本发明涉及一种耐火硅橡胶电缆的制备方法,属于耐火材料技术领域。
背景技术:
耐火电线电缆不同于普通电线电缆,也不同于阻燃电线电缆。阻燃电线电缆是使用阻燃材料制作电缆的护套层,能够阻止火焰在电缆表面蔓延,而且能够离火自息的电缆;但耐火电缆并不一定具备阻燃电缆的特性,耐火电维是在火焰条件下
仍然能够保持电路完整性的一类电缆,其作用是在火灾时保证消防设备的能够持续性供电。前的耐火电缆人们将其分为无机型和有机型两种,有机型耐火电缆是指在绝缘层的里层或外层包裹一层云母绕包带,但云母统包带的主要物质仍然是无机矿物云母粉,因此也不能算纯粹的有机型。无机型是用矿物氧化镇作为绝缘层,其他结构与普通电缆结构基本相同,但护套需用铜护套包裹。
種橡胶的耐火性能较一般橡胶要好,其在燃烧时火焰传播速度慢,放热速率低,ff
并且燃烧后的残渣会形成一层w硅碳化合物为主的陶瓷状物质,这层陶瓷状物质能起到隔绝火焰的作用。因此硅橡胶在耐火性能方面有着得天独厚的优势,但目前利用硅橡胶制备耐火材料的研究还少之又少,随着建筑物高度的不断增加,势必会增加建筑物受到火灾时人员的必须疏散时间,因此为保证人员能够安全疏散,消防设备在规定时间内能够正常运转,建筑设计者们对耐火电缆的要求也越加苛刻。
硅橡胶的主链由si-o-si键组成的聚硅氧烷,分子量一般在15万以上,这种结构使得桂橡胶具有良好的热稳定性和耐候性,且具有良好的电绝缘性。侧链上通过引入不同的官能团,如甲基,乙烯基,苯基等特定基团赋予了洁橡胶不同的特性,如耐高化温性、良好的粘接性和耐油性等。硅橡胶根据侧基的不同,可分为甲基乙帰基硅橡胶、二甲基桂橡胶、苯基硅橡胶、氟硅橡胶和苯醚撑硅橡胶等。硅橡胶有着显著特征的商温稳定性,尽管在常温下强度不及天然橡胶或者其他很多合成橡胶,但硅橡胶在200℃左右使用时其强度基本不变。且硅橡胶的玻璃化转变温度通常为-70℃~-50℃,因此硅橡胶材料适用于很多极寒气候,这种耐寒的特性也对航空航天、生物医学等领域有很重要的意义。
珪橡胶有着显著特征的商温稳定性,尽管在常温下强度不及天然橡胶或者其他很
多合成橡胶,但硅橡胶在200℃左右使用时其强度基本不变。且鞋橡胶的玻璃化转变温度通常为-70℃~-50℃,因此硅橡胶材料适用于很多极寒气候,这种耐寒的特性也对航空航天、生物医学等领域有很重要的意义。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题:针对一般电缆弯度性能和力学性能差的问题,提供了一种耐火硅橡胶电缆的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
(1)取50~60g甲基乙烯基硅橡胶和80~90g的甲苯,倒入高压反应釜中,通入氮气后搅拌,得搅拌浆;
(2)在搅拌浆中添加2~3g丙烯酸和0.1~0.3g偶氮二异丁腈,搅拌后过滤,置于烘箱中烘干,得改性甲基乙烯基硅橡胶;
(3)取10~20g水镁石球磨过筛,得取水镁石粉末;
(4)将水镁石粉末倒入50~60g乙醇溶液中,并添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液,水浴锅加热,搅拌后抽滤,用乙醇洗涤滤饼,烘干后得改性水镁石粉末;
(5)将改性水镁石粉末倒入至10~20g的液态环氧树脂中,搅拌,得混合树脂;
(6)将制得的改性甲基乙烯基硅橡胶、改性水镁石粉末和5~6g聚缩水甘油醋添加至密炼机进行混炼,搅拌后添加混合树脂、引发剂和胶粘剂,调节温度后混炼,出料,即得一种耐火硅橡胶电缆。
步骤(1)所述的通入氮气的速度为20~25ml/min。
步骤(1)所述的高压反应釜的温度为60~80℃。
步骤(3)所述的水镁石粉末过筛的目数为400。
