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发表于 2009-3-23 21:32:00
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阻燃硅橡胶的研制' V, M, }/ U+ O! [% Q2 q2 [3 L
, |6 `, p& N8 Y$ @
通用热硫化(HTV)硅橡胶一旦着火,就会持续燃烧;而阻燃硅橡胶是一种不会产生大量烟雾及有害气体的安全性材料,在家用电器、办公用品、机械、航空航天、船舶及地下建筑领域中的应用越来越广泛。通过加入阻燃剂制备阻燃硅橡胶制品,具有工艺简单和加工方便等优点。氢氧化铝是橡胶及塑料常用的无机阻燃剂,本实验通过添加氢氧化铝,制成了无卤阻燃硅橡胶,考察了HTV硅橡胶的离火熄灭时间及燃烧速率。
1 P9 t& m, z( C- X7 C; w* f 实验
( @3 F3 U9 u* Z" n3 l; F 1.1 主要原料及设备! T# v/ O8 \& p* y
硅橡胶生胶:110#-2,;白炭黑:Nipsil LP,;羟基硅油:羟基质量分数≥8%;氢氧化铝:AR,200-400目;氯铂酸:AR,;铁锡复合氧化物:粒径大于400目,自制;乙炔炭黑:工业品,;硫化剂 (DPBMH):工业品。/ r5 c5 t" V- N2 F% f0 d
:邵氏 LX-A,
4 N+ a) T+ z7 B$ i/ G# r 1.2 硅橡胶混炼胶的基本配方
- a) f# H4 [5 _# o3 | 100份硅橡胶生胶,40份白炭黑,4份羟基硅油。9 q) e2 c$ e( s# P
1.3 氢氧化铝的表面处理9 S( H8 Q) G6 ?. G# s7 }1 ^; ]( `
把氢氧化铝放入三口烧瓶中,加入适量的表面处理剂,在一定温度下搅拌回流2~4h;然后在真空下脱去低沸物,冷却,密闭保存备用。
1 ^" d& d! X" Y% B 1.4 混炼工艺 a- J6 s# B Q
取一定量的硅橡胶混炼胶,经塑炼、薄通,停放4h后,加入氢氧化铝,混炼,小辊距薄通 6次以上;再加入氯铂酸等助剂,混炼,薄通3次,下片,放置24h。
) r# ?: g0 m( \- u 1.5 制片
+ j8 l8 X! s6 z& e* p4 s 取上述混炼胶塑炼,加入适量DPBMH,混匀;在乎板硫化机上,170℃、14.5 MPa条件下硫化15min,试片厚度为2mm。2 V# b ?1 F! K+ E. f
1.6 性能测试
; }/ z/ D; o, M- c2 y 硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和邵尔A硬度分别按GB/T528-1992、GB/T529-1992和 GB/T531-1992标准测试。$ u. i# a( m6 ]1 @. y( ^6 q/ s
硫化胶的离火熄灭时间:按美国UL-94V-0及V-1阻燃标准测试。将宽17.2mm的样 条置于火焰中10s,然后移走火焰,垂直倒置,读出样条持续燃烧的时间;重复几次,取其平均值。
+ `+ ^* W% Y% ~) b' v 燃烧速率:按GB/T2408-1996标准测试。按下式计算:
7 C# Q. a k8 f& j% S% a v=60 l/t
7 X1 x3 c& u* o) i 式中,v为燃烧速率,mm/min;l为烧损长度,mm;t为燃烧时间,s。 6 W. g% [' B5 N+ d& l& T2 \1 L
2 结果与讨论
+ g+ k. s* p$ F4 M* b 2.1 氢氧化铝用量对硅橡胶硫化胶性能的影响/ E: m( @; R, j4 z) n
氢氧化铝用量对硅橡胶硫化胶性能的影响见表1。. b& O) a. S* I7 T8 v0 e8 ]
表1氢氧化铝用量对硅橡胶性能的影响①
, d$ k1 z3 O2 t ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
C7 H+ v% y" z; U 氢氧化铝质 邵尔A硬度 扯断伸长率 拉伸强度 撕裂强度 离火熄灭时间+ |+ t3 {( v- \. C
量分数/% /度 /% /MPa /kN/m /s
4 B: r& J7 ~$ T# ~3 I ───────────────────────────────────: X& |, }/ R7 C) t$ O7 t
0 40 747 7.1 20.0 持续燃烧
5 R l: c# ?5 A; o9 q) L; w 30 45 559 5.5 12.7 630 A$ F$ B/ r, q" E3 D
35 42 656 5.4 11.9 37
2 N/ m" a& S0 J/ `7 ] W" f 40 45 624 5.0 11.3 28
O& ~$ L( P+ y. u2 Z% o9 V5 b 45 45 577 4.2 11.8 88 x# E0 q( t( ?2 L; j9 m
50 45 525 4.0 10.5 5) h& N5 @! O* Y0 y j, j9 r8 M* {
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━+ X5 c1 P- l: {5 F w
注:①硅橡胶混炼胶的用量为100质量份。
; T! U& K: g+ V/ w! q 从表1可以看出,氢氧化铝对提高硅橡胶的阻燃性的效果十分明显。随着氢氧化铝用量的增加,