好，护套材料的补强强度明显增大，与氧化锌及滑石粉并用，可调节硫化胶的硬度，改善胶料的挤出性能并降低成本；添加适量羟基硅油可保证加工性能，抑制胶料的结构化，因甲基乙烯基硅橡胶的交联密度较低，高温下硅氧烷主链分解，急速生成低分子的环状体而继续燃烧，在钼催化剂的作用下，聚硅氧烷中的氢硅基与二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物中的乙烯基发生加成反应，其与空气接触的硅橡胶表面上促进氧化、降解以形成高交联结构，使表面有机基团减少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空气，电缆护套自熄；氢氧化镁与氢氧化铝高温下释放水蒸气，生成氧化铝与氧化镁，释放的水蒸气可使燃烧温度降低，阻燃效果明显；含硅酸钙的胶料性能较稳定，电缆护套燃烧中产生的多孔结构变化缓慢，在明火温度超过1000°c后多孔结构变化缓慢，电缆护套燃烧后的质量损失率较小，抗破裂性能好，且导热性能也大大降低。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0022]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物81份，气相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑18份，八甲基环四硅氧烷14份，氧化锌5份，滑石粉37份，羟基硅油2.6份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.5份，钼催化剂0.00042份，氢氧化铝22份，氢氧化镁24份，硅酸钙47份；其中硅酸钙由硅灰石、硬硅钙石、雪硅钙石、针钠钙石及锰硅灰石组成，钼催化剂由氯钼酸的异丙醇溶液、包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物组成。
[0023]本实施例中，上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0024]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为185°C，混炼时间为0.8h，将得到的物料冷却至52 °C ；[0025]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.3h，排料、滤胶，冷却至常温；
[0026]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
[0027]实施例2
[0028]一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0029]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物99份，气相法白炭黑21份，沉淀法白炭黑16份，八甲基环四硅氧烷13份，氧化锌5份，滑石粉38份，羟基硅油2.2份，氧化硒0.11份，聚硅氧烷1.2份，钼催化剂0.00035份，氢氧化铝22.5份，氢氧化镁25份，硅酸钙42份；其中硅酸钙为硅灰石，平均粒子长度为15-35 μ m，钼催化剂由氯钼酸、包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物组成。
[0030]本实施例中，上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0031]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为190°C，混炼时间为0.6h，将得到的物料冷却至42 °C ；
[0032]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.5h，排料、滤胶，冷却至常温；
[0033]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
[0034]实施例3
[0035]一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0036]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物85份，气相法白炭黑25份，沉淀法白炭黑18份，八甲基环四硅氧烷11份，氧化锌7份，滑石粉41份，羟基硅油2.5份，氧化硒0.14份，聚硅氧烷1.6份，钼催化剂0.00044份，氢氧化铝18-23份，氢氧化镁29份，硅酸钙32份；其中硅酸钙由雪硅钙石、针钠钙石与锰硅灰石组成，钼催化剂为氯钼酸。
[0037]本实施例中，上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0038]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为195°C，混炼时间为0.9h，将得到的物料冷却至54 °C ；
[0039]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.3-0.6h，排料、滤胶，冷却
至常温；
[0040]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
[0041]实施例4
[0042]一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0043]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物76份，气相法白炭黑30份，沉淀法白炭黑19份，八甲基环四硅氧烷14份，氧化锌4份，滑石粉44份，羟基硅油2.9份，氧化硒0.12份，聚硅氧烷1.5份，钼催化剂0.00028份，氢氧化铝18-23份，氢氧化镁23份，硅酸钙47份；其中硅酸钙由硬硅钙石、雪硅钙石及针钠钙石组成，钼催化剂为包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物。
[0044]本实施例中，上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0045]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为187°C，混炼时间为0.8h，将得到的物料冷却至48 °C ；
[0046]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.4h，排料、滤胶，冷却至常温;