步骤(4)所述的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液的质量分数为10%。
步骤(4)所述的乙醇溶液的质量分数为90%。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明在制备耐火硅橡胶电缆的过程中,在氮气氛围下用甲苯和丙烯酸对甲基乙烯基硅橡胶改性,以改性甲基乙烯基硅橡胶制备的电缆韧性更强,弯曲强度有了较大的提高;
(2)本发明在制备耐火硅橡胶电缆的过程中,用环氧树脂包覆改性水镁石,增强了电缆的耐火性与绝缘能力。
具体实施方式
取50~60g分子量为62万、乙烯基含量为0.17%的甲基乙烯基硅橡胶和80~90g的甲苯,倒入高压反应釜中,以20~25ml/min的速度通入氮气3~4min后,将温度调节至60~80℃,在180~200r/min的转速下搅拌20~30min,得搅拌浆;随后在搅拌浆中添加2~3g丙烯酸和0.1~0.3g偶氮二异丁腈,温度调节至90~95℃,以300~320r/min的转速搅拌4~5h,静置冷却至室温,过滤,放置于45~55℃的烘箱中20~30min,得改性甲基乙烯基硅橡胶;取10~20g水镁石,置于球磨罐中以300~350r/min的转速球磨30~40min,过400目筛,得水镁石粉末;将水镁石粉末倒入50~60g的质量分数为90%的乙醇溶液中,并加入质量分数为4~5g质量分数为10%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液,置于80~90℃的水浴锅中,以180~200r/min的转速搅拌2.0~2.5h,抽滤,将滤饼用无水乙醇洗涤4~5次后,置于55~65℃的烘箱中12~13h,得改性水镁石粉末;将改性水镁石粉末倒入至10~20g的液态环氧树脂中,搅拌,得混合树脂;将制得的改性甲基乙烯基硅橡胶、改性水镁石粉末和5~6g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯添加至密炼机进行混炼,温度调节至160~180℃,在100~120r/min的转速下混炼15~20min,随后将制得的混合树脂、1~2g引发剂和4~5g交联剂加入其中,温度调节至120~130℃,转速不变,混炼8~9min,出料,即得一种耐火硅橡胶电缆。所述的液态环氧树脂的型号为e44。所述的引发剂为过氧化苯甲酰。所述的交联剂为二乙三胺。
实例1
取50g分子量为62万、乙烯基含量为0.17%的甲基乙烯基硅橡胶和80g的甲苯,倒入高压反应釜中,以20ml/min的速度通入氮气3min后,将温度调节至60℃,在180r/min的转速下搅拌20min,得搅拌浆;随后在搅拌浆中添加2g丙烯酸和0.1g偶氮二异丁腈,温度调节至90℃,以300r/min的转速搅拌4h,静置冷却至室温,过滤,放置于45℃的烘箱中20min,得改性甲基乙烯基硅橡胶;取10g水镁石,置于球磨罐中以300r/min的转速球磨30min,过400目筛,得水镁石粉末;将水镁石粉末倒入50g的质量分数为90%的乙醇溶液中,并加入质量分数为4g质量分数为10%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液,置于80℃的水浴锅中,以180r/min的转速搅拌2.0h,抽滤,将滤饼用无水乙醇洗涤4次后,置于55℃的烘箱中12h,得改性水镁石粉末;将改性水镁石粉末倒入至10g型号为e44的液态环氧树脂中,搅拌,得混合树脂;将制得的改性甲基乙烯基硅橡胶、改性水镁石粉末和5g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯添加至密炼机进行混炼,温度调节至160℃,在100r/min的转速下混炼15min,随后将制得的混合树脂、1g过氧化苯甲酰和4g二乙三胺加入其中,温度调节至120℃,转速不变,混炼8min,出料,即得一种耐火硅橡胶电缆。
