一种高效阻燃电缆护套材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括甲基乙烯基硅橡胶80-100，气相法白炭黑16-23，沉淀法白炭黑11-17，八甲基环四硅氧烷1.3-2.2，硅藻土30-40，钛白粉2-3，羟基硅油1.5-2.5，氧化铁0.13-0.25，过氧化双（2,4-二氯苯甲酰）0.3-1，2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷0.5-0.9，铂阻燃剂0.0015-0.002，氢氧化铝15-20，氢氧化镁20-30，双八面体碱性硅酸铝1-1.5，三八面体碱性硅酸铝0.4-0.7。本发明中，上述高效阻燃电缆护套材料无污染，阻燃效果优异，高温自熄效果好，且烧后具有一定强度及支撑能力。
【专利说明】一种高效阻燃电缆护套材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆护套材料【技术领域】，尤其涉及一种高效阻燃电缆护套材料。
【背景技术】
[0002]随着经济的高速发展，电缆护套材料的需求量越来越大，要求越来越高，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，传统护套材料遇明火一般都会被完全烧毁，为了阻燃自熄一般在护套材料中添加含卤素阻燃剂，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]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，阻燃效果优异，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]本发明提出了一种高效阻燃电缆护套材料，补强效果好，无污染，阻燃效果优异，高温自熄效果好，且烧后具有一定强度及支撑能力。
[0005]本发明提出的一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0006]甲基乙烯基硅橡胶80-100份，气相法白炭黑16-23份，沉淀法白炭黑11-17份，八甲基环四硅氧烷1.3-2.2份，硅藻土 30-40份，钛白粉2-3份，羟基硅油1.5-2.5份，氧化铁0.13-0.25份,过氧化双(2，4- 二氣苯甲酸)0.3-1份,2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5-0.9份，钼阻燃剂0.0015-0.002份，氢氧化铝15-20份，氢氧化镁20-30份，双八面体碱性硅酸铝1-1.5份,三八面体碱性硅酸铝0.4-0.7份。
[0007]优选地，其原料按重量份还包括1-1.5份锡酸锌；添加适量锡酸锌，可提高氢氧化铝的阻燃性，与氢氧化铝协同降低烟雾产生，提高氧指数，降低烟密度。
[0008]优选地，其原料按重量份还包括0.2-0.5份硼酸锌；添加适量硼酸锌可改进阻燃性能，并轻微改善阻燃强度，且双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝与硼酸锌混合使用，可使双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝在较低温度下熔化生成具有一定刚性及良好形状保持率的物质，改善电缆护套的耐火性能。
[0009]优选地，双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为60-180 μ m。
[0010]优选地，三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为100-150 μ m。
[0011]因为双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝具有较好的电绝缘性能及耐火性能，烧结后的尺寸稳定性及电性能较好，通过控制两者的粒径处于一定的范围，不仅易于胶料加工挤出，且电缆护套烧结后物理强度适中，避免收缩率变化幅度大导致的开裂。
[0012]优选地，双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或巯丙基三甲氧基硅烷的一种或两种。采用硅烷偶联剂处理双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝，可显著提高电缆护套燃烧前后的机械强度。
[0013]优选地，羟基硅油中羟基质量分数为0.07-0.085%。
[0014]优选地，上述高效阻燃电缆护套材料的原料按重量份包括:
[0015]甲基乙烯基硅橡胶80-85份，气相法白炭黑15-20份，沉淀法白炭黑12_14份，八甲基环四硅氧烷1.3-2份，硅藻土 33-38份，钛白粉2.1-2.3份，羟基硅油1.8-2.4份，氧化铁0.15-0.22份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.3-0.6份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.7-0.82份，钼阻燃剂0.0015-0.0018份，氢氧化铝16-18份，氢氧化镁23-24份，双八面体碱性硅酸铝1.1-1.4份，三八面体碱性硅酸铝0.5-0.65份。
[0016]优选地，上述高效阻燃电缆护套材料的原料按重量份包括:
[0017]甲基乙烯基硅橡胶82份，气相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基环四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，钛白粉2.2份，羟基硅油2.3份，氧化铁0.2份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.8份，钼阻燃剂0.0017份，氢氧化铝17份，氢氧化镁23份，双八面体碱性硅酸铝1.3份，三八面体碱性硅酸铝0.6份。
