[發明專利]一種耐火電纜用硅橡膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710549743.8
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107236305A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 陳東進
• 申請（專利權）人: 東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L23/16;C08L23/08;C08L5/08;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/32;H01B3/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術領域

本發明涉及硅橡膠領域，特別是涉及一種耐火電纜用硅橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

在我國發生的火災中，電氣引起的火災占到一半左右。在火災過程中，電線電纜的保護套材料可能會被引燃，從而導致火災事故的進一步擴大。尤其是火焰將消防設備的控制線路，自動報警系統的信號傳輸線路，消防廣播線路等電纜破壞后，會延誤救援時間造成更嚴重的生命財產損失。因此，世界各國對重要建筑物中的關鍵線路用電纜都提出了具備耐火性能的要求。

目前，使用較多的耐火型電纜材料主要有：云母繞包帶耐火電纜、礦物氧化鎂絕緣電纜以及耐火硅橡膠電纜。云母繞包帶耐火電纜是目前研究的最為成熟的一類耐火電纜，其通過將粘結劑與云母粉混合，然后將這種混合物制作成帶狀的繞包帶，然后將這種繞包帶包裹于電纜銅芯外層，作為絕緣層，但是該類耐火電纜加工工藝復雜，質量也不夠穩定。礦物氧化鎂絕緣電纜盡管耐火性能良好，但是生產更為困難，生產設備造價高昂，應用范圍受到限制。目前，關于耐火型電纜的研究多集中在耐火硅橡膠電纜的制備中。

硅橡膠一般是由Si原子和O原子交替形成基本的主鏈骨架，側鏈為一些具有不同功能的線性有機基團，是一種將耐高低溫性、耐老化性、耐候性、耐臭氧性、電氣絕緣性以及生理惰性等眾多優良特性集中于一體的橡膠品種。普通橡膠在溫度升高后其性能會迅速下降甚至失去使用性能，但是硅橡膠能夠在高溫下長期使用并保持穩定，這主要是由于硅橡膠主鏈呈螺旋結構，抗沖擊性較大，分子間作用力較小，從而硅橡膠彈性增加。硅橡膠結構雖然較為穩定，但是其本身仍是一種易燃物質，通過高溫或明火會持續燃燒，在一定程度上影響了硅橡膠在電線電纜中的應用。所以對硅橡膠進行改良，賦予其良好的阻燃耐火性能，具有重要的實用價值。

中國專利CN201610303957.2公開了一種高阻燃耐磨改性硅橡膠電纜材料，其原料按重量份包括：改性硅橡膠30-60份、脲醛樹脂5-15份、環氧樹脂E-513-9份、聚酰胺樹脂2-8份、過氧化二異丙苯1-6份、馬來酸酐2-8份、丙烯酸3-7份、甲基丙烯酸1-4份、氧化鋅2-5份、硬脂酸鈉3-5份、多磷酸酯4-8份、低密度聚乙烯1-6份、液體石蠟3-5份、苯乙烯2-4份、云母氧化鐵1-5份、磷酸鋅3-8份、納米二氧化鈦1-6份、納米二氧化硅2-5份、碳化硅3-5份、氧化鋁3-6份、促進劑2-8份、正硅酸乙酯2-5份、二月桂酸二丁基錫3-6份、相溶劑1-4份、抗氧劑2-6份。該發明的電纜材料具有優異的阻燃和耐磨性能，但是其在高溫下的穩定性仍有待提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐火電纜用硅橡膠復合材料及其制備方法，該硅橡膠復合材料在高溫或火焰中仍能夠保持良好的穩定性，并具有阻燃效果，可以在火災中對電纜提供有效保護。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種耐火電纜用硅橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將硝酸鎂、硝酸鋁、硝酸鐵溶解于水中，向其中加入月桂酰基谷氨酸攪拌均勻后，加入納米TiO₂粉末，在60-70℃條件下超聲分散2-3h，之后在70-80℃條件下劇烈攪拌，向混合物中滴加NaOH和Na₂CO₃的混合溶液，滴加完成后繼續攪拌90-120min，停止攪拌后將其在70-80℃條件下靜置36h，之后過濾、洗滌、干燥制得MgAlFeTi類水滑石；

(2)將步驟(1)制備的MgAlFeTi類水滑石置于高速攪拌機中，在90-100℃條件下以300-400rpm速度攪拌，并向其中依次滴加十二烷基苯磺酸鈉的乙醇溶液和鋁酸酯偶聯劑的乙醇溶液，滴加完成后繼續攪拌30min，取出烘干，制得改性MgAlFeTi類水滑石；

(3)將硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠以及沙林樹脂加入雙輥煉膠機中混煉20min，之后向混煉機中加入改性MgAlFeTi類水滑石，阻燃劑，納米蒙脫土，抗氧劑，催化劑，硫化劑，持續切片混煉1-2h，脫泡處理后，將混合物加入模具中加熱硫化，硫化條件為220℃，15Mpa，硫化時間為30-50min，制得耐火電纜用硅橡膠復合材料。

優選的，所述MgAlFeTi類水滑石中Mg、Al、Fe、Ti的摩爾比為9:3:2:2。

優選的，所述步驟(1)中劇烈攪拌的攪拌速率為300-400rpm。

優選的，所述硅橡膠生膠為甲基乙烯基硅橡膠和甲基苯基乙烯基硅橡膠的質量比為18:5的混合物。

優選的，所述阻燃劑為殼聚糖和五氧化二磷的混合物。