实例2
取55g分子量为62万、乙烯基含量为0.17%的甲基乙烯基硅橡胶和85g的甲苯,倒入高压反应釜中,以22ml/min的速度通入氮气3min后,将温度调节至70℃,在190r/min的转速下搅拌25min,得搅拌浆;随后在搅拌浆中添加2g丙烯酸和0.2g偶氮二异丁腈,温度调节至92℃,以310r/min的转速搅拌4h,静置冷却至室温,过滤,放置于50℃的烘箱中25min,得改性甲基乙烯基硅橡胶;取15g水镁石,置于球磨罐中以320r/min的转速球磨35min,过400目筛,得水镁石粉末;将水镁石粉末倒入55g的质量分数为90%的乙醇溶液中,并加入质量分数为4.5g质量分数为10%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液,置于85℃的水浴锅中,以190r/min的转速搅拌2.2h,抽滤,将滤饼用无水乙醇洗涤4次后,置于60℃的烘箱中12h,得改性水镁石粉末;将改性水镁石粉末倒入至15g型号为e44的液态环氧树脂中,搅拌,得混合树脂;将制得的改性甲基乙烯基硅橡胶、改性水镁石粉末和5.5g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯添加至密炼机进行混炼,温度调节至170℃,在110r/min的转速下混炼17min,随后将制得的混合树脂、1g过氧化苯甲酰和4g二乙三胺加入其中,温度调节至125℃,转速不变,混炼8min,出料,即得一种耐火硅橡胶电缆。
实例3
取60g分子量为62万、乙烯基含量为0.17%的甲基乙烯基硅橡胶和90g的甲苯,倒入高压反应釜中,以25ml/min的速度通入氮气4min后,将温度调节至80℃,在200r/min的转速下搅拌30min,得搅拌浆;随后在搅拌浆中添加3g丙烯酸和0.3g偶氮二异丁腈,温度调节至95℃,以320r/min的转速搅拌5h,静置冷却至室温,过滤,放置于55℃的烘箱中30min,得改性甲基乙烯基硅橡胶;取20g水镁石,置于球磨罐中以350r/min的转速球磨40min,过400目筛,得水镁石粉末;将水镁石粉末倒入60g的质量分数为90%的乙醇溶液中,并加入质量分数为5g质量分数为10%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液,置于90℃的水浴锅中,以200r/min的转速搅拌2.5h,抽滤,将滤饼用无水乙醇洗涤5次后,置于65℃的烘箱中13h,得改性水镁石粉末;将改性水镁石粉末倒入至20g型号为e44的液态环氧树脂中,搅拌,得混合树脂;将制得的改性甲基乙烯基硅橡胶、改性水镁石粉末和6g聚甲基丙烯酸缩水甘油酯添加至密炼机进行混炼,温度调节至180℃,在120r/min的转速下混炼20min,随后将制得的混合树脂、2g过氧化苯甲酰和5g二乙三胺加入其中,温度调节至130℃,转速不变,混炼9min,出料,即得一种耐火硅橡胶电缆。
将制备得的一种耐火硅橡胶电缆及铸江家居专营店生产的硅橡胶电缆进行检测,具体检测如下:
(1)弯曲强度按照gb/tf9341-2008标准将链橡胶材料制成80×10×4(mm×mm×mm)的样条,并放入马弗炉中在1000℃灼烧30分钟,根据三点弯曲测试灼烧后样条的弯曲强度,测试采用instron万能材料试验机,测试速度为5mm/min。
(2)力学性能测试采用虹instron万能材料试验机,按照astm/df638标准进行测试,拉伸速度为50min/min。
具体测试结果如表1。
表1耐火硅橡胶电缆性能表征
由表1可知,本发明制得的一种耐火硅橡胶电缆,电缆韧性更强,弯曲强度有了较大的提高。