[0018]本发明中，上述高效阻燃电缆护套材料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，不仅填充性能好，护套材料的补强强度明显提高，与硅藻土及钛白粉并用，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，在其中加入钼催化剂，其在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；双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝的加入可使电缆护套烧结后的弯曲强度大幅提高，烧结残余物的质量明显增加，两者在高温着火后生成坚硬并可自支撑，具有一定的强度且呈能承受一定的冲击，即使高温明火也可保持电缆护套的完成性。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]本实施例中一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0021]甲基乙烯基硅橡胶85份，气相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑16份，八甲基环四硅氧烷1.4份，硅藻土 38份，钛白粉2.9份，羟基硅油1.6份，氧化铁0.24份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.3份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.9份，钼阻燃剂
0.0016份，氢氧化铝20份，氢氧化镁20份，双八面体碱性硅酸铝1.5份，三八面体碱性硅酸铝0.5份，锡酸锌1.3份，硼酸锌0.4份；
[0022]其中双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为120 μ m，三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为125 μ m。双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，羟基硅油中羟基质量分数为0.079%。
[0023]实施例2[0024]本实施例中一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0025]甲基乙烯基硅橡胶98份，气相法白炭黑17份，沉淀法白炭黑15份，八甲基环四硅氧烷1.8份，硅藻土 30份，钛白粉2.8份，羟基硅油1.9份，氧化铁0.2份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.5份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.8份，钼阻燃剂0.0018份，氢氧化铝18份，氢氧化镁24份，双八面体碱性硅酸铝1.4份，三八面体碱性硅酸铝0.55份，锡酸锌1.4份，硼酸锌0.3份；
[0026]其中双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为150 μ m，三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为145 μ m。双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷，羟基硅油中羟基质量分数为0.072%。
[0027]实施例3
[0028]本实施例中一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0029]甲基乙烯基硅橡胶90份，气相法白炭黑20份，沉淀法白炭黑12份，八甲基环四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，钛白粉2.5份，羟基硅油2.1份，氧化铁0.18份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰) 0.7份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.6份，钼阻燃剂
0.0019份，氢氧化铝17份，氢氧化镁29份，双八面体碱性硅酸铝1.2份，三八面体碱性硅酸铝0.6份，锡酸锌1.1份，硼酸锌0.5份；
[0030]其中双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为80 μ m，三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为110 μ m。双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂由乙烯基三甲氧基硅烷于巯丙基三甲氧基硅烷组成，羟基硅油中羟基质量分数为
0.08%ο
[0031]实施例4
[0032]本实施例中一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0033]甲基乙烯基硅橡胶83份，气相法白炭黑23份，沉淀法白炭黑17份，八甲基环四硅氧烷2.1份，硅藻土 40份，钛白粉2.3份，羟基硅油2.4份，氧化铁0.13份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.9份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5份，钼阻燃剂
0.002份，氢氧化铝16份，氢氧化镁23份，双八面体碱性硅酸铝1份，三八面体碱性硅酸铝
0.67份，锡酸锌1.2份，硼酸锌0.25份；
[0034]其中双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为100 μ m,三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为140 μ m。双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂由乙烯基三甲氧基硅烷与巯丙基三甲氧基硅烷组成，羟基硅油中羟基质量分数为
0.077%。
[0035]实施例5
[0036]本实施例中一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0037]甲基乙烯基硅橡胶82份，气相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基环四硅氧烷1.5份，硅藻土 35份，钛白粉2.2份，羟基硅油2.3份，氧化铁0.2份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.8份，钼阻燃剂0.0017份，氢氧化铝17份，氢氧化镁23份，双八面体碱性硅酸铝1.3份，三八面体碱性硅酸铝0.6份，锡酸锌1.2份，硼酸锌0.45份；
