[發明專利]一種常溫導熱-高溫隔熱可瓷化高分子材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810607346.6
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109082122B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王金合;施利毅;鄒雄;韓景勃;毛琳
• 申請（專利權）人: 上海陛升新材料科技有限公司;上海大學
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L23/08;C08L83/04;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/38;C08K7/28;C08K7/22;C08K7/10
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 吳文心

本發明公開了一種常溫導熱?高溫隔熱可瓷化高分子材料，包括基膠100份、補強劑20?30份、無鹵阻燃劑10?30份、成瓷燒結助劑20?40份、導熱功能填料1?4份、高溫隔熱填料4?16份、鉑絡合物或鉑化合物(以鉑計算)0.01?10份、結構化控制劑1?5份、以及交聯劑1.5份。還公開了該材料的制備方法，包括以下步驟：基膠混合、混煉、出料、硫化。本發明提供的常溫導熱?高溫隔熱可瓷化高分子材料在常溫下導熱系數最高達到0.4W/(m·K)，遠高于普通可瓷化高分子復合材料的導熱系數的0.2W/(m·K)；高溫陶瓷化之后的導熱系數則降低至0.08W/(m·K)；其通過導熱功能填料、高溫隔熱填料與成瓷燒結助劑的獨特組合與配比，使其具有常溫導熱?高溫隔熱可瓷化的獨特技術效果，可廣泛應用于線纜生產。

技術領域

本發明涉及一種可瓷化高分子材料及其制備方法，尤其涉及一種常溫導 熱-高溫隔熱可瓷化高分子材料及其制備方法。

背景技術

可瓷化高分子材料是一種常溫下具有高分子性能而高溫下能轉化為具有 自支撐性陶瓷材料的新型熱防護材料。在能源、化工和冶金等眾多工業領域 中，可瓷化高分子應用前景廣闊。例如：在電力傳輸領域中，輸送電能時線 芯本身具有電阻，電流越大線芯產生的熱量越多，而線芯的溫度升高又會使 其自身的電阻增大，進一步擴大電力傳輸中的損耗，由于電能傳輸過程中溫 度升高導致的損耗約占傳輸電能的15％。降低導體溫度可以減少電能的損耗， 因此降低電纜導體的溫度具有重要意義。

影響導體溫度的重要因素是構成電纜結構的導體周圍材料的熱阻，導體 外設有絕緣層和護套層，而絕緣層和護套層材料是高熱阻材料，這些材料導 熱系數很低，一般在0.1～0.3W/(mk)，如普通交聯聚乙烯絕緣層與聚氯乙烯護 套層電力電纜，交聯聚乙烯的導熱系數為0.2W/(mk)，聚氯乙烯的導熱系數 為0.14W/(mk)，電纜在空氣中工作，空氣溫度為20℃，當導體溫度達到90℃ 時，電纜表面溫度只有40℃，從導體到電纜表面溫度梯度可達50℃，散熱非 常不好，導致傳輸電能被損耗。

因此常溫下的導熱線纜材料對大功率電纜降低內部線芯溫度、降低熱損 耗、降低熱老化和起火風險意義重大。另外，當外部環境發生火災時，又需 要電纜能夠降低外界溫度對線纜內部的影響，起到保護作用，需要高溫防火 隔熱功能。在精密的航空航天密封設備中，空間狹小，熱量需要及時散發出 去，而發生火災時又需要在高溫下保護設備，對常溫導熱、高溫隔熱材料也 有眾多需求。

由于導熱填料與硅橡膠基體相容性較差，添加量對復合材料機械性能影 響較大。當導熱填料添加量較大時，導熱性能較好，而為了保證硅橡膠復合 材料的整體性能，只能控制耐高溫填料的加入量，因此難以保證低溫導熱和 高溫隔熱兩個功能的同時實現，使得目前的發明只能針對導熱或者耐火隔熱 兩個功能中的某一個功能。例如：發明專利CN201510354977給出了一種含 石墨烯的電纜用高導熱聚氯乙烯護套材料，制備的材料導熱系數達到0.3 W/(m·K)以上，但是阻燃性還有待提高、并不具備耐火性能。發明專利CN201510634469介紹了一種導熱阻燃控制電纜，導熱性良好，阻燃性優異， 但是同樣不具備耐火性能。專利CN204516432U給出了一種耐火線纜，質地 輕，耐火性好，熱穩定性好，但是其導熱系數低，不利于大電流傳輸。專利 CN 106566097A公開了一種聚磷酸銨改性低煙無鹵阻燃電纜料，該電纜料環 保阻燃，低煙無鹵，但耐火性和導熱性能還有待提高。

因此，提供一種新材料，以克服低溫導熱和高溫隔熱兩個功能同時實現 的難題，就變得較為迫切。

發明內容

針對上述不足，本發明的目的在于，提供一種克服上述技術問題的常溫 導熱-高溫隔熱可瓷化高分子材料及其制備方法，具有常溫導熱-高溫隔熱的 能力，還具有優異的阻燃性和機械性能，耐候性、耐熱性、熱防護性能良好、 環保的效果。

本發明為達到上述目的所采用的技術方案是：

一種常溫導熱-高溫隔熱可瓷化高分子材料，包括以下原料組分(按質量 份數)：