本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性硅橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)際電力行業(yè)，對(duì)電纜封堵材料和裝置還是沿用早期的基于無(wú)機(jī)和有機(jī)的軟質(zhì)阻燃材料，封堵效果十分依賴材料本身的理化特性，容易受外界紫外線溫度、溫度、污穢度因素的影響，隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)，性能會(huì)進(jìn)一步下降，以及對(duì)嚙齒類(lèi)動(dòng)物防護(hù)能力也是有限的，不能對(duì)電纜和墻體或者柜體之間形成長(zhǎng)期堅(jiān)韌有效的密封。
中國(guó)專(zhuān)利cn10044165c公開(kāi)了一種用于現(xiàn)代建筑孔洞進(jìn)行封堵的無(wú)鹵素低密度防火密封堵料。其特點(diǎn)是該無(wú)鹵素防火密封堵料采用硅橡膠為膠粘材料，配以甲基硅油、氫氧化鋁、正硅酸乙酷、有機(jī)錫等成份，經(jīng)配制、攪拌、硫化而成。該無(wú)鹵素防火密封堵料密度小，并具有良好的流動(dòng)性，封堵后氣密、水密性好，遇火燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，從而徹底解決了以氯化石蠟為原料的堵料遇火分解有毒氣體的缺點(diǎn)。但是，該專(zhuān)利所制備的橡膠抗撕拉強(qiáng)度低，彈性差，不適合電纜的封堵。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn105949747a公開(kāi)了一種電氣柜封堵結(jié)構(gòu)。所述電氣柜的底面為復(fù)合防火板，所述復(fù)合防火板的下方為電纜井，所述復(fù)合防火板上設(shè)置有若干供電纜通過(guò)的孔洞，孔洞與電纜之間通過(guò)防火膠泥進(jìn)行封堵，所述孔洞為倒錐形。所述防火膠泥由以下重量份數(shù)計(jì)的原料制成，異氰酸酯100份、四溴苯酐二醇40-60份、甲基乙烯基硅橡膠30-60份、硼硅酸鹽10-30份、甲基磷酸二甲酯10-20份、聚丁烯油20-40份、聚乙基硅氧烷20-40份、云母粉20-30份、滑石粉10-20份、抗氧劑bht5-10份。該專(zhuān)利防水、防塵、防有毒氣體。防火阻燃、有韌性、重量輕，不會(huì)破碎或塌落。便于二次施工，成型后的封堵面可以用鉆頭鉆孔，不會(huì)怕破壞整體結(jié)構(gòu)，二次施工就位后，再用防火膠泥封堵即可。但是，該專(zhuān)利防火膠泥原料種類(lèi)復(fù)雜，成本高。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn105694471a公開(kāi)了一種陶瓷化耐火硅橡膠的制備方法，該橡膠包含甲基乙烯基硅橡膠100份、白炭黑20-50份、羥基硅油2-10份、偶聯(lián)劑1-5份、瓷化粉25-100份、熱穩(wěn)定劑2-5份、阻燃劑10-40份、硫化劑1-2份。其制備方法為：在捏合機(jī)中加入甲基乙烯基硅橡膠，再加入白炭黑和羥基硅油，于80℃的溫度下混煉30min，之后加入偶聯(lián)劑、瓷化粉、熱穩(wěn)定劑和阻燃劑，混煉1-1.5h，將溫度升至100℃并保持高真空30min，冷卻至室溫后在開(kāi)煉機(jī)上加入硫化劑混煉，即可制得陶瓷化耐火硅橡膠。該橡膠在常溫下具有良好的力學(xué)性能和電學(xué)性能，不含鹵素，燃燒時(shí)無(wú)煙、無(wú)毒，能夠很快熄滅并形成陶瓷化殼體保證內(nèi)部的完整。但是，該專(zhuān)利硅橡膠彈性差，不適合電纜封堵材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種改性硅橡膠及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：甲基乙烯基硅橡膠27-38%，硼纖維5-10%，陶瓷微粉10-15%，白炭黑8-13%，改性樹(shù)木灰燼1-3%，羥基硅油0.5-1.0%，硫化劑0.4-0.8%和阻燃劑30-40%。
優(yōu)選地，所述甲基乙烯基硅橡膠的型號(hào)為110-2。
優(yōu)選地，所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10-15%雙氧水浸泡2-3h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2-3%的納米碳、1-2%的聚異丁烯、2-3%的檸檬酸三丁酯、1-2%的氫氧化鋁和1-2%的硅烷偶聯(lián)劑，高速2000-3000r/min攪拌20-30min，烘干粉碎，即得。
優(yōu)選地，所述的硅烷偶聯(lián)劑為kh550或者kh560。
優(yōu)選地，所述的硫化劑為雙二五硫化劑。
優(yōu)選地，所述的阻燃劑為氫氧化鋁或者氫氧化鎂。
一種上述的改性硅橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，25-35℃條件下混煉5-10min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，60-80℃條件下混煉3-5min，然后薄通5-6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，硫化15-20min，即得。
優(yōu)選地，步驟（2）所述的硫化溫度為155-165℃，壓力為10-15mpa。
本發(fā)明的積極有益效果：
1.本發(fā)明各種原料配合使用，甲基乙烯基硅橡膠，耐高、低溫性，可在-50~250℃下長(zhǎng)期工作；防潮、電絕緣性，耐電弧，電暈性；耐老化、耐臭氧性；表面不粘性和憎水性；壓縮變形小，耐飽和蒸汽性。樹(shù)木灰燼經(jīng)過(guò)改性，可改善硅橡膠的韌性、彈性和耐腐蝕性。各原料協(xié)同作用，所得改性硅橡膠密度1.02-1.10g/cm3，密度小，質(zhì)量輕；邵氏硬度為62-64度，硬度合適；拉伸強(qiáng)度為10.8-12.0mpa，拉伸強(qiáng)度大，老化性能優(yōu)異；拉伸伸長(zhǎng)率374%-421%，拉伸伸長(zhǎng)率高；撕裂強(qiáng)度25.8-27.8kn/m，撕裂強(qiáng)度高，韌性好；回彈性63-70%，彈性好；阻燃等級(jí)為v-0級(jí)，阻燃性能好；本發(fā)明改性硅橡膠綜合性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于電纜封堵材料。
