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一种防火硅胶布及其制备方法及用途


技术摘要:
本发明涉及一种防火硅胶布及其制备方法及用途,解决了现有的阻燃硅胶布在燃烧后会变成油状而滴落,无法在火势中持续对线缆进行保护的问题。其包含以下重量份的原料组分:甲基乙烯基硅橡胶80‑120份、阻燃剂35‑65份、偶联剂0.6‑1份、交联剂1.3‑1.7份、抑制剂0.1‑0.3  全部
背景技术:
在日常生活以及工业生产中,电子电器的使用非常常见,电子元器件越来越趋近 于密集化和小型化,从而对电子器件的稳定性提出了更高的要求。电子器件在使用过程中 自身会产生热量,可能会存在意外发生火灾事故的问题,由于电子电器之间都是通过线缆 相互连接的,在火灾发生时火焰会沿着线缆快速蔓延,如果没有快速灭火,会在短时间内就 形成较大的火势,产生较大的损失甚至是安全事故。 为了提高电子电器使用的安全性,一般会在线缆的外侧包裹一层阻燃布或者阻燃 涂层。硅橡胶作为一种特种合成橡胶,是以硅氧键为主链,而一般的橡胶是以C-C键为主链 的结构,由于其结构的特殊性决定了它具有耐高低温、耐高电压、耐臭氧老化、耐辐射性、高 透气性以及对润滑油等介质表现出优异的化学惰性。此外,硅橡胶的使用温度范围(-40℃ ~200℃)宽广,弹性好、耐漏电起痕以及电蚀损性能好,因此,目前多采用硅橡胶作为线缆 表面的阻燃层。 在申请公布号为CN101886339A的中国发明专利公开了一种玻璃纤维阻燃硅胶布 及其制造方法,其包括玻璃纤维布和结合于玻璃纤维布的至少一侧表面的防腐耐蚀阻燃 层,所述的防腐耐蚀阻燃层是由下列重量份数的原料构成:混炼硅橡胶60-70份、阻燃剂25- 30份、色料2-5份和硫化剂0.1-0.5份。本技术方案由于将玻璃纤维布作为基材,并且在玻璃 纵向纤维布的一侧或两侧结合由混炼硅橡胶、阻燃剂、色料和硫化剂构成的防腐耐蚀阻燃 层,因而能够体现理想的耐高温、防腐蚀和阻燃效果。 但是上述中的现有技术方案存在以下缺陷:玻璃纤维阻燃硅胶布在达到燃点并燃 烧后会变成油状而滴落,无法在火势中持续对线缆进行保护,当玻璃纤维阻燃硅胶布燃烧 掉以后,线缆还是会被烧着,进而导致火势快速蔓延。
技术实现要素:
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种防火硅胶布,其优 势在于:阻燃效果好,在燃烧后会固化变硬,形成一层保护层包覆在线缆外侧,防止线缆被 烧着。 本发明的第二个目的在于提供一种防火硅胶布的制备方法,其优势在于:加工过 程中各组分混合均匀,成型后防火硅胶布性能较好,且能够防止甲基乙烯基硅橡胶在常温 下自硫而形成死胶。 本发明的第三个目的在于提供一种线缆,其优势在于:具有良好的阻燃性能,在遇 到火灾时表层会形成防火层,避免着火。 为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案: 3 CN 111592763 A 说 明 书 2/12 页 一种防火硅胶布,该防火硅胶布包含以下重量份的原料组分:甲基乙烯基硅橡胶80- 120份、阻燃剂35-65份、偶联剂0.6-1份、交联剂1.3-1.7份、抑制剂0.1-0.3份、催化剂1.8- 2.2份。 通过采用上述技术方案,偶联剂主要起调和作用,增加了各组分间的相溶性,使各 组分能够相互混合均匀,该防火硅胶布在加工过程中交联剂与甲基乙烯基硅橡胶于高温下 发生硫化反应,使甲基乙烯基硅橡胶内部线型的分子之间产生化学键,使线型分子相互连 在一起,提高了甲基乙烯基硅橡胶的强度和弹性,催化剂对硫化反应起到催化作用,抑制剂 能够使甲基乙烯基硅橡胶与交联剂混合后在常温下(20℃)长时间不交联或延迟交联,并且 在温度达到硫化温度时能够快速交联,防止甲基乙烯基硅橡胶常温下与交联剂自行发生硫 化反应,避免甲基乙烯基硅橡胶自然固化而变成死胶;阻燃剂能够提高甲基乙烯基硅橡胶 的阻燃能力,当火灾发生时,阻燃剂与甲基乙烯基硅橡胶在高温下燃烧后会固化变硬,形成 一层致密的保护层并保持包覆在线缆的外侧,进而对线缆进行保护,防止线缆被烧着而导 致火势快速蔓延。 本发明进一步设置为:所述交联剂为含氢硅油。 通过采用上述技术方案,含氢硅油使甲基乙烯基硅橡胶内部分子间形成结构稳定 的三维网状结构,使硫化后的甲基乙烯基硅橡胶具有良好的强度和弹性。 本发明进一步设置为:所述催化剂为铂金催化剂。 通过采用上述技术方案,铂金催化剂能够加快甲基乙烯基硅橡胶硫化反应的反应 速率,并使硫化后的甲基乙烯基硅橡胶具有更稳定的性能,进而有效地对线缆进行保护,并 且能够使硫化后的甲基乙烯基硅橡胶表面更光滑,具有良好的耐磨性,使用寿命长,同时铂 金催化剂不含卤素,不同于过氧化物催化剂催化时会分解产生刺激性气味,铂金催化剂在 催化过程中不会产生气味,有利于环保。 