一种阻燃陶瓷化硅橡胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硅橡胶，尤其是一种阻燃陶瓷化硅橡胶，属于化学工业领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，人们对火灾危害的认识不断加深，尤其是在电线电缆中，火灾一旦发生就 会对人们生命财产造成不可估量的损失，这就对电线电缆的阻燃特性提出了更高的要求。 目前，国内外大多采用云母带缠绕的耐火电缆和氧化镁矿物防火电缆，但是云母带缠绕电 缆工艺复杂，且遇火燃烧后极易脱落，而氧化镁矿物防火电缆造价昂贵，较难普及。陶瓷化 娃橡胶由此应运而生。
[0003] 陶瓷化硅橡胶在火焰烧蚀后可形成具有一定强度的陶瓷层，且无卤、低烟、低毒、 环保、成本较低，可以很好的应用于耐火电缆，但是目前市场上现有的几种陶瓷化硅橡胶， 都存在烧蚀后陶瓷层强度较低，且阻燃性能较差（达不到UL94 V-O级）的缺点，因此应用 受到一定的限制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种阻燃陶瓷化硅橡胶，火焰烧 蚀后陶瓷层强度较高，结构稳定，且阻燃性能优良。
[0005] 本发明采取的技术方案为：
[0006] 一种阻燃陶瓷化硅橡胶，由下列重量份数的原料制成：
[0007] 甲基乙烯基硅橡胶100份，补强剂30~50份，结构控制剂5~15份，硅烷偶联剂 0. 1~5份，陶瓷化填料1~50份，硼酸锌1~50份，氧化锌1~50份，滑石粉1~50份， 铂络合物以铂质量计〇. 000001~1份和内脱模剂〇. 1~〇. 5份。
[0008] 所述的甲基乙烯基硅橡胶乙烯基含量为0. 01 %~0. 3%，分子量为40~80万；补 强剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑中的一种；结构控制剂为羟基硅油；铂络合物为铂和 二乙烯基四甲基硅氧烷的络合物。
[0009] 作为进一步的优选方案，上述阻燃陶瓷化硅橡胶，由下列重量份数的原料制成：甲 基乙烯基硅橡胶100份，补强剂35~45份，结构控制剂5~10份，硅烷偶联剂3~4份， 陶瓷化填料10~30份，硼酸锌3~25份，氧化锌3~25份，滑石粉3~25份，铂络合物 以铂质量计〇. 000001~〇. 01份，内脱模剂〇. 1~〇. 5份。
[0010] 所述补强剂优选为气相法白炭黑，这样制得的产品强度更佳。
[0011] 所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯 基三甲氧基硅烷中的任意一种。
[0012] 所述陶瓷化填料为云母粉、高岭土或硅灰石中的任意一种。
[0013] 所述内脱模剂为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的任意一种。
[0014] 上述阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将甲基乙烯基硅橡胶、补强剂、结构控制剂、硅烷偶联剂、内脱模剂加入捏合机 中，150°C~180°C条件下捏合l-3h，然后出料，得到基础胶料；
[0016] (2)将基础胶料在25~35°C静置12~48h ;
[0017] (3)往静置后的基础胶料中加入陶瓷化填料、硼酸锌、氧化锌、滑石粉和铂络合物， 然后在捏合机中捏合成大团得到胶料，使用开放式炼胶机将胶料返炼，最后过滤，即得。
[0018] 步骤（3)中，捏合机中的捏合温度为150°C~180°C，时间为0.5-2h，真空度 为-0· 05 至-0· 08MPa。
[0019] 步骤（3)中，所得过滤操作时将胶料经300至350目滤网过滤。
[0020] 本发明的制备方法中，步骤（1)通过加入硅烷偶联剂，和白炭黑发生化学反应，形 成化学键能结合，大大提高胶料的物理性能；步骤（2)得到基础胶后进行静置工艺，实验结 果表明基础胶放置12至48h静置处理后能使气相法白炭黑表面羟基得到较好的处理，使气 相法白炭黑和生胶混合更加均匀，提高混炼胶的撕裂性能和抗变形等物力性能；步骤（3) 中加入的硼酸锌、氧化锌和滑石粉可以降低陶瓷化硅橡胶的熔融温度，使其在较低的温度 下形成陶瓷层，并且使陶瓷层更加致密，耐火性能提高。