2.本發(fā)明原料種類(lèi)少，制備方法簡(jiǎn)單，較低的溫度條件下實(shí)現(xiàn)各種原料混合均勻，成本低廉。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合一些具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠27%，硼纖維5%，陶瓷微粉12%，白炭黑12%，改性樹(shù)木灰燼3%，羥基硅油0.5%，硫化劑雙二五硫化劑0.5%和阻燃劑氫氧化鋁40%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%雙氧水浸泡2.5h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量3%的納米碳、1%的聚異丁烯、2%的檸檬酸三丁酯、1.5%的氫氧化鋁和1%的硅烷偶聯(lián)劑kh550，高速3000r/min攪拌20min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，25℃條件下混煉10min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，70℃條件下混煉4min，然后薄通5次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在155℃、15mpa條件下硫化15min，即得。
實(shí)施例2
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠28%，硼纖維8%，陶瓷微粉15%，白炭黑11.5%，改性樹(shù)木灰燼3%，羥基硅油0.7%，硫化劑雙二五硫化劑0.8%和阻燃劑氫氧化鎂33%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%雙氧水浸泡2h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2%的納米碳、1.5%的聚異丁烯、3%的檸檬酸三丁酯、1%的氫氧化鋁和1.2%的硅烷偶聯(lián)劑kh560，高速2000r/min攪拌30min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，30℃條件下混煉8min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，60℃條件下混煉5min，然后薄通6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在160℃、12mpa條件下硫化18min，即得。
實(shí)施例3
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠30%，硼纖維10%，陶瓷微粉13%，白炭黑10%，改性樹(shù)木灰燼1%，羥基硅油0.6%，硫化劑雙二五硫化劑0.4%和阻燃劑氫氧化鋁35%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%雙氧水浸泡3h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2%的納米碳、1%的聚異丁烯、3%的檸檬酸三丁酯、2%的氫氧化鋁和1.5%的硅烷偶聯(lián)劑kh560，高速2000r/min攪拌25min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，35℃條件下混煉5min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，70℃條件下混煉4min，然后薄通6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在165℃、11mpa條件下硫化20min，即得。
實(shí)施例4
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠30.5%，硼纖維6%，陶瓷微粉12%，白炭黑10.5%，改性樹(shù)木灰燼2%，羥基硅油0.6%，硫化劑雙二五硫化劑0.4%和阻燃劑氫氧化鎂38%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%雙氧水浸泡2.5h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量3%的納米碳、2%的聚異丁烯、2.5%的檸檬酸三丁酯、1%的氫氧化鋁和2%的硅烷偶聯(lián)劑kh550，高速3000r/min攪拌30min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，30℃條件下混煉10min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，70℃條件下混煉5min，然后薄通5次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在155℃、10mpa條件下硫化20min，即得。
實(shí)施例5
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠32%，硼纖維9%，陶瓷微粉10%，白炭黑10.6%，改性樹(shù)木灰燼1%，羥基硅油0.8%，硫化劑雙二五硫化劑0.6%和阻燃劑氫氧化鋁36%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%雙氧水浸泡3h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2%的納米碳、2%的聚異丁烯、2.5%的檸檬酸三丁酯、1.5%的氫氧化鋁和2%的硅烷偶聯(lián)劑kh550，高速3000r/min攪拌25min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，35℃條件下混煉8min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，70℃條件下混煉4min，然后薄通6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在160℃、12mpa條件下硫化16min，即得。
