專利名稱：一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料及其制造方法，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近些年來，國內(nèi)火災(zāi)事故頻發(fā)，火災(zāi)發(fā)生過程中在一定時(shí)間內(nèi)保證電梯、照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)等設(shè)備線路的暢通對于減少人員的傷亡和生命財(cái)產(chǎn)的損失具有重要的意義。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，線路可能需要長時(shí)間承受300°C到1000°C的高溫，普通阻燃電纜在這種條件很難保證線路的通暢，從而耐火電纜對于減少火災(zāi)造成的損失具有不可替代的作用。目前，國內(nèi)的耐火電纜主要是氧化鎂礦物及云母帶繞包的耐火電纜。氧化鎂礦物電纜質(zhì)量大，生產(chǎn)速度慢，生產(chǎn)成本高，鋪設(shè)不方便。另外，氧化鎂容易吸水生成氫氧化鎂，絕緣性會(huì)大大下降。云母帶繞包的耐火電纜著火后繞包帶容易脫落，耐火性能較差。中國專利CN10116993采用耐火無機(jī)纖維隔熱材料和熱固性彈性體復(fù)合作為耐火層。中國專利CN1625786采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、玻璃和惰性化合物制成高溫成碳的耐火電纜。中國專利CN1710670采用云母帶 、金屬護(hù)套和無機(jī)耐火膨脹材料制成可在800°C下溫度環(huán)境中長期工作的耐火電纜。雖然上述電纜能夠保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)電路的正常運(yùn)行，但是其生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜、或者電纜的強(qiáng)度低、耐高低溫、耐紫外線等性能差。我公司研發(fā)人員根據(jù)不同的環(huán)境條件線纜防火性能的級別，提供了一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有耐火電纜工藝復(fù)雜或者電纜力學(xué)性能差等不足，提供了一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料及其制造方法，其電纜料的原料組分及重量含量如下:
甲基乙烯基硅橡膠生膠 100份 氣相白炭黑10 30份
云母粉10 20份
低熔點(diǎn)玻璃粉5 30份
輕質(zhì)碳酸1丐ο ο份
納米氧化招10 20份
高嶺土O 20份
氯鉬酸0.01 0.5份
偶聯(lián)劑I 5份
三氧化二鐵3 5份
本耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料發(fā)明的特征在于對于上述填料的納米化粉碎、表面處理以及分散技術(shù)，其具體工藝過程如下:(I)將甲基乙烯基生膠、氣相白炭黑、氯鉬酸按上述配方比例在捏合機(jī)中捏合0.5^2小時(shí)，取出后在12(T150°C下熱處理2 4小時(shí)，得到硅橡膠混煉膠。(2)將云母粉、低熔點(diǎn)玻璃粉、輕質(zhì)碳酸鈣、納米氧化鋁、高嶺土、三氧化二鐵按上述配方比例砂磨機(jī)中，準(zhǔn)備砂磨。(3)將乙醇和水按重量比95/5、5/2的比例配成醇水溶液，將醇水溶液的PH值調(diào)到3.5 5.5之間，在調(diào)好PH值的醇水溶液中加入廣2份偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的種類是KH570、S1-69、KH550、A151其中的一種或幾種，電磁攪拌5 10分鐘后加入到砂磨機(jī)的罐體中，并加入氧化鋯研磨珠，準(zhǔn)備砂磨。(4)啟動(dòng)砂磨機(jī)，2000^3000轉(zhuǎn)/分鐘砂磨5 10分鐘后，加入偶聯(lián)劑KH570、Si_69、KH550、A151其中的一種或幾種I 2份，繼續(xù)砂磨5 10分鐘，最后再次加入偶聯(lián)劑KH570、S1-69、KH550、A151其中的一種或幾種，再次砂磨5 10分鐘，得到表面處理好的納米級成瓷填料混合物。(5)將砂磨罐中的混合物用濾布過濾去除氧化鋯研磨珠，濾液離心分離后取下層沉淀物，即表面處理好的納米化成瓷混合填料。