一种水气管用阻燃型硅胶管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水气管用阻燃型硅胶管及其制备方法，属于硅胶加工技术领域，所述水气管用阻燃型硅胶管包括如下重量份原料：硅胶100份、黑色色母2

【技术实现步骤摘要】
一种水气管用阻燃型硅胶管及其制备方法


[0001]本专利技术属于硅胶加工
，具体地，涉及一种水气管用阻燃型硅胶管及其制备方法。

技术介绍

[0002]硅胶管可以包覆在水管或者气管等管材外部，以增加管材的强度和耐用性，广泛应用于现代工业、国防工业和日常生活用品中。
[0003]硅胶管作为包覆外管的情况下，在实际应用的过程中，可能会暴露于高温高湿的环境中，甚至遭遇火灾，为了保护内管和内管中流通的液体、气体以及其他材料，对硅胶管的阻燃性能有很高的要求，但普通的硅胶管通常无法长时间承受高温，因此，需要改善硅胶管的热稳定性和阻燃性，使其满足耐用的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种水气管用阻燃型硅胶管及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种水气管用阻燃型硅胶管，由如下重量份原料加工制成：硅胶100份、黑色色母2
‑
3份、补强填料10
‑
20份、硫化剂1.5
‑
3份、阻燃剂2
‑
3份。
[0007]进一步地，所用硅胶为甲基乙烯基硅橡胶。
[0008]进一步地，所用补强填料为气相法白炭黑。
[0009]进一步地，所用硫化剂为双二四硫化剂。
[0010]进一步地，所述阻燃剂为改性碳纳米管，通过如下步骤制备：
[0011]S1、将羧基化碳纳米管加入烧瓶中，再加入SOCl2(氯化亚砜)，超声2h，然后加热回流反应20h，再然后将反应液进行抽滤，将得到固体真空干燥5h，然后加入DMF做溶剂，再加入三聚氰胺和吡啶，在80℃氮气保护下反应20h，然后抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，然后真空干燥10h得到中间体1；羧基化碳纳米管、SOCl2、三聚氰胺、吡啶的用量之比为10g:100mL:22.1g:0.15mL；
[0012]羧基化碳纳米管表面的
‑
COOH在氯化亚砜作用下酰氯化，然后与三聚氰胺上的
‑
NH2反应，获得中间体2,具体反应过程如下所示：
[0013][0014]S2、将中间体1和羟乙醛加入烧瓶，加入乙醇和DMF,加热回流6h，反应结束后，将反应液进行抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，得到中间体2；中间体1、羟乙醛、乙醇、DMF的用量
之比为10g:7.2g:50mL:50mL；
[0015]中间体1的氨基和羟乙醛上的醛基发生缩合反应生成席夫碱，获得中间体2，具体反应过程如下所示：
[0016][0017]S3、将中间体2和二甲基膦酰氯放入烧瓶，加入DMF和水，分批加入碳酸钾，升温至80℃反应6h，将反应液进行抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，得到阻燃剂；中间体2、二甲基膦酰氯、DMF、水、碳酸钾的用量之比为10g:9.96g:75mL:25mL:8.28g；
[0018]中间体2和二甲基膦酰氯在碱性条件下进行威廉姆逊合成生成醚，获得阻燃剂，具体反应过程如下所示：
[0019][0020]阻燃剂通过碳纳米管接枝有机分子改性制成，引入的磷、氮元素，形成磷—氮体系，磷化物高温下分解产生聚偏磷酸。是非常强的脱水剂，能促使有机化合物碳化在高温下表面形成焦炭层，起着隔热和阻氧的作用，氮化物起着发泡剂和焦炭增强剂的作用，在燃烧过程中受热分解生成的N2，CO2，H2O等不可燃气体，还可以稀释可燃气体的浓度。
[0021]碳纳米管在焦炭层中交织成网状结构，可以提高焦炭层的致密性和稳定性，作为一种纳米材料，具有较高的比表面积和纳米效应，可以使阻燃剂的颗粒粒径更小，达到更好的阻燃和抑烟效果，也可以减少阻燃剂的用量，减少阻燃剂的添加对硅胶管自身性能减弱的不利影响，同时碳纳米管本身具有优异的机械性能，可以提高硅胶管的强度、抗疲劳性和抗冲击性。
[0022]进一步地，羧基化碳纳米管通过如下步骤制备：
