一种改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法与流程

1.本发明涉及绝缘材料技术领域，具体属于一种改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法。


背景技术：

2.云母复合带主要用于缠绕在导体表面、绝缘体外部以起到耐火的功能，传统的云母复合带柔韧性差，并且强度低，防潮效果不显著，会造成内部导体的短路或者损坏。
3.陶瓷化硅橡胶就是一种能在高温条件下，燃烧后形成坚硬陶瓷状物体，硅橡胶的陶瓷化过程就是将硅橡胶燃烧产物不断的固化、捆绑的过程，使分散的、疏松的、不连续的无机小颗粒紧紧的结合在一起。由于其形成机制和最终的产物都如同陶瓷，故形象称之为陶瓷化硅橡胶。
4.陶瓷化硅橡胶在常温下无毒、无味，具有很好的柔软性和弹性，以及优异的防潮性和抗吸水性，具备硅橡胶的特质，陶瓷化耐火硅橡胶在火焰的烧蚀下，燃烧2
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4min后即开始烧结成坚硬的陶瓷状铠装壳体隔绝层，该隔绝层可以非常有效的阻挡火焰的继续燃烧；而且在被烧2min左右完全断烟，在接下来的烧蚀过程中，本身不再有烟雾产生；并且陶瓷状铠装壳体具有优良的绝缘性、隔热性、隔火耐火性，同时也可以承受冲击和震动，以及防止水的渗入。
5.基于二者之间的性能，我们基于陶瓷化硅橡胶制备出一种耐高温、防潮、耐火、阻燃性能优异的云母复合带。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供了一种改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法，克服了现有技术的不足，在云母层上粘接改性陶瓷化硅橡胶层，在高温的情况下，改性陶瓷化硅橡胶层与云母层结合成为一种熔融致密状态，达到高效隔水隔热防止短路的效果。
7.为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
8.一种改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤一，准备原材料：原材料包括云母层、改性陶瓷化硅橡胶层、高分子薄膜、硅橡胶自粘层和耐高温粘结剂；
10.步骤二，在云母层的正面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
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120℃烘干10
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20min，然后在云母层的反面均匀涂布耐高温粘结剂，继续送入烘干箱中80
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120℃烘干2
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6min；
11.步骤三，在高分子薄膜的正面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
‑
120℃烘干2
‑
6min，将烘干后高分子薄膜的正面与云母层的反面进行复合；
12.步骤四，在高分子薄膜的反面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
‑
120℃烘干2
‑
6min，将烘干后高分子薄膜的反面与改性陶瓷化硅橡胶层进行复合，得到所述耐火复合带。
13.进一步，所述云母层采用金云母、合成云母或煅烧云母，所述高分子薄膜采用改性低密度聚乙烯薄膜。
14.进一步，所述改性陶瓷化硅橡胶层由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶10
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16份、硅橡胶50
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80份、低密度聚乙烯20
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30份、改性玻璃粉10
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20份、硫化剂1
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3份、发泡剂2
‑
4份和纳米粒子15
‑
20份。
15.进一步，所述纳米粒子包括zno、ruo2、α
‑
fe2o3、γ
‑
fe2o3、wo3、sno2、导电炭黑、纳米银粉、纳米石墨微片和纳米石墨粉所构成的一组物质中的一种或几种。
16.进一步，所述改性陶瓷化硅橡胶层的具体制备方法包括以下步骤：
17.(1)按照重量份数依次称取上述原材料；
18.(2)先将丁腈橡胶、硅橡胶和低密度聚乙烯密炼，接着加入硫化剂、改性玻璃粉、纳米粒子和发泡剂混炼，模压成片，冷压，并对产物进行辐照，即得改性陶瓷化硅橡胶层。
19.进一步，所述硅橡胶自粘层由下列重量份的原料制成：甲基乙烯基硅橡胶100份、羟基硅油2
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6份、气相法白炭黑20
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40份、硫化剂10
‑
15份、含硼增粘剂4
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20份、氢氧化铝20
‑
60份和硅微粉2
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10份。
20.进一步，所述硅橡胶自粘层的制备方法包括：按配方在捏合机中依次加入甲基乙烯基硅橡胶、气相法白炭黑、羟基硅油、氢氧化铝和硅微粉，待物料完全混入后，升温至150
‑
160℃，恒温并抽真空2
‑
3h，出料，冷却至室温，在开放式炼胶机上加入一定量的含硼增粘剂和硫化剂，混炼均匀，出片分条，经挤出机挤出硫化成型，制得硅橡胶自粘层。
21.进一步，所述耐高温粘结剂由下列重量份的原料制成：环氧树脂1
‑
2份、活性稀释剂0.6
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1.2份、钴玻璃粉0.2
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0.6份、硅酸钠1
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1.5份、稀释剂10
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20份以及固化剂1
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5份。
22.本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