[0038]其中双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为160 μ m,三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为120 μ m。双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂由乙烯基三甲氧基硅烷与巯丙基三甲氧基硅烷组成，羟基硅油中羟基质量分数为0.082%。
[0039]在实施例1-5中，上述高效阻燃电缆护套材料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提高，与硅藻土及钛白粉并用，可调节硫化胶的硬度，改善胶料的挤出性能并降低成本；添加适量羟基硅油以保证加工性能，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，在其中加入钼催化剂其在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，添加适量锡酸锌，可提高氢氧化铝的阻燃性，与氢氧化铝协同降低烟雾产生，提高氧指数，降低烟密度，添加适量硼酸锌可改进阻燃性能，并轻微改善阻燃强度，其中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；双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝的加入可使电缆护套烧结后的弯曲强度大幅提高，烧结残余物的质量明显增加，两者在高温着火后生成坚硬并可自支撑，具有一定的强度且可呈承受一定的冲击，高温明火保持电缆护套的完成性；双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝具有较好的电绝缘性能及耐火性能，其烧结体的尺寸稳定性及点性能较好，通过控制两者的粒径出于一定的范围，不仅易于胶料加工挤出，且电缆护套烧结后物理强度适中，避免收缩率变化幅度大导致的开裂，与硼酸锌混合使用，可使双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝在较低温度下熔化生成具有一定刚性及良好形状保持率的物质，改善电缆护套的耐火性能；采用硅烷偶联剂处理双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝，可显著提高电缆护套燃烧前后的机械强度。
[0040]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】
1.一种高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡胶80-100份，气相法白炭黑16-23份，沉淀法白炭黑11-17份，八甲基环四硅氧烷1.3-2.2份，硅藻土 30-40份，钛白粉2-3份，羟基硅油1.5-2.5份，氧化铁.0.13-0.25份,过氧化双(2，4- 二氣苯甲酸)0.3-1份,2, 5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5-0.9份，钼阻燃剂0.0015-0.002份，氢氧化铝15-20份，氢氧化镁20-30份，双八面体碱性硅酸铝1-1.5份,三八面体碱性硅酸铝0.4-0.7份。
2.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份还包括1-1.5份锡酸锌。
3.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份还包括0.2-0.5份硼酸锌。
4.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，双八面体碱性硅酸铝的平均粒径为60-180 μ m。
5.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，三八面体碱性硅酸铝的平均粒径为100-150 μ m。
6.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，双八面体碱性硅酸铝与三八面体碱性硅酸铝分别经过硅烷偶联剂处理，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或疏丙基二甲氧基硅烷的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，羟基硅油中羟基质量分数为0.07-0.085 %。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡胶80-85份，气相法白炭黑15-20份，沉淀法白炭黑12-14份，八甲基环四硅氧烷1.3-2份,娃操土 33_38份,钦白粉2.1-2.3份,羟基硅油1.8-2.4份,氧化铁.0.15-0.22份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.3-0.6份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.7-0.82份，钼阻燃剂0.0015-0.0018份，氢氧化铝16-18份，氢氧化镁23-24份，双八面体碱性硅酸铝1.1-1.4份，三八面体碱性硅酸铝0.5-0.65份。
9.根据权利要求8所述的高效阻燃耐火电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 甲基乙烯基硅橡胶82份，气相法白炭黑16份，沉淀法白炭黑13份，八甲基环四硅氧烷.1.5份，硅藻土 35份，钛白粉2.2份，羟基硅油2.3份，氧化铁0.2份，过氧化双(2，4- 二氯苯甲酰)0.4份，2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷0.8份，钼阻燃剂0.0017份，氢氧化铝17份，氢氧化镁23份，双八面体碱性硅酸铝1.3份，三八面体碱性硅酸铝0.6份。
【文档编号】C08K3/34GK103897400SQ201410072277
【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