[0021] 本发明的有益效果：本发明的阻燃陶瓷化硅橡胶，火焰烧蚀后陶瓷层强度较高，结 构稳定，且阻燃性能优良，阻燃性能能达到UL94 V-O级。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，为了便于叙述，下述实施例中所采用的 甲基乙烯基硅橡胶为东爵有机硅有限公司生产的110-2S，羟基硅油为溧阳巨神科技材料有 限公司生产的JS-209。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围， 在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附 权利要求所限定的范围。
[0023] 实施例1
[0024] 将甲基乙烯基硅橡胶100份，沉淀法白炭黑35份，羟基硅油5份，乙烯基三甲氧基 硅烷4份，硬脂酸锌0. 2份加入捏合机，在160°C条件下捏合2h，然后出料，得到基础胶料； 将基础胶料在25°C静置24h ;往静置后的基础胶料中加入高岭土 20份，硼酸锌4份，氧化锌 8份，铂络合物以铂质量计0. 00001份，在捏合机中捏合成大团得到胶料，温度升至160°C抽 真空lh，真空度为-0. 05至-0. 08MPa，然后使用开放式炼胶机将混合好的胶料返炼，所得胶 料经300目滤网过滤，即得陶瓷化硅橡胶。
[0025] 实施例2
[0026] 将甲基乙烯基硅橡胶100份，气相法白炭黑35份，羟基硅油10份，氨丙基三乙氧 基硅烷4份，硬脂酸锌0. 2份加入捏合机，在160°C条件下捏合2h，然后出料，得到基础胶 料；将基础胶料在25°C静置24h ;往静置后的基础胶料中加入高岭土 25份，硼酸锌4份， 氧化锌8份，铂络合物以铂质量计0. 00001份，在捏合机中捏合成大团得到胶料，温度升至 180°C抽真空lh，真空度为-0. 05至-0. 08MPa，然后使用开放式炼胶机将混合好的胶料返 炼，所得胶料经300目滤网过滤，即得陶瓷化硅橡胶。
[0027] 实施例3
[0028] 将甲基乙烯基硅橡胶100份，气相法白炭黑35份，羟基硅油10份，缩水甘油醚氧 丙基三甲氧基硅4份，硬脂酸钙0. 2份加入捏合机，在160°C条件下捏合2h，然后出料，得到 基础胶料；将基础胶料在25°C静置18h ;往静置后的基础胶料中加入硅灰石24份，硼酸锌3 份，氧化锌10份，铂络合物以铂质量计0.0 OOOl份，在捏合机中捏合成大团得到胶料，温度 升至180°C抽真空lh，真空度为-0. 05至-0. 08MPa，然后使用开放式炼胶机将混合好的胶料 返炼，所得胶料经300目滤网过滤，即得陶瓷化硅橡胶。
[0029] 实施例4
[0030] 将甲基乙烯基硅橡胶100份，气相法白炭黑35份，羟基硅油10份，乙烯基三甲氧 基硅烷4份，硬脂酸锌0. 2份加入捏合机，在160°C条件下捏合2h，然后出料，得到基础胶 料；将基础胶料在25°C静置24h ;往静置后的基础胶料中加入硅灰石12份，硼酸锌8份，氧 化锌4份，滑石粉12份，铂络合物以铂质量计0. 00001份，在捏合机中捏合成大团得到胶 料，温度升至180°C抽真空lh，真空度为-0. 05至-0. 08MPa，然后使用开放式炼胶机将混合 好的胶料返炼，所得胶料经300目滤网过滤，即得陶瓷化硅橡胶。
[0031] 性能测试
[0032] 将实施例制得的陶瓷化硅橡胶与国产陶瓷化硅橡胶进行性能测试对比，测试数据 见下表：
[0033]
[0034] 注：硫化剂双二五加入量为陶瓷化硅橡胶的1 %，硫化温度为175°C，力学性能2mm 试样硫化时间为300s,电性能Imm样硫化时间为180s,阻燃试样3mm样硫化时间为420s〇
[0035] 从上表的测试数据可以看出：本发明实施例制得的陶瓷化硅橡胶与国产陶瓷化硅 橡胶相比，具有更好的阻燃性能和更优良的陶瓷化效果。
