[发明专利]一种可低温陶瓷化的硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可低温陶瓷化的硅橡胶及其制备方法。以质量百分比计，其原料组成包括硅橡胶40～80％、气相白炭黑10～30％、埃洛石15～30％、导热填料3～8％、助熔剂3～10％、羟基硅油1～5％和硫化剂1～3％。制备时，在橡胶密炼机或橡胶开炼机中，将原料混合均匀，得到混炼胶，再经硫化得到陶瓷化硅橡胶硫化胶，硫化温度为150～180℃，一段硫化时间为5～15分钟，二段硫化时间为2～4h。本发明技术方法简单，制备的陶瓷化硅橡胶硫化胶的力学性能良好，硫化胶可在较低瓷化温度下转化成坚硬的陶瓷体，且陶瓷体的三点弯曲强度超过3MPa；陶瓷体的形成速率快，电线电缆的阻燃防火效果更加显著。

技术领域

本发明涉及硅橡胶防火阻燃技术领域，特别是涉及一种可低温陶瓷化的硅橡胶及其制备方法。

背景技术

陶瓷化硅橡胶是一种新型的防火阻燃材料，其在常温下具有普通硅橡胶的弹性和电绝缘性，然而在明火或高温条件下，能够转变成为坚硬的陶瓷体。目前，陶瓷化硅橡胶主要用作电线电缆行业的防火材料，当火灾发生时，陶瓷化硅橡胶可保持电线电缆的内部铜线在30min内不发生熔断，使电路在火灾中依然保持畅通。

目前，陶瓷化硅橡胶在国内外已有较多的研究报道。如，Bieliński[Bieliński DM,Anyszka R, M,et al.Kompozyty,2011,11(3):252-257.]等采用硅酸钙、石英、高岭土、氧化锌、云母为填料，并按一定比例配合，制备了陶瓷化硅橡胶复合材料，用作电缆护套。深圳市沃尔核材股份有限公司[一种陶瓷化防火耐火电缆.201120578412.5]发明了一种陶瓷化防火电缆，电缆的耐高温填充层与外护套之间设置有陶瓷化硅橡胶防火层，在燃烧时，陶瓷化硅橡胶防火层能形成一层坚硬的保护壳，能防止火焰进一步向电线电缆内部蔓延，确保电线电缆的正常使用。郭建华[GuoJianhua,Zhang Yong,Li Hanjian,etal.Journal of Alloys&Compounds,2016,678:499-505.]等研究发现，随着陶瓷化硅橡胶的瓷化温度从800℃升高至1100℃，陶瓷体的三点弯曲强度逐渐增大。

现有文献显示，为实现陶瓷化硅橡胶的高强度瓷化，需要的瓷化温度大多超过800℃，这导致了当燃烧温度偏低(如温度为700℃)时，由陶瓷化硅橡胶转变的陶瓷体内部结构松散，瓷化强度不高，难以保护电线电缆内部的铜导线，因此，开发一种能够在低温条件下实现高强度瓷化的陶瓷化硅橡胶，是实现陶瓷化硅橡胶更广泛应用的重要研究工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中硅橡胶的瓷化温度较低时，陶瓷体结构松散、瓷化强度不高的问题，提供一种可低温陶瓷化的硅橡胶及其制备方法，其陶瓷化温度仅为700～750℃，而陶瓷体的三点弯曲强度可达3MPa以上，本发明在700～750℃下形成陶瓷体的瓷化强度明显高于现有技术在800℃下形成陶瓷体的瓷化强度。

现有商品化的陶瓷化硅橡胶，其瓷化温度通常在800～1100℃范围内，当瓷化温度为700℃时，由于助熔剂无法充分熔融，基本无法形成陶瓷体。本发明使得陶瓷化硅橡胶能够在700～750℃下形成坚硬致密的陶瓷层。本发明在700～750℃下形成陶瓷体的瓷化强度明显高于现有技术中在800℃下形成陶瓷体的瓷化强度。

为实现本发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种可低温陶瓷化的硅橡胶，以质量百分比计，由下列原料组成：硅橡胶40～80％、气相白炭黑10～30％，埃洛石15～30％，导热填料3～8％，助熔剂3～10％，羟基硅油1～5％，硫化剂1～3％；

所述助熔剂为低软化点玻璃粉和三氧化二硼的一种或多种；

所述导热填料为氮化铝和氮化硼的一种或多种；