一种耐高温防火绝缘材料的制备方法与流程

文档序号:17288484发布日期:2019-04-03 03:45阅读:172来源:国知局

本发明涉及高分子材料领域,具体是一种耐高温防火绝缘材料的制备方法。



背景技术:

随着经济的迅速发展,电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用,随着电气火灾事故的频繁发生,电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视,电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险因素,在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作,使生命财产遭到严重损失,同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展,特别是船用导线、汽车用线、高温仪表电缆、石油钻井平台电缆等许多场合,当然耐高温防火电线绝缘层材料也是必不可少的。

目前的电线绝缘层材料主要以聚氯乙烯为主,并且添加相应的助剂制成。但是由于聚氯乙烯的耐热性、阻燃性及耐老化性均较差,因而电线的使用寿命较短,安全性及可靠性均较差。所以现在的生产过程中会向聚氯乙烯中加入铅、钡、镉的助剂,而这些含有有害重金属元素的助剂在电线长时间使用后也会被损坏,从而溶解在自然环境中,对环境造成污染。此外,目前很多电线绝缘外皮使用较多的是天然橡胶和丁苯胶,此种材质弹性好,但是耐候性差,实际使用过程中容易老化开裂,仍然满足不了在一些特殊地方或者环境恶劣的地方的需求。目前市场上的电线绝缘外皮的目的都偏向于阻燃、防火、隔热,然而电线的绝缘外皮的损耗也有一部分来是自于外界的磨损、侵蚀,从而导致电线老化迅速,使用寿命短,目前迫切需要一种耐高温防火绝缘材料用于制作电线绝缘层材料。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:甲基乙烯基硅橡胶30-50%、氢化丁腈橡胶20-30%、天然橡胶10-20%、双酚f环氧树脂10-20%、气相法白炭黑10-20%、钛白粉5-15%、氮化硅1-5%、硅藻土1-5%、碳酸镁1-5%、石蜡1-5%、二氧化铈0.1-0.5%、六苯基环三硅氮烷0.1-0.5%、添加剂wlz-ngy0.1-0.5%;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至180-185℃,混炼15-25min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至110-120℃,保温停放8-10h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至160-170℃,混炼20-30min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

作为本发明再进一步的方案:所述气相法白炭黑的比表面积大于800m2/g。

作为本发明再进一步的方案:所述甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基摩尔含量为0.1-0.5%。

作为本发明再进一步的方案:所述天然橡胶中橡胶烃的含量大于92%。

作为本发明再进一步的方案:所述混合料a需要过400-600目筛。

作为本发明再进一步的方案:所述混合料b制成的压片降温速度为10℃/min。

作为本发明再进一步的方案:所述天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼。

作为本发明再进一步的方案:所述天然橡胶塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放。

作为本发明再进一步的方案:通薄时间为20-25min。

作为本发明再进一步的方案:停放时间为10-20h。

本发明提供了一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,具有以下有益效果:

未表面处理的无机填料粒子(气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁)和聚合物(甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶)之间的表面张力相差很大,无机填料粒子表面很难被聚合物润湿,无机填料粒子因强烈的分子间作用力本身很容易聚集成团,难以在聚合物基体中有效分散,粒子与聚合物界面处存在空隙,降低了材料的强度和防火阻燃性能;为使填料粒子之间相互紧密堆积形成相互接触的防火阻燃网络,本发明中添加六苯基环三硅氮烷和添加剂wlz-ngy,可以润湿无机填料粒子和聚合物表面,降低表面张力,而且可以进一步填充填料粒子之间的空隙,不仅有利于材料的粘度,而且显著提高材料的绝缘性能,本发明成分配比合理,制造方法简单,具有优良的韧性、抗冲击强度、拉伸率,而且防火阻燃绝缘耐高温。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.4%的甲基乙烯基硅橡胶40%、氢化丁腈橡胶25%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶15%、双酚f环氧树脂15%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑15%、钛白粉10%、氮化硅2%、硅藻土2%、碳酸镁3%、石蜡4%、二氧化铈0.3%、六苯基环三硅氮烷0.4%、添加剂wlz-ngy0.3%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为22min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放15h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过400目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至183℃,混炼20min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至115℃,降温速度为10℃/min,保温停放9h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至165℃,混炼25min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