(6)將表面 處理好的納米化成瓷混合填料與步驟(I)中的硅橡膠混煉膠在真空捏合機(jī)上12(T150°C下真空捏合2飛小時(shí)，使成瓷填料和硅橡膠混煉膠充分混合均勻并除去納米化成瓷混合填料中剩余的醇水溶液，得到耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料。(7)將耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料中加入廣3份的雙2，4硫化劑，雙棍開煉機(jī)上混合均勻后擠包電纜線芯，得到耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜。本耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料發(fā)明中，成瓷填料混合砂磨的作用有兩個(gè):一個(gè)是使成瓷填料納米化，從而可以降低大量非補(bǔ)強(qiáng)性填料對硅橡膠力學(xué)強(qiáng)度的影響；二是可以使不同種類耐火填料之間、耐火填料和低熔點(diǎn)玻璃填料之間納米尺度上均勻混合，有利于低熔點(diǎn)玻璃粉在高溫條件下迅速熔融并將耐火填料粘結(jié)在一起，促進(jìn)耐火填料間共晶反應(yīng)的發(fā)生，從而促使耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料在高溫條件下迅速瓷化。本耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料發(fā)明中，成瓷填料表面處理的特征有兩個(gè):一個(gè)是在成瓷填料砂磨納米化過程中同時(shí)進(jìn)行成瓷填料的表面處理，既簡化了的工藝過程，又可以使新生成的填料表面迅速被偶聯(lián)劑包覆；二是偶聯(lián)劑跟隨成瓷填料納米化過程中表面積的增大而分批次加入，從而可以降低偶聯(lián)劑之間的縮合反應(yīng)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得以下有益效果:該方法制造成的護(hù)套橡膠致密性好，電氣性能優(yōu)越，擊穿強(qiáng)度大于20KV/mm，體積電阻率大于1Χ1016Ω._ ;耐高低溫阻燃防火環(huán)保型橡膠電纜能夠通過燃燒試驗(yàn)火焰溫度950°C單獨(dú)供火(ISOmin )和冷卻水淋加機(jī)機(jī)械沖擊試驗(yàn)，且能夠滿足舞臺(tái)機(jī)械、大型公共娛樂場所、公共交通設(shè)施的使用要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例一、
(I)將甲基乙烯基生膠100份、氣相白炭黑30份、氯鉬酸0.01份放入捏合機(jī)中捏合I小時(shí)，取出后在150°C下熱處理4小時(shí)，得到硅橡膠混煉膠。(2)將云母粉20份、低熔點(diǎn)玻璃粉30份、輕質(zhì)碳酸鈣10份、納米氧化鋁20份、高嶺土 10份，三氧化二鐵4份放入砂磨機(jī)中，準(zhǔn)備砂磨。
(3 )將乙醇和水按重量比95:5的比例配成醇水溶液，利用醋酸將醇水溶液的PH值調(diào)到4，在調(diào)好PH值的醇水溶液中加入2份偶聯(lián)劑KH570，電磁攪拌5分鐘后加入到砂磨機(jī)的罐體中，并加入氧化鋯研磨珠，準(zhǔn)備砂磨。(4)啟動(dòng)砂磨機(jī)，逐步加速到2500轉(zhuǎn)/分鐘后砂磨10分鐘，加入I份偶聯(lián)劑KH570，繼續(xù)在2500轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨10分鐘，最后再加入I份偶聯(lián)劑KH570，在2500轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨10分鐘，得到表面處理好的納米級填料混合物。(5)將砂磨罐中的混合物用濾布過濾去除氧化鋯研磨珠，濾液離心分離后取下層沉淀物，即表面處理好的納米化成瓷混合填料。(6)將步驟(I)中的硅橡膠混煉膠與表面處理好的納米化成瓷混合填料在真空捏合機(jī)上120°C真空捏合3小時(shí)，得到耐高低溫防火硅橡膠電纜料。(7)將耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料中加入2份的雙2，4硫化劑，雙棍開煉機(jī)上混合均勻，利用擠出機(jī)擠包電纜線芯，擠出機(jī)身溫度為200°C，機(jī)頭溫度為230°C，擠出壓力1.2MPa的壓力，出線速度15m/min，通過烘箱管道硫化。該工藝條件下擠出的外護(hù)套，厚度均勻，表面細(xì)膩光滑，擊穿強(qiáng)度大于20KV/mm，體積電阻率大于I X IO16 Ω._ ;電纜450°C下5分鐘內(nèi)硬化成瓷,能夠通過火焰溫度950°C單獨(dú)供火(180min )燃燒試驗(yàn)和冷卻水淋加機(jī)機(jī)械沖擊試驗(yàn)。實(shí)施實(shí)例二、
