一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于硅橡胶技术领域，尤其涉及一种陶瓷化硅橡胶，包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶20～100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～800份、气相白炭黑20～400份、铂阻燃剂0.5～25份、结构化控制剂2～40份、纳米氧化铈10～100份、纳米氧化铁20～100份、纳米氧化铝30～100份、氢氧化镁10～100份、氢氧化铝10～100份、氮化硼5～25份、矿物硅酸盐30～500份。另外，本发明专利技术还涉及一种陶瓷化硅橡胶的制备方法。相比于现有技术，本发明专利技术的陶瓷化硅橡胶集高导热、耐高温、阻燃等多种特性于一体，有利于在电线电缆行业安全应用。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法
本专利技术属于硅橡胶
，尤其涉及一种陶瓷化硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
陶瓷化硅橡胶是指在燃烧时候可以形成坚硬的外壳，从而保护被烧的电缆内部元器件不受损坏，保证正常的输电及电信号传输，但呈现以下缺点：一，目前市场主流的陶瓷混炼胶不具备耐高温功能，难以持续经受高温工作环境，限制了陶瓷混炼胶的应用；二，目前市场主流的陶瓷混炼胶不具备导热功能，难以将高热量导热散热出去，局部过热容易导致信号传输失真；三，目前市场主流的陶瓷混炼胶在灼烧条件下难以持续正常工作，从而导致信号中断，不利于陶瓷电缆通过可靠性试验；四，目前市场主流的陶瓷混炼胶在异常火灾情况下，维持正常工作时间较短，不利于电线电缆报警及正常信号传输。有鉴于此，确有必要提供一种新的陶瓷化硅橡胶。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种陶瓷化硅橡胶，集高导热、耐高温、阻燃等多种特性于一体，有利于陶瓷化硅橡胶在电线电缆行业安全应用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种陶瓷化硅橡胶，包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶20～100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～800份、气相白炭黑20～400份、铂阻燃剂0.5～25份、结构化控制剂2～40份、纳米氧化铈10～100份、纳米氧化铁20～100份、纳米氧化铝30～100份、氢氧化镁10～100份、氢氧化铝10～100份、氮化硼5～25份、矿物硅酸盐30～500份。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中乙烯基的质量百分含量为0.03～8％。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中苯基的质量百分含量≥40％。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述气相白炭黑的比表面积为100～400m2/g。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述铂阻燃剂包括铂化合物中的至少一种。如氯铂酸、铂络合物等。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述结构化控制剂包括羟基硅油、二苯基硅二醇、烷氧基硅烷、低分子聚硅烷和硅氮烷中的至少一种。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述纳米氧化铈的粒径D50为15～25nm，所述纳米氧化铁的粒径D50为15～25nm，所述纳米氧化铝的粒径D50为20～40nm。优选的，所述纳米氧化铈的粒径D50为20nm，所述纳米氧化铁的粒径D50为20nm，所述纳米氧化铝的粒径D50为30nm。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述氢氧化镁的粒径D50为1～3μm，所述氢氧化铝的粒径D50为1～3μm，所述氮化硼的粒径D50为5～10μm。优选的，所述氢氧化镁的粒径D50为2μm，所述氢氧化铝的粒径D50为2μm，所述氮化硼的粒径D50为6μm。氮化硼的分子结构为六方结晶，单晶导热系数为300W/mk。作为本专利技术所述的陶瓷化硅橡胶的一种改进，所述矿物硅酸盐包括硅灰石、硅酸钙、硅酸镁和纳米蒙脱土中的至少一种。本专利技术的目的之二在于：提供一种说明书前文所述的陶瓷化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：1)将甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白炭黑、结构化控制剂、氢氧化镁、氢氧化铝、氮化硼和矿物硅酸盐投入捏合机，在40～60℃下捏合0.5～2h，得到胶料；2)将胶料自然冷却24h；3)将冷却后的胶料、铂阻燃剂、纳米氧化铈、纳米氧化铁和纳米氧化铝投入捏合机，搅拌成团，升温至160～200℃热炼1～3h，抽真空，出料即得陶瓷化硅橡胶。相比于现有技术，本专利技术的有益效果包括但不限于：1)在本专利技术中，采用甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶两种生胶复配，一方面，构成较强的乙烯交联网络，进而使得硅橡胶具有较强的力学强度；另一方面，甲基乙烯基苯基硅橡胶中的苯基能改善硅橡胶的耐高温性能。另外，本专利技术添加的纳米氧化铈和纳米氧化铁是均高耐温粉体，可让硅橡胶具有更高的耐温性能，使得陶瓷化硅橡胶可在300度环境下保持力学强度10h，保护电线电缆内部器件，保证电信号传输。