本发明进一步设置为:所述阻燃剂为陶瓷化阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂、无卤阻燃剂 中的任意一种或者其组合。 通过采用上述技术方案,陶瓷化阻燃剂具有良好的阻燃自熄性能,抑烟和抑制余 烬燃烧的效果好,燃烧后会形成陶瓷化层,隔绝氧气,进而达到阻燃效果;聚磷酸铵阻燃剂 具有良好的低毒、低烟、高效阻燃的性能,在燃烧后会形成一层均匀的炭质泡沫层,进而起 到隔氧阻燃的效果;无卤阻燃剂在燃烧后可以形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层,具有隔热、隔 氧、阻止可燃气体向外逸出的作用,从而达到阻燃目的,同时无卤阻燃剂燃烧时发烟量小, 不产生有毒、腐蚀性气体,安全系数高。 本发明进一步设置为:所述阻燃剂为所述陶瓷化阻燃剂和所述聚磷酸铵阻燃剂和 所述无卤阻燃剂的组合,其中所述陶瓷化阻燃剂的重量份组分为20-30份,所述聚磷酸铵阻 燃剂的重量份组分为10-20份,所述无卤阻燃剂的重量份组分为5-15份。 通过采用上述技术方案,将陶瓷化阻燃剂和聚磷酸铵阻燃剂和无卤阻燃剂混合使 用能够提高甲基乙烯基硅橡胶的阻燃性能,同时减少了阻燃剂的用量,节省成本,有利于提 高甲基乙烯基硅橡胶的强度和性能,另外也能够大幅度减少甲基乙烯基硅橡胶在燃烧时产 生的烟量,并使甲基乙烯基硅橡胶燃烧后固化为具有良好密封性的硬质外壳,进而对线缆 进行保护。 本发明进一步设置为:所述偶联剂为γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ- 4 CN 111592763 A 说 明 书 3/12 页 缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。 通过采用上述技术方案,上述偶联剂均能够很好地改善各组分的界面性能,进而 增强了各组分之间的粘合强度,提高了甲基乙烯基硅橡胶的性能,同时也能够改善甲基乙 烯基硅橡胶的界面状态,提高甲基乙烯基硅橡胶的耐老化、耐应力以及电绝缘性能。 本发明进一步设置为:所述偶联剂与原料总质量比为1:(185-197)。 通过采用上述技术方案,经过试验,当偶联剂与原料总质量比大于1:185时,原料 在加工为防火硅胶布的过程中比较粘稠,会粘在生产设备上,难以清理,损耗较大,当偶联 剂与原料总质量比小于1:197时,加工成型后的防火硅胶布弹性较差,性能较低,阻燃效果 较差。 为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案: 一种防火硅胶布的制备方法,该方法包括下列步骤: S1:塑炼:将甲基乙烯基硅橡胶于常温条件下进行塑炼,搅拌8-15分钟; S2:混炼:将阻燃剂和偶联剂加入密炼后的甲基乙烯基硅橡胶进行混合,并于115-125 ℃下混炼0.8-1.2个小时; S3:冷却:将混炼后的甲基乙烯基硅橡胶自然冷却至常温; S4:开炼:向混炼后的甲基乙烯基硅橡胶中加入硫化剂和铂金催化剂,于15-20℃下开 炼10-20分钟; S5:压碾:将开炼后的甲基乙烯基硅橡胶压碾成片状; S6:硫化:对压碾后的甲基乙烯基硅橡胶进行加热,于140-160℃下烘烤5-10分钟; S7:冷却:将硫化后的甲基乙烯基硅橡胶自然冷却至常温。 为实现上述第三个目的,本发明提供了如下技术方案: 一种线缆,该线缆外侧包覆有上述制备方法制得的防火硅胶布。 综上所述,本发明的有益技术效果为: 通过向甲基乙烯基硅橡胶中加入阻燃剂以提高甲基乙烯基硅橡胶的阻燃能力,当火灾 发生时,阻燃剂与甲基乙烯基硅橡胶在高温下燃烧后会固化变硬,形成一层致密的保护层 并保持包覆在线缆的外侧,进而对线缆进行保护,防止线缆被烧着而导致火势快速蔓延,硫 化剂用于对甲基乙烯基硅橡胶进行硫化,提高甲基乙烯基硅橡胶的强度和性能; 通过将陶瓷化阻燃剂和聚磷酸铵阻燃剂和无卤阻燃剂混合使用能够提高甲基乙烯基 硅橡胶的阻燃性能,同时减少了阻燃剂的用量,节省成本,有利于提高甲基乙烯基硅橡胶的 强度和性能,另外也能够大幅度减少甲基乙烯基硅橡胶在燃烧时产生的烟量,并使甲基乙 烯基硅橡胶燃烧后固化为具有良好密封性的硬质保护层,进而对线缆进行保护; 通过先对甲基乙烯基硅橡胶进行塑炼,使甲基乙烯基硅橡胶软化,以便于与阻燃剂以 及偶联剂进行混合,开炼时将温度控制在15-20℃之间,以避免开炼过程中甲基乙烯基硅橡 胶温度升高而与交联剂发生硫化反应。 上述线缆在遇到火灾时,其表层的防火硅胶布会迅速固化变硬并形成一层致密的 保护层将线缆包覆在内,进而对线缆进行保护,避免线缆着火。 附图说明 图1是试验组P中重量份原料组分的防火硅胶布未燃烧时的示意图。 5 CN 111592763 A 说 明 书 4/12 页 图2是试验组P中重量份原料组分的防火硅胶布燃烧过程中的示意图。 图3是试验组P中重量份原料组分的防火硅胶布燃烧后的示意图。
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