[0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，由下列重量份数的原料制成： 甲基乙烯基硅橡胶100份，补强剂30~50份，结构控制剂5~15份，硅烷偶联剂0. 1~ 5份，陶瓷化填料1~50份，硼酸锌1~50份，氧化锌1~50份，滑石粉1~50份，铂络合 物以铂质量计〇. 000001~1份和内脱模剂〇. 1~〇. 5份； 所述的甲基乙烯基硅橡胶乙烯基含量为〇. 01 %~〇. 3%，分子量为40~80万；补强剂 为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑中的一种；结构控制剂为羟基硅油；铂络合物为铂和二乙 烯基四甲基硅氧烷的络合物。2. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，由下列重量份数的原料制成： 甲基乙烯基硅橡胶100份，补强剂35~45份，结构控制剂5~10份，硅烷偶联剂3~ 4份，陶瓷化填料10~30份，硼酸锌3~25份，氧化锌3~25份，滑石粉3~25份，铂络 合物以铂质量计〇. 000001~〇. 01份，内脱模剂〇. 1~〇. 5份。3. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述补强剂为气相法白炭黑。4. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨丙基 三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。5. 如权利要求1所述的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述陶瓷化填料为云母粉、高 岭土或硅灰石中的任意一种。6. 如权利要求1至5中任一项所述的阻燃陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述内脱模剂为 硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙中的任意一种。7. 权利要求1至6任一项所述的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1) 将甲基乙烯基硅橡胶、补强剂、结构控制剂、硅烷偶联剂、内脱模剂加入捏合机中， 150°C~180°C条件下捏合l_3h，然后出料，得到基础胶料； (2) 将基础胶料在25~35°C静置12~48h; (3) 往静置后的基础胶料中加入陶瓷化填料、硼酸锌、氧化锌、滑石粉和铂络合物，然后 在捏合机中捏合成大团得到胶料，使用开放式炼胶机将胶料返炼，最后过滤，即得。8. 如权利要求7所述的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3)中，捏合 机中的捏合温度为150°C~180°C，时间为0. 5-2h，真空度为-0. 05至-0. 08MPa。9. 如权利要求7或8所述的阻燃陶瓷化硅橡胶的制备方法，其特征在于，步骤（3)中， 所得过滤操作时将胶料经300至350目滤网过滤。
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃陶瓷化硅橡胶，由下列重量份数的原料制成：甲基乙烯基硅橡胶100份，补强剂30～50份，结构控制剂5～15份，硅烷偶联剂0.1～5份，陶瓷化填料1～50份，硼酸锌1～50份，氧化锌1～50份，滑石粉1～50份，铂络合物以铂质量计0.000001～1份和内脱模剂0.1～0.5份；本发明的硅橡胶材料的阻燃等级达到UL94V-0级，常温下保持橡胶的特性，高温时可陶瓷化形成坚硬的陶瓷层，且陶瓷层具有一定的强度，能承受一定的冲击力，在火灾中可保证制品继续正常工作。
【IPC分类】C08K3/22, C08K3/36, C08K5/544, C08L83/06, C08K3/34, C08K3/38, C08K13/02, C08K5/5435, C08K5/5425, C08L83/07
【公开号】CN104927362
【申请号】CN201510359220
【发明人】徐党生
【申请人】东爵有机硅(南京)有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月25日