[发明专利]一种防水陶瓷化硅橡胶材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种防水陶瓷化硅橡胶材料，包括：成瓷填料、硅橡胶、硅油、氧化硼、偶联剂、硫化剂；成瓷填料包括：硅粉、云母、二氧化硅。其制备方法包括：（1）将硅粉研磨后再与其它成瓷填料组分混研，烘干，得预处理后的成瓷填料；（2）将成瓷填料、硫化剂外的全部组分混合，经混炼、抽真空混炼得有机硅混炼胶；（3）将预处理后的成瓷填料与有机硅混炼胶混炼；（4）加入硫化剂混炼。这种防水陶瓷化硅橡胶在常温下具有良好的力学性能，成瓷温度低而能在环境温度为300‑400℃时不开裂，成瓷后转化成的陶瓷体因具有致密结构而防水性能良好。其应用包括：一种电缆固定头，具有由防水陶瓷化硅橡胶材料制成的耐火层，力学性能稳定，高温下仍具有防水性。

技术领域

本发明涉及陶瓷化聚合物领域，具体涉及一种防水陶瓷化硅橡胶材料、制备方法及其应用。

背景技术

电缆固定头，又名电缆防水接头、电缆接头，广泛应用于机械设备电气、船舶电气、防蚀设备的电线电缆的固定和保护，主要作用是使电缆出线孔保持密封及防水防尘，进而使机器能安全可靠地运行。目前，电缆固定头多采用橡胶材料，但是橡胶材料不耐高温、不耐燃烧，在出现火灾或其它高温事故时，存在巨大的安全隐患，限制了它们的使用。因此，开发一种具备阻燃功能的电缆固定头材料成为亟待解决的课题，陶瓷化硅橡胶材料为实现这些目的提供了可能。

陶瓷化硅橡胶材料是一种新型的高分子复合材料，易于加工，生产成本低，在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，在接触火焰时能够烧蚀转化成陶瓷状的壳体，而不是被烧成粉状灰烬，该陶瓷状的壳体形成一层坚硬的保护层，该保护层阻挡火焰的继续燃烧，起到隔绝外界火焰的作用，从而保护被烧的物体不受损坏，烧蚀时间越长，温度越高，壳体越坚硬。

但是，陶瓷化硅橡胶材料在作为电缆固定头的使用中仍然存在一些问题。一、发生陶瓷化反应的温度过高，一般在650℃以上，而硅橡胶基体在200℃以上就会发生降解，如果环境温度在200-650℃之间，硅橡胶基体已经发生降解，而成瓷化反应尚未发生，很有可能导致电缆固定头开裂、力学性能降低，密封、防水、防尘等性能出现问题，影响机器安全可靠地运行。二、陶瓷化硅橡胶瓷化之后转化成的陶瓷体，虽然坚硬具有自支撑性，但是本身是多孔的，不是致密的，防水性能差，当在火灾现场发生水淋等情况时，水很可能直接穿过电缆固定头渗进电缆出线孔之中，影响机器安全可靠地运行。

申请公布号为CN104629375A的中国发明专利公开了一种可陶瓷化防火耐火硅橡胶，由包括有机硅混炼胶和陶瓷化粉的原料制得，所述有机硅混炼胶由包括硅生胶、气相二氧化硅、结构化控制剂和陶瓷化改进剂的原料制得，陶瓷化改进剂的分子式为Fe(CO)₃[(CH₂＝CHMe₂SiO)₃SiR]，R为甲基或苯基。这种陶瓷化硅橡胶，硅橡胶基体主体的降解温度在350℃左右，陶瓷化反应在350℃以上就会发生，不仅具有较好的高温耐火性能，在350℃仍能保持一定的力学和绝缘性能。但是这种材料转化成的陶瓷体存在大量的多孔结构，不是致密的，防水性能差；而且，虽然硅橡胶基体主体的降解温度在350℃左右，和陶瓷化反应发生的温度比较接近，当环境温度在300-400℃时，还是会出现开裂、力学性能降低，导致电缆固定头的密封、防水、防尘等性能出现问题；此外，用到的陶瓷化改进剂结构制备工艺复杂、价格昂贵、成本高。

发明内容

本发明的一个目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种转化成的陶瓷体因具有致密结构而防水性能良好、成瓷温度低而能在环境温度为300-400℃时仍保持较好力学性能的防水陶瓷化硅橡胶材料。

本发明解决技术问题采用的技术方案是，提出一种防水陶瓷化硅橡胶材料，按质量份计，包括：

成瓷填料30-100份，所述成瓷填料包括质量比为（40-100）∶（20-100）∶（20-80）的硅粉、云母和二氧化硅；所述硅粉的粒径小于3μm；