[0023]将碳纳米管置于烧瓶中加入10mol/L的硝酸溶液，室温超声1h，加热至50℃搅拌反应3h，反应结束后用离心，然后无水乙醇洗涤至中性，60℃下真空干燥24h。将氧化干燥后的固体均匀铺在表面皿中，放入低温等离子体中，通入空气，在200W功率下处理6min，得到羧基化碳纳米管；碳纳米管、硝酸的用量之比为1g:100mL；
[0024]硝酸可以氧化碳纳米管，从而在碳纳米管侧壁和顶端引入一定数量的羧基活性基团，为碳纳米管改性提供反应位点。
[0025]本专利技术的另一个目的是提供一种水气管用阻燃型硅胶管的制备方法，包括如下步骤；
[0026]第一步，将硅胶、黑色色母、补强填料、硫化剂和阻燃剂加入密炼机进行混炼，得到混合物；
[0027]第二步，将混炼后的混合物通过挤出成型机的挤出模具，得到成型硅胶软管，然后放入烘道，高温硫化，然后缠绕成卷，高温进行二次硫化，得到一种水气管用阻燃型硅胶管。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术在硅胶管中加入了由碳纳米管接枝有机分子改性制成的阻燃剂，引入的磷、氮元素，形成磷—氮体系，磷化物高温下分解产生焦炭层，起着隔热和阻氧的作用，氮化物在燃烧过程中受热分解生成的N2，CO2，H2O等不可燃气体，可以稀释可燃气体的浓度，提高了硅胶管的阻燃性。
[0030]碳纳米管作为一种纳米材料，可以使阻燃剂的颗粒粒径更小，达到更好的阻燃和抑烟效果，还可以减少阻燃剂的用量，减少阻燃剂的添加对硅胶管自身性能减弱的不利影响，同时可以提高硅胶管的强度、抗疲劳性和抗冲击性。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]制备羧基化碳纳米管：
[0034]将10g碳纳米管置于烧瓶中加入1L的10mol/L的硝酸溶液，室温超声1h，加热至50℃搅拌反应3h，反应结束后用离心，然后无水乙醇洗涤至中性，60℃下真空干燥24h。将氧化干燥后的固体均匀铺在表面皿中，放入低温等离子体中，通入空气，在200W功率下处理6min，得到羧基化碳纳米管。
[0035]实施例2
[0036]制备阻燃剂：
[0037]S1、将10g羧基化碳纳米管加入烧瓶中，再加入100mL的SOCl2(氯化亚砜)，超声2h，然后加热回流反应20h，再然后将反应液进行抽滤，将得到固体真空干燥5h，然后加入22.1g三聚氰胺，加入100mL的DMF和0.15mL的吡啶，在80℃氮气保护下反应20h，然后抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，然后真空干燥10h得到中间体1；
[0038]S2、将10g中间体1和7.2g羟乙醛加入烧瓶，加入50mL乙醇和50mL的DMF，加热回流6h，反应结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水气管用阻燃型硅胶管，其特征在于，是由硅胶、黑色色母、补强填料、硫化剂、阻燃剂混炼制成；其中，所述阻燃剂通过如下步骤制备：S1、将羧基化碳纳米管加入烧瓶中，再加入SOCl2，超声2h，然后加热回流反应20h，再然后将反应液进行抽滤，将得到固体真空干燥5h，然后加入DMF做溶剂，再加入三聚氰胺和吡啶，在80℃氮气保护下反应20h，然后抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，然后真空干燥10h得到中间体1；S2、将中间体1和羟乙醛加入烧瓶，加入乙醇和DMF，加热回流6h，反应结束后，将反应液进行抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，得到中间体2；S3、将中间体2和二甲基膦酰氯放入烧瓶，加入DMF和水，分批加入碳酸钾，升温至80℃反应6h，将反应液进行抽滤，依次用DMF和水洗涤产物，得到阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种水气管用阻燃型硅胶管，其特征在于，步骤S1中羧基化碳纳米管、SOCl2、三聚氰胺、吡啶的用量之比为10g:100mL:22.1g:0.15mL。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂龙，叶贞辉，姜小彤，
申请(专利权)人：合肥恒德昌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：