(I)將甲基乙烯基生膠100份、氣相白炭黑20份、氯鉬酸0.02份放入捏合機(jī)中捏合0.5小時(shí)，取出后在140°C下熱處理3小時(shí)，得到硅橡膠混煉膠。(2)將云母粉20份、低熔點(diǎn)玻璃粉20份、納米氧化鋁15份、高嶺土 20份，三氧化二鐵3份放入砂磨機(jī)中，準(zhǔn)備砂磨。(3 )將乙醇和水按重量比95:5的比例配成醇水溶液，利用醋酸將醇水溶液的PH值調(diào)到3.5，在調(diào)好PH值的醇水溶液中加入2份偶聯(lián)劑KH570，電磁攪拌5分鐘后加入到砂磨機(jī)的罐體中，并加入氧化鋯研磨珠，準(zhǔn)備砂磨。(4)啟動(dòng)砂磨機(jī)，逐步加速到2000轉(zhuǎn)/分鐘后砂磨10分鐘，加入I份偶聯(lián)劑KH570，繼續(xù)在2000轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨8分鐘，最后再加入I份偶聯(lián)劑KH570，在2000轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨5分鐘，得到表面處理好的納米級填料混合物。(5)將砂磨罐中的混合物用濾布過濾去除氧化鋯研磨珠，濾液離心分離后取下層沉淀物，即表面處理好的納米化成瓷混合填料。(6)將步驟(I)中的硅橡膠混煉膠與表面處理好的納米化成瓷混合填料在真空捏合機(jī)上130°C真空捏合4小時(shí)，得到耐高低溫防火硅橡膠電纜料。(7)將耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料中加入2份的雙2，4硫化劑，雙棍開煉機(jī)上混合均勻，利用擠出機(jī)擠包電纜線芯，擠出機(jī)身溫度為200°C，機(jī)頭溫度為230°C，擠出壓力1.2MPa的壓力，出線速度15m/min，通過烘箱管道硫化。該工藝條件下擠出的外護(hù)套，厚度均勻，表面細(xì)膩光滑，擊穿強(qiáng)度大于20KV/mm，體積電阻率大于I X IO16 Ω-cm ；電纜650°C下5分鐘內(nèi)硬化成瓷,能夠通過火焰溫度950°C單獨(dú)供火(180min )燃燒試驗(yàn)和冷卻水淋加機(jī)機(jī)械沖擊試驗(yàn)。實(shí)施例三、
(I)將甲基乙烯基生膠100份、氣相白炭黑10份、氯鉬酸0.1份放入捏合機(jī)中捏合2小時(shí)，取出后在120°C下熱處理2小時(shí)，得到硅橡膠混煉膠。 (2)將云母粉10份、低熔點(diǎn)玻璃粉30份、納米氧化鋁20份、高嶺土 10份，三氧化二鐵5份放入砂磨機(jī)中，準(zhǔn)備砂磨。 (3 )將乙醇和水按重量比95:2的比例配成醇水溶液，利用醋酸將醇水溶液的PH值調(diào)到5，在調(diào)好PH值的醇水溶液中加入I份偶聯(lián)劑KH570，電磁攪拌10分鐘后加入到砂磨機(jī)的罐體中，并加入氧化鋯研磨珠，準(zhǔn)備砂磨。(4)啟動(dòng)砂磨機(jī)，逐步加速到3000轉(zhuǎn)/分鐘后砂磨8分鐘，加入2份偶聯(lián)劑KH570，繼續(xù)在3000轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨8分鐘，最后再加入2份偶聯(lián)劑KH570，在3000轉(zhuǎn)/分鐘下砂磨8分鐘，得到表面處理好的納米級填料混合物。(5)將砂磨罐中的混合物用濾布過濾去除氧化鋯研磨珠，濾液離心分離后取下層沉淀物，即表面處理好的納米化成瓷混合填料。(6)將步驟(I)中的硅橡膠混煉膠與表面處理好的納米化成瓷混合填料在真空捏合機(jī)上150°C真空捏合5小時(shí)，得到耐高低溫防火硅橡膠電纜料。(7)將耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料中加入2份的雙2，4硫化劑，雙棍開煉機(jī)上混合均勻，利用擠出機(jī) 擠包電纜線芯，擠出機(jī)身溫度為200°C，機(jī)頭溫度為230°C，擠出壓力1.2MPa的壓力，出線速度15m/min，通過烘箱管道硫化。該工藝條件下擠出的外護(hù)套，厚度均勻，表面細(xì)膩光滑，擊穿強(qiáng)度大于20KV/mm，體積電阻率大于I X IO16 Ω._ ;電纜650°C下5分鐘內(nèi)硬化成瓷,能夠通過火焰溫度950°C單獨(dú)供火(180min )燃燒試驗(yàn)和冷卻水淋加機(jī)機(jī)械沖擊試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料，其特征在于，所述橡膠的原料組分及重量含量如下: 甲基乙烯基硅橡膠生膠 100份 氣相白炭黑10 30份 云母粉10 20份 低熔點(diǎn)玻璃粉5 30份 輕質(zhì)碳酸1丐ο ο份 納米氧化招10 20份 高嶺土O 20份 氯鉬酸0.01 0.1份偶聯(lián)劑I 5份 三氧化二鐵3 5份。