实施例2

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.1%的甲基乙烯基硅橡胶30%、氢化丁腈橡胶20%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶10%、双酚f环氧树脂10%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑10%、钛白粉5%、氮化硅1%、硅藻土1%、碳酸镁1%、石蜡1%、二氧化铈0.1%、六苯基环三硅氮烷0.1%、添加剂wlz-ngy0.1%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为20min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放10h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过400目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至180℃,混炼15min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至110℃,降温速度为10℃/min,保温停放8h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至160℃,混炼20min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

实施例3

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.5%的甲基乙烯基硅橡胶50%、氢化丁腈橡胶30%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶20%、双酚f环氧树脂20%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑20%、钛白粉15%、氮化硅5%、硅藻土5%、碳酸镁5%、石蜡5%、二氧化铈0.5%、六苯基环三硅氮烷0.5%、添加剂wlz-ngy0.5%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为25min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放20h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过600目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至185℃,混炼25min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至120℃,降温速度为10℃/min,保温停放10h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至170℃,混炼30min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

实施例4

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.1%的甲基乙烯基硅橡胶35%、氢化丁腈橡胶30%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶15%、双酚f环氧树脂20%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑20%、钛白粉8%、氮化硅2%、硅藻土3%、碳酸镁4%、石蜡2%、二氧化铈0.2%、六苯基环三硅氮烷0.3%、添加剂wlz-ngy0.4%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为22min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放10h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过600目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至180℃,混炼25min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至110℃,降温速度为10℃/min,保温停放10h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至160℃,混炼20min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

实施例5

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.1%的甲基乙烯基硅橡胶50%、氢化丁腈橡胶20%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶20%、双酚f环氧树脂10%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑20%、钛白粉5%、氮化硅5%、硅藻土1%、碳酸镁5%、石蜡1%、二氧化铈0.5%、六苯基环三硅氮烷0.1%、添加剂wlz-ngy0.5%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为20min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放20h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过400目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至185℃,混炼15min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至120℃,降温速度为10℃/min,保温停放8h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至170℃,混炼20min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

实施例6

一种耐高温防火绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按照以下重量百分比称取原料:乙烯基摩尔含量为0.5%的甲基乙烯基硅橡胶30%、氢化丁腈橡胶30%、橡胶烃的含量大于92%的天然橡胶10%、双酚f环氧树脂20%、比表面积大于800m2/g的气相法白炭黑10%、钛白粉15%、氮化硅1%、硅藻土5%、碳酸镁1%、石蜡5%、二氧化铈0.1%、六苯基环三硅氮烷0.5%、添加剂wlz-ngy0.1%,天然橡胶在混炼前需在开炼机上进行塑炼,塑炼工艺如下:将天然橡胶投入双辊炼胶机,将辊距调节至1.5mm进行破胶,破胶后将辊距调节至0.5mm进行通薄,通薄时间为25min,通薄后将辊距调节至1mm捣胶,捣胶后切割下片,停放10h;

(2)将气相法白炭黑、钛白粉、氮化硅、硅藻土、碳酸镁投入混料缸,用预分散设备进行预分散,让各组分充分接触,转移进入三辊机中研磨分散,过600目筛,得到混合料a;

(3)将甲基乙烯基硅橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、双酚f环氧树脂加入到混炼机中,升温至180℃,混炼25min,得到混合料b,排料于压片机上制成压片,并使其温度降至110℃,降温速度为10℃/min,保温停放10h;

(4)将压片再投入混炼机中,再加入石蜡、二氧化铈、六苯基环三硅氮烷、添加剂wlz-ngy,升温至160℃,混炼30min,排料于压片机上制成压片,自然冷却至室温。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

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