一种航空航天用硅橡胶电缆护套.pdf

本发明公开了一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶80-90份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶10-20份，含氢硅油1.5-2.8份，羟基硅油6-10份，气相白炭黑15-23份，硅微粉15-20份，改性氧化镁30-45份，碳化硅20-28份，DCP0.5-1.2份,双二四1-1.5份，氢氧化镁/铂络合物20-30份，在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16。本发明抗张强度、耐撕裂强度高，阻燃，环境污染小，制备工艺简单。

权利要求书1.  一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶80-90份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶10-20份，含氢硅油1.5-2.8份，羟基硅油6-10份，气相白炭黑15-23份，硅微粉15-20份，改性氧化镁30-45份，碳化硅20-28份，DCP0.5-1.2份,双二四1-1.5份，氢氧化镁/铂络合物20-30份，在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为40-45℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为4-6min，加入气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为35-40min；然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在650-750℃进行煅烧得到改性氧化镁；将得到的混炼胶采用3-7℃/min的速度升温至130-190℃，保温1-4h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为150-160℃。2.  根据权利要求1所述的航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45-63万，其中乙烯基含量为0.18-0.24mol％。3.  根据权利要求1所述的航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的接枝率为9.75-11.43。4.  根据权利要求1所述的航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，乙烯基硅橡胶与丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的重量比为85-90:15-20。5.  根据权利要求1所述的航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，硅微粉的pH值为中性，且其中二氧化硅的含量为78-84.5wt％，氧化镁的含量为6.8-7.1wt％。6.  根据权利要求1所述的航空航天用硅橡胶电缆护套，其特征在于，硅微粉中粒径小于1微米的硅微粉占85-90wt％，粒径为1-5微米的硅微粉占5-8wt％，硅微粉的比表面积为18-24m/g。