2.一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料的制備方法，其特征在于，具體工藝過程如下: 1)將甲基乙烯基生膠、氣相白炭黑、氯鉬酸按上述配方比例在捏合機(jī)中捏合0.5 2小時(shí)，取出后在12(T150°C下熱處理2 4小時(shí)，得到硅橡膠混煉膠； 2)將云母粉、低熔點(diǎn)玻璃粉、輕質(zhì)碳酸鈣、納米氧化鋁、高嶺土、三氧化二鐵按上述配方比例加入到砂磨機(jī)中，準(zhǔn)備砂磨； 3)將乙醇和水按重量比95/5、5/2的比例配成醇水溶液，將醇水溶液的PH值調(diào)到3.5 5.5之間，在調(diào)好PH值的醇水溶液中加入廣2份偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的種類是KH570、S1-69、KH550、A151其中的一種或幾種，電磁攪拌5 10分鐘后加入到砂磨機(jī)的罐體中，并加入氧化鋯研磨珠，準(zhǔn)備砂磨； 4)啟動(dòng)砂磨機(jī)，2000 3000轉(zhuǎn)/分鐘砂磨5 10分鐘后，加入偶聯(lián)劑KH570、S1-69,KH550、A151其中的一種或幾種I 2份，繼續(xù)砂磨5 10分鐘，最后再次加入偶聯(lián)劑KH570、S1-69、KH550、A151其中的一種或幾種，再次砂磨5 10分鐘，得到表面處理好的納米級成瓷填料混合物； 5)將砂磨罐中的混合物用濾布過濾去除氧化鋯研磨珠，濾液離心分離后取下層沉淀物，即表面處理好的納米化成瓷混合填料； 6)將表面處理好的納米化成瓷混合填料與步驟I)中的硅橡膠混煉膠在真空捏合機(jī)上12(T150°C下真空捏合2飛小時(shí)，使成瓷填料和硅橡膠混煉膠充分混合的同時(shí)除去納米化成瓷混合填料中剩余的醇水溶液，得到耐高低溫防火環(huán)保型硅橡膠電纜料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料的制備方法，其特征在于，偶聯(lián)劑的種類是KH570、S1-69、KH550、A151其中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料的制備方法，其特征在于，所述4)步驟中:砂磨5 10分鐘后再分兩次加入偶聯(lián)劑Γ2份。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料的制備方法，其特征在于，所述6)步驟中:硅橡膠混煉膠和表面處理好的納米化成瓷混合填料在真空捏合機(jī)上12(T150°C下真空捏合2飛小時(shí)，使成瓷填料和硅橡膠混煉膠充分混合的同時(shí)除去納米化成瓷混合填料中剩余的醇水溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料及其制造方法。本發(fā)明合砂磨的作用有兩個(gè)一個(gè)是使成瓷填料納米化，從而可以降低大量非補(bǔ)強(qiáng)性填料對硅橡膠力學(xué)強(qiáng)度的影響；二是可以使不同種類耐火填料之間、耐火填料和低熔點(diǎn)玻璃填料之間納米尺度上均勻混合，從而促使耐高低溫防火環(huán)保型橡膠電纜料在高溫條件下迅速瓷化。本發(fā)明成瓷填料表面處理的特征有兩個(gè)一個(gè)是在成瓷填料砂磨納米化過程中同時(shí)進(jìn)行成瓷填料的表面處理，既簡化了的工藝過程，又可以使新生成的填料表面迅速被偶聯(lián)劑包覆；二是偶聯(lián)劑跟隨成瓷填料納米化過程中表面積的增大而分批次加入，從而可以降低偶聯(lián)劑之間的縮合反應(yīng)。
文檔編號C08K9/06GK103224710SQ20131011006
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者王金合, 施利毅, 曾廷環(huán), 魯永林, 李忠誠, 朱恩清, 陳小龍, 魯學(xué)軍 申請人:揚(yáng)州亞光電纜有限公司