[发明专利]一种耐火型硅胶材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体的说是一种耐火型硅胶材料及其制备方法，本发明通过将碳酸氢钠和明胶进行结合，将硫酸铝溶于外层的琼脂层中，制成多层结构体，进而使包覆形成的功能丝线外部在遇到升温时，随着温度的传递，使功能纤维内层先溶解，使明胶与碳酸氢钠、氢氧化钙进行混合，并随着温度的持续升高，进而使琼脂缓慢溶解，琼脂缓慢溶解的过程中琼脂层中的硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液发生双水解反应，释放出大量的二氧化碳，二氧化碳使内部的氢氧化钙凝结为碳酸钙，并吸附在纤维丝表面，进而使纤维丝硬度增强，起到骨架支撑的作用，同时二氧化碳的冲击对火焰的燃烧具备阻碍效果，进而使制得的硅胶材料具备较好的阻燃耐火性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体的说是一种耐火型硅胶材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中硅胶作为电缆外护套、绝缘胶布、缠绕带的优质材料，其本身具备优质的绝缘性使其具备较好的电器阻隔性，但是由于硅胶本身的阻燃性和耐火型较差，在使用时，常常采用添加阻燃剂对硅胶材料进行改性处理，但是由于硅胶本身质地柔软，在高温状态下硅胶本身虽然阻燃，但是本身对内层的保护性能较差，现有技术通过向硅胶中添加氧化锆材料，使制得的硅胶层具备高温状态下向陶瓷形态转变的性质，但是由于氧化锆本身添加量较少且由于氧化锆的烧结温度较高，在环境温度上升的过程中硅胶本身不断挥发形变，进而导致硅胶塌陷，导致最终烧结的氧化锆硬质层无法有效地成型，进而对硅胶的改性效果不够明显。

中国专利发布的软陶瓷绝缘高温耐火电缆，申请号：CN2009100679327，在电缆导体外包覆软陶瓷绝缘材料。在摄氏零下40度到200度之间是柔软的，在500度以上的火焰烧烤下会变成硬性的陶瓷材料。将60％-65％氧化锆中加入20％-22％有机硅胶704、1％-2％硫化剂双24和14％-16％烧结助剂Y203，经过搅拌机和密炼机加工后包覆在电缆导体上，在常温情况下氧化锆颗粒和烧结助剂被硫化后的有机硅胶沾合在一起，该发明的产品生产效率高，生产速度可以达到每分钟80米，是普通云母带耐火电缆的几十倍。耐火性能好，在500度以上火焰的烧烤下会变成陶瓷状，在固定敷设的情况下其正常工作环境温度可达到850度。柔软性能好，在零下40度到200度之间的柔软度与高分子材料电缆一样柔软，但是该方案制成的电缆外皮中由于氧化锆的烧结温度较高，在环境温度上升的过程中硅胶本身不断挥发形变，进而导致硅胶塌陷，导致最终烧结的氧化锆硬质层无法有效地成型，进而对硅胶的改性效果不够明显。

鉴于此，本发明提出了一种耐火型硅胶材料及其制备方法用于解决上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决阻燃硅胶虽然不会燃烧但是其本身的耐火性能较差，在高温下易发生断裂的问题，本发明提出了一种耐火型硅胶材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种耐火型硅胶材料，所述耐火型硅胶材料常温下质地柔软、高温下质地变硬；所述耐火型硅胶材料包括表层、功能层和基层；

所述表层为阻燃硅胶材料制成；

所述基层为玻璃纤维材料制成；

所述功能层为具备吸热、增硬效果的编织层；所述表层、功能层和基层依次相互粘连；所述功能层包括以下材料；

硅胶32～35份、碳酸氢钠30～40份、硫酸铝5～6份、氢氧化钙12～14份、纤维丝16～18份、琼脂12～14份、明胶12～14份、去离子水20～22份；

所述功能层的制备方法包括以下步骤：

S1：将明胶与1/2去离子水通入加热皿中，控制加热皿温度升高至55～60℃，恒温搅拌5～6min后去除热源，自然冷却至35～38℃后将碳酸氢钠粉末通入明胶溶液中，持续搅拌直至溶液温度降低至25～28℃；