23.1、本发明通过在云母层上粘接改性陶瓷化硅橡胶层，在高温的情况下，改性陶瓷化硅橡胶层与云母层结合成为一种熔融致密状态，达到高效隔水隔热防止短路的效果。
24.2、本发明在云母层的两面均涂布耐高温粘结剂使云母带在生产、使用的过程中云母不能有云母粉尘脱落，保护了生产环境。
25.3、本发明采用高分子薄膜具有质量轻、体积小、拉伸强度大的优势，便于搬运操作，减轻了工人的劳动强度。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅限于这些实例，在为脱离本发明宗旨的前提下，所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。
27.实施例1
28.本实施例公开了一种改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法，包括以下步骤：
29.步骤一，按照重量份数依次称取丁腈橡胶10
‑
16份、硅橡胶50
‑
80份、低密度聚乙烯20份、改性玻璃粉10份、硫化剂1份、发泡剂2份和纳米粒子15份；先将丁腈橡胶、硅橡胶和低密度聚乙烯密炼，接着加入硫化剂、改性玻璃粉、纳米粒子和发泡剂混炼，模压成片，冷压，并对产物进行辐照，即得改性陶瓷化硅橡胶层。
30.其中，纳米粒子包括zno、ruo2、α
‑
fe2o3、γ
‑
fe2o3、wo3、sno2、导电炭黑、纳米银粉、
纳米石墨微片和纳米石墨粉所构成的一组物质中的一种或几种；zno纳米粒子尺寸为40
‑
65nm或70
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95nm，ruo2纳米粒子的粒径为20
‑
70nm，α
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fe2o3和γ
‑
fe2o3纳米粒子的粒径为40
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80nm，wo3纳米粒子的粒径为30
‑
70nm，sno2粒子的粒径为30
‑
65nm，导电炭黑的粒径为15
‑
65nm，纳米银粉的粒径为10
‑
65nm，纳米石墨粉的粒径为15
‑
75nm。
31.步骤二，按配方在捏合机中依次加入甲基乙烯基硅橡胶100份、气相法白炭黑20份、羟基硅油2份、氢氧化铝20份和硅微粉2份，待物料完全混入后，升温至150
‑
160℃，恒温并抽真空2
‑
3h，出料，冷却至室温，在开放式炼胶机上加入含硼增粘剂4份和硫化剂10份，混炼均匀，出片分条，经挤出机挤出硫化成型，制得硅橡胶自粘层。
32.步骤三，在云母层的正面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
‑
120℃烘干10
‑
20min，然后在云母层的反面均匀涂布耐高温粘结剂，继续送入烘干箱中80
‑
120℃烘干2
‑
6min。
33.步骤四，在高分子薄膜的正面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
‑
120℃烘干2
‑
6min，将烘干后高分子薄膜的正面与云母层的反面进行复合。
34.步骤五，在高分子薄膜的反面均匀涂布耐高温粘结剂，然后送入烘干箱中80
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120℃烘干2
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6min，将烘干后高分子薄膜的反面与改性陶瓷化硅橡胶层进行复合，得到耐火复合带。
35.其中，云母层采用金云母、合成云母或煅烧云母，高分子薄膜采用改性低密度聚乙烯薄膜；耐高温粘结剂由下列重量份的原料制成：环氧树脂1份、活性稀释剂0.6份、钴玻璃粉0.2份、硅酸钠1份、稀释剂10份以及固化剂1份。
36.实施例2
37.本实施例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：改性陶瓷化硅橡胶层由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶13份、硅橡胶65份、低密度聚乙烯25份、改性玻璃粉15份、硫化剂2份、发泡剂3份和纳米粒子17.5份。
38.实施例3
39.本实施例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：改性陶瓷化硅橡胶层由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶16份、硅橡胶80份、低密度聚乙烯30份、改性玻璃粉20份、硫化剂3份、发泡剂4份和纳米粒子20份。
40.实施例4
41.本实施例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：硅橡胶自粘层由下列重量份的原料制成：甲基乙烯基硅橡胶100份、羟基硅油4份、气相法白炭黑30份、硫化剂12.5份、含硼增粘剂12份、氢氧化铝40份和硅微粉6份。
42.实施例5
43.本实施例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：硅橡胶自粘层由下列重量份的原料制成：甲基乙烯基硅橡胶100份、羟基硅油4份、气相法白炭黑30份、硫化剂12.5份、含硼增粘剂12份、氢氧化铝40份和硅微粉6份。
44.对比例1
45.本对比例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：采用玻璃纤维纸替代高分子薄膜。
46.对比例2
47.本对比例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：云母层的正面未涂布耐高温粘结剂。
48.对比例3
49.本对比例的制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：硅橡胶自粘层中未添加含硼增粘剂。
50.性能检测：
51.分别采用实施例1
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6和对比例1
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3的制备方法制得耐火复合带，再选择市售某公司生产的云母复合带，进行性能检测，具体检测结果如表1所示。
52.表1性能检测统计表
53.组别耐火程度柔软性抗张强度伸长率剥离强度实施例11250℃较好167pa20％32n/cm实施例21300℃较好176pa20％41n/cm实施例31300℃较好182pa20％43n/cm实施例41360℃较好169pa20％38n/cm实施例51550℃较好173pa20％39n/cm对比例11200℃一般124pa15％22n/cm对比例21160℃较好156pa20％30n/cm对比例31000℃较好148pa20％26n/cm市售产品<850℃一般110pa10％10n/cm
54.根据表1的性能检测结果可知，本发明所提供的改性硅橡胶陶瓷化云母耐火复合带的制备方法相较于市场上现有的产品，具有耐火性、力学强度和柔软性上的优势，满足极端条件下的电缆使用，具有较好的经济效益。
55.以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。