[0047]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。[0048]实施例5
[0049]一种可自熄阻燃电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0050]二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，气相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基环四硅氧烷12.5份，氧化锌5.3份，滑石粉39份，羟基硅油2.5份，氧化硒
0.13份，聚硅氧烷1.45份，钼催化剂0.00041份，氢氧化铝20份，氢氧化镁28份，硅酸钙46份；其中硅酸钙为硅灰石，平均粒子长度为15-35 μ m,钼催化剂由氯钼酸的异丙醇溶液与包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物组成。
[0051]本实施例中，上述可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法，包括如下步骤:
[0052]S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为195°C，混炼时间为0.5h，将得到的物料冷却至52 °C ；
[0053]S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.5h，排料、滤胶，冷却至常温；
[0054]S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
[0055]上述可自熄电缆护套材料，采用上述二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物，硫化胶的撕裂强度高，压缩永久变形低；使用气相法白炭黑与沉淀法白炭黑，并用八甲基环四硅氧烷作为表面处理剂，可改善硫化胶的强度，提高疏水性，填充性能好，护套材料的补强强度明显增大，与氧化锌及滑石粉并用，可调节硫化胶的硬度，改善胶料的挤出性能并降低成本；添加适量羟基硅油可保证加工性能，抑制胶料的结构化，因甲基乙烯基硅橡胶的交联密度较低，高温下硅氧烷主链分解，急速生成低分子的环状体而继续燃烧，在钼催化剂的作用下，聚硅氧烷中的氢硅基与二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物中的乙烯基发生加成反应，其与空气接触的硅橡胶表面上促进氧化、降解以形成高交联结构，使表面有机基团减少，形成近似于不燃的硅氧烷膜屏蔽了空气，电缆护套自熄；氢氧化镁与氢氧化铝高温下释放水蒸气，生成氧化铝与氧化镁，释放的水蒸气可使燃烧温度降低，阻燃效果明显；含硅酸钙的胶料性能较稳定，电缆护套燃烧中产生的多孔结构变化缓慢，在明火温度超过1000°C后多孔结构变化缓慢，电缆护套燃烧后的质量损失率较小，抗破裂性能好，且导热性能也大大降低。
[0056]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。
【权利要求】
1.一种可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物75-100份，气相法白炭黑20-30份，沉淀法白炭黑15-20份，八甲基环四硅氧烷11-15份，氧化锌4-10份，滑石粉35-45份，羟基硅油.2-3份，氧化硒0.11-0.15份，聚硅氧烷1-1.8份，钼催化剂0.00024-0.0005份，氢氧化铝.18-23份，氢氧化镁20-30份，硅酸钙30-50份。
2.根据权利要求1所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，硅酸钙由硅灰石、硬硅钙石、雪硅钙石、针钠钙石、锰硅灰石的一种或多种组成。
3.根据权利要求2所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，硅酸钙为硅灰石，平均粒子长度为15-35 μ m。
4.根据权利要求1所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，钼催化剂由氯钼酸、氯钼酸的异丙醇溶液或包覆在硅树脂微胶囊表面的氯钼酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物的一种或多种组成。
5.根据权利要求1所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，氧化锌与硅酸钙的重量比为(1-2):(7-10)。
6.根据权利要求1所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物80-85份，气相法白炭黑25-28份，沉淀法白炭黑16-18份，八甲基环四硅氧烷12-13份，氧化锌5-6份，滑石粉38-40份，羟基硅油2_3份，氧化硒0.12-0.14份，聚硅氧烷1.3-1.5份，钼催化剂0.00037-0.00042份，氢氧化铝.19-22份，氢氧化镁25-29份，硅酸钙40-50份。
7.根据权利要求6所述的可自熄阻燃电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物82份，气相法白炭黑27份，沉淀法白炭黑17份，八甲基环四硅氧烷12.5份，氧化锌5.3份，滑石粉39份，羟基硅油2.5份，氧化硒0.13份，聚硅氧烷1.45份，钼催化剂0.00041份，氢氧化铝20份，氢氧化镁28份，硅酸钙46份。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的可自熄阻燃电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、按配比称取二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、气相法白炭黑、沉淀法白炭黑与羟基硅油送入捏合机中混炼，混炼温度为185-200°C，混炼时间为0.5-lh，将得到的物料冷却至40-55 °C ； S2、按配比称取八甲基环四硅氧烷、氧化锌、滑石粉、氧化硒、氢氧化铝、氢氧化镁及硅酸钙送入上述捏合机中，与上述SI冷却后的物料继续混炼0.3-0.6h，排料、滤胶，冷却至常温； S3、按配比称取聚硅氧烷与钼催化剂，并与上述S2得到的物料一起置于开炼机中混合均匀，得到可自熄阻燃电缆护套材料。
【文档编号】C08K13/02GK103897401SQ201410072286
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月1日 优先权日:2014年3月1日
【发明者】余金余 申请人:安徽省定兴电缆有限公司