说明书一种航空航天用硅橡胶电缆护套
技术领域
本发明涉及硅橡胶电缆护套技术领域，尤其涉及一种航空航天用硅橡胶电缆护套。
背景技术
电线电缆广泛分布于电厂、地下设施、大楼等各个角落，一旦发生火灾并迅速蔓延，就会给人民生命和财产带来巨大损失。耐火电缆是一种在发生燃烧时，仍能保证线路在一定时间里正常运行的电缆，在发生火灾时可继续输送电能和信号，硅橡胶的主链由硅氧原子交替组成，在硅原子上带有有机基团，硅橡胶由于具有独特的化学稳定性、耐高低温性、耐候性、绝缘性及生理惰性等，广泛应用于航空航天领域。硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃至250℃下长期使用，但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，硅橡胶分子链中含有大量的C和H，所以硅橡胶本身具有可燃性，如何制备一种抗张强度、耐撕裂强度高，阻燃，环境污染小的硅橡胶电缆护套成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种航空航天用硅橡胶电缆护套，抗张强度、耐撕裂强度高，阻燃，环境污染小，制备工艺简单。
本发明提出的一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶80-90份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶10-20份，含氢硅油1.5-2.8份，羟基硅油6-10份，气相白炭黑15-23份，硅微粉15-20份，改性氧化镁30-45份，碳化硅20-28份，DCP0.5-1.2份,双二四1-1.5份，氢氧化镁/铂络合物 20-30份，在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；
上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：
将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为40-45℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为4-6min，加入气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为35-40min；
然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在650-750℃进行煅烧得到改性氧化镁；
将得到的混炼胶采用3-7℃/min的速度升温至130-190℃，保温1-4h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为150-160℃。
优选地，甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45-63万，其中乙烯基含量为0.18-0.24mol％。
优选地，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的接枝率为9.75-11.43。
优选地，乙烯基硅橡胶与丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的重量比为85-90:15-20。
优选地，硅微粉的pH值为中性，且其中二氧化硅的含量为78-84.5wt％，氧化镁的含量为6.8-7.1wt％。
优选地，硅微粉中粒径小于1微米的硅微粉占85-90wt％，粒径为1-5微米的硅微粉占5-8wt％，硅微粉的比表面积为18-24m/g。()
本发明中，以甲基乙烯基硅橡胶为基料，配合加入适量丙烯腈接枝三元乙丙橡胶，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶不仅保留了三元乙丙橡胶的耐腐蚀性，耐油 性能显著增强，具有较好的物理机械性能和加工性能两者共同作用，胶料不仅硫化活性高，得到产品硬度高，永久压缩变形小，且耐腐蚀及耐油性能优异，同时采用DCP与双二四作为硫化剂，产品不仅具有较好的物理机械性能，同时可减少硫化过程产生的气泡，提高硫化胶的稳定性，产品耐撕裂及抗张强度高。
气相白炭黑表面的三种基团与甲基乙烯基硅橡胶的氢键之间相互作用来提高产品的强度，填充效果好，既能使高温硫化硅橡胶具有较好的力学性能，又具有较好的难燃性；随着白炭黑用量的增加，硅橡胶的导电性会提高，硬度也随着增大，但其强度会有所下降，填入适量含氢硅油与羟基硅油做为结构控制剂既能起到软化作用.又可使硅橡胶的综合性能有所提高，可避免混炼胶料放置时间过长胶料变硬变脆，难以加工熟化；
含有阻燃剂的高温硫化硅橡胶在燃烧过程中，往往会产生烟雾和有毒气体，这是火灾中造成人员死亡的主要原因，碳化硅是一种比较好的能抑制发烟和捕捉有毒气体的无机填料，其硬度很大，具有优良的导热性能，高温时能抗氧化，热膨胀又小，抗热震性很高，是优质的耐火材料，采用一定的工艺制备的改性氧化镁流动性能优异，导热性能好，添加适量硅微粉并通过限制硅微粉的粒径，润滑作用好，并可显著提高产品抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能，且成本较低，硅微粉、碳化硅、活性氧化镁及氢氧化镁/铂络合物共同作用，介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高，硅橡胶的致密性和强度能获得大幅度提高，物理机械性能较为优异。
具体实施方式
实施例1
一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶80份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶20份，含氢硅油1.5份，羟基硅油10份， 气相白炭黑15份，硅微粉20份，改性氧化镁30份，碳化硅28份，DCP0.5份,双二四1.5份，氢氧化镁/铂络合物20份；
其中在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；甲基乙烯基硅橡胶的分子量为45万，其中乙烯基含量为0.24mol％；丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的接枝率为9.75；硅微粉的pH值为中性，且其中二氧化硅的含量为84.5wt％，氧化镁的含量为6.8wt％，硅微粉中粒径小于1微米的硅微粉占90wt％，粒径为1-5微米的硅微粉占5wt％，硅微粉的比表面积为24m/g。
上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：
将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为45℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为4min，加入气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为40min；
然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在650℃进行煅烧得到改性氧化镁(具有高导热性和流动性)；
将得到的混炼胶采用7℃/min的速度升温至130℃，保温4h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为150℃。
实施例2
一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶82份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶18份，含氢硅油2.5份，羟基硅油9份，气相白炭黑20份，硅微粉18份，改性氧化镁35份，碳化硅27份，DCP0.85份,双二四1.25份，氢氧化镁/铂络合物27份；
其中在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；甲基乙烯基硅橡胶的分子量为63万，其中乙烯基含量为0.18mol％；丙烯腈接枝三元乙丙橡胶的接枝率为11.43；硅微粉的pH值为中性，且其中二氧化硅的含量为78wt％，氧化镁的含量为7.1wt％，硅微粉中粒径小于1微米的硅微粉占85wt％，粒径为5微米的硅微粉占5-8wt％，硅微粉的比表面积为18m/g。
上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：
将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为42℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为5min，加入气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为38min；
然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在745℃进行煅烧得到改性氧化镁(具有高导热性和流动性)；
将得到的混炼胶采用6℃/min的速度升温至145℃，保温3h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为155℃。
实施例3
一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶90份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶10份，含氢硅油2.8份，羟基硅油6份，气相白炭黑23份，硅微粉15份，改性氧化镁45份，碳化硅20份，DCP1.2份,双二四1份，氢氧化镁/铂络合物30份；
其中在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；甲基乙烯基硅橡胶的分子量为48万，其中乙烯基含量为0.22mol％；丙烯腈接枝三元 乙丙橡胶的接枝率为11；硅微粉的pH值为中性，且其中二氧化硅的含量为79.2wt％，氧化镁的含量为6.85wt％，硅微粉中粒径小于1微米的硅微粉占88.3wt％，粒径为1-5微米的硅微粉占7.5wt％，硅微粉的比表面积为22.4m/g。
上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：
将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为40℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为6min，加入气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为35min；
然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在750℃进行煅烧得到改性氧化镁(具有高导热性和流动性)；
将得到的混炼胶采用3℃/min的速度升温至190℃，保温1h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为160℃。
实施例4
一种航空航天用硅橡胶电缆护套，其原料按重量份包括：甲基乙烯基硅橡胶85份，丙烯腈接枝三元乙丙橡胶15份，含氢硅油2.4份，羟基硅油7份，气相白炭黑21份，硅微粉16份，改性氧化镁42份，碳化硅25份，DCP0.55份,双二四1.25份，氢氧化镁/铂络合物27份，在氢氧化镁/铂络合物中铂配合物所占的质量分数为1.2×10-16；
上述航空航天用硅橡胶电缆护套制备工艺为：
将甲基乙烯基硅橡胶与三元乙丙橡胶送入开炼机中塑炼均匀，塑炼温度为44℃，塑炼处理后加入含氢硅油和羟基硅油混炼均匀，混炼时间为5min，加入 气相白炭黑和硅微粉，混炼均匀，混炼时间为36min；
然后加入氢氧化镁/铂络合物、改性氧化镁和碳化硅混炼均匀得到混炼胶；其中改性氧化镁采用如下工艺制备：将氢氧化镁经过高温煅烧后得到氧化镁，用乙烯基三乙氧基硅烷对得到的氧化镁进行表面处理后，在680℃进行煅烧得到改性氧化镁(具有高导热性和流动性)；
将得到的混炼胶采用4℃/min的速度升温至165℃，保温2h得到胶料，将胶料二次返炼，然后加入DCP与双二四混炼均匀，挤出成型，硫化处理得到航空航天用硅橡胶电缆护套，其中硫化温度为152℃。
将实施例1-4中所述的航空航天用硅橡胶电缆护套进行性能，测试结果如下：
测试项目单位测试结果一般硅橡胶测试结果邵氏硬度A 7055拉伸强度MPa1812体积电阻率Ωm·cm3×10151×1014耐火性能 通过测试没通过测试
注：耐火性能测试按照IEC60331-21及GB/T19216的标准进行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。