2)在本专利技术中，矿物硅酸盐起着陶瓷化功能，灼烧时候形成坚固的陶瓷化外壳作用，从而保护被烧的电缆内部元器件不受损坏，保证正常的输电及电信号传输。3)在本专利技术中，纳米氧化铝起着高导热与阻燃作用，氢氧化铝和氢氧化镁起到协助高导热与阻燃作用；氮化硼也起到高导热作用，从而使得本专利技术的硅橡胶具有高导热功能，导热系数可达2W/mk左右。4)在本专利技术中，气相白炭黑相比于传统的沉淀法白炭黑具有更强的力学补充性能，可协助甲基乙烯基硅橡胶和甲基乙烯基苯基硅橡胶两种生胶补强，进一步改善硅橡胶的力学性能；另外，结构化控制剂与气相白炭黑发生化学反应形成化学键，防止硅橡胶结构化，防止降低其力学性能。5)在本专利技术中，采用的是少量铂阻燃剂，而不是卤类阻燃剂或无机氧化物阻燃剂，其既能通过ROHS测试，又不影响陶瓷化硅橡胶的力学性能。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。实施例1一种陶瓷化硅橡胶，包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶50份、甲基乙烯基苯基硅橡胶50份、气相白炭黑20份、氯铂酸(铂阻燃剂)0.5份、羟基硅油(结构化控制剂)2份、纳米氧化铈10份、纳米氧化铁20份、纳米氧化铝30份、氢氧化镁10份、氢氧化铝10份、氮化硼5份、硅灰石(矿物硅酸盐)30份。甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中乙烯基的质量百分含量为0.03％。甲基乙烯基苯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中苯基的质量百分含量为40％。气相白炭黑的比表面积为100～400m2/g。纳米氧化铈的粒径D50为20nm，纳米氧化铁的粒径D50为20nm，纳米氧化铝的粒径D50为30nm。氢氧化镁的粒径D50为2μm，氢氧化铝的粒径D50为2μm，氮化硼的粒径D50为6μm。氮化硼的分子结构为六方结晶，单晶导热系数为300W/mk。该陶瓷化硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：1)将甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶、气相白炭黑、羟基硅油、氢氧化镁、氢氧化铝、氮化硼和矿物硅酸盐投入捏合机，在40～60℃下捏合0.5～2h，得到胶料；2)将胶料自然冷却24h；3)将冷却后的胶料、铂阻燃剂、纳米氧化铈、纳米氧化铁和纳米氧化铝投入捏合机，搅拌成团，升温至160～200℃热炼1～3h，抽真空，出料即得陶瓷化硅橡胶。实施例2与实施例1不同的是：本实施例的陶瓷化硅橡胶包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶33份、甲基乙烯基苯基硅橡胶67份、气相白炭黑20份、氯铂酸(铂阻燃剂)0.6份、二苯基硅二醇(结构化控制剂)2份、纳米氧化铈12份、纳米氧化铁12份、纳米氧化铝32份、氢氧化镁12份、氢氧化铝10份、氮化硼6份、硅酸钙(矿物硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷化硅橡胶，其特征在于，包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶20～100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～800份、气相白炭黑20～400份、铂阻燃剂0.5～25份、结构化控制剂2～40份、纳米氧化铈10～100份、纳米氧化铁20～100份、纳米氧化铝30～100份、氢氧化镁10～100份、氢氧化铝10～100份、氮化硼5～25份、矿物硅酸盐30～500份。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷化硅橡胶，其特征在于，包括以下质量份数的组成：甲基乙烯基硅橡胶20～100份、甲基乙烯基苯基硅橡胶20～800份、气相白炭黑20～400份、铂阻燃剂0.5～25份、结构化控制剂2～40份、纳米氧化铈10～100份、纳米氧化铁20～100份、纳米氧化铝30～100份、氢氧化镁10～100份、氢氧化铝10～100份、氮化硼5～25份、矿物硅酸盐30～500份。


2.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述甲基乙烯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中乙烯基的质量百分含量为0.03～8％。


3.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述甲基乙烯基苯基硅橡胶的平均分子量为40万～80万，其中苯基的质量百分含量≥40％。


4.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述气相白炭黑的比表面积为100～400m2/g。


5.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述铂阻燃剂包括铂化合物中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的陶瓷化硅橡胶，其特征在于，所述结构化控制剂包括羟基硅油、二苯基硅二醇、烷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振平，
申请(专利权)人：东莞海之澜硅胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44