實(shí)施例6
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠35%，硼纖維9%，陶瓷微粉12%，白炭黑8.5%，改性樹(shù)木灰燼2%，羥基硅油1.0%，硫化劑雙二五硫化劑0.5%和阻燃劑氫氧化鎂32%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%雙氧水浸泡2h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量3%的納米碳、1.5%的聚異丁烯、3%的檸檬酸三丁酯、2%的氫氧化鋁和1%的硅烷偶聯(lián)劑kh560，高速2000r/min攪拌30min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，35℃條件下混煉8min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，80℃條件下混煉3min，然后薄通6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在160℃、12mpa條件下硫化16min，即得。
實(shí)施例7
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠36%，硼纖維5%，陶瓷微粉14%，白炭黑13%，改性樹(shù)木灰燼1%，羥基硅油0.6%，硫化劑雙二五硫化劑0.4%和阻燃劑氫氧化鋁30%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%雙氧水浸泡3h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2%的納米碳、2%的聚異丁烯、2%的檸檬酸三丁酯、2%的氫氧化鋁和1.5%的硅烷偶聯(lián)劑kh550，高速3000r/min攪拌20min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，30℃條件下混煉10min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，70℃條件下混煉3min，然后薄通6次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在160℃、15mpa條件下硫化20min，即得。
實(shí)施例8
一種改性硅橡膠，由以下重量百分含量的原料制成：110-2型甲基乙烯基硅橡膠38%，硼纖維5%，陶瓷微粉13%，白炭黑8%，改性樹(shù)木灰燼1.3%，羥基硅油0.9%，硫化劑雙二五硫化劑0.8%和阻燃劑氫氧化鎂33%。
所述改性樹(shù)木灰燼的制備方法包括以下步驟：樹(shù)木灰燼采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%雙氧水浸泡2h后，再用去離子水洗滌至中性，烘干；然后加入樹(shù)木灰燼重量2%的納米碳、2%的聚異丁烯、2.5%的檸檬酸三丁酯、1%的氫氧化鋁和2%的硅烷偶聯(lián)劑kh560，高速3000r/min攪拌30min，烘干粉碎，即得。
上述改性橡膠的制備方法，包括以下步驟：
（1）將甲基乙烯基硅橡膠、硼纖維、陶瓷微粉、白炭黑、改性樹(shù)木灰燼、阻燃劑加入開(kāi)煉機(jī)中，30℃條件下混煉5min，得到膠料，然后加入羥基硅油和硫化劑，60℃條件下混煉5min，然后薄通5次，出片；
（2）將步驟（1）片料放入平板硫化機(jī)中，在155℃、12mpa條件下硫化18min，即得。
對(duì)比實(shí)施例1
本實(shí)施例改性橡膠配方和制備方法與實(shí)施例5相似，相同之處不重述，有些不同的是：所述的110-2型甲基乙烯基硅橡膠替換為乙基硅橡膠。
對(duì)比實(shí)施例2
本實(shí)施例改性橡膠配方和制備方法與實(shí)施例5相似，相同之處不重述，有些不同的是：所述的110-2型甲基乙烯基硅橡膠替換為甲基苯基乙烯基硅橡膠。
對(duì)比實(shí)施例3
本實(shí)施例改性橡膠配方和制備方法與實(shí)施例5相似，相同之處不重述，有些不同的是：省略改性樹(shù)木灰燼的使用，同時(shí)110-2型甲基乙烯基硅橡膠百分含量增加為33%。
對(duì)比實(shí)施例4
本實(shí)施例改性橡膠配方和制備方法與實(shí)施例5相似，相同之處不重述，有些不同的是：所述的硫化劑為2,4-二氯過(guò)氧化苯甲酰。
對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1-8和對(duì)比實(shí)施例1-4制備的改性硅橡膠性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1本發(fā)明實(shí)施例1-8制備的改性硅橡膠的檢測(cè)結(jié)果
由表1可知，相比較與對(duì)比實(shí)施例1-4，對(duì)比實(shí)施例1和2采用不同的硅橡膠作為基材，所得材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度下降明顯；對(duì)比實(shí)施例3省略改性樹(shù)木灰燼的使用，所得材料的密度和硬度變大，回彈率下降，封堵效果差；對(duì)比實(shí)施例4采用不同的硫化劑，密度、硬度變大，強(qiáng)度、回彈率降低，綜合性能下降。
本發(fā)明實(shí)施例1-8制備的改性硅橡膠性能優(yōu)異，密度1.02-1.10g/cm3，密度小，質(zhì)量輕；邵氏硬度為62-64度，硬度合適；拉伸強(qiáng)度為10.8-12.0mpa，拉伸強(qiáng)度大，老化性能優(yōu)異；拉伸伸長(zhǎng)率374%-421%，拉伸伸長(zhǎng)率高；撕裂強(qiáng)度25.8-27.8kn/m，撕裂強(qiáng)度高，韌性好；回彈性63-70%，彈性好；阻燃等級(jí)為v-0級(jí)，阻燃性能好；本發(fā)明改性硅橡膠綜合性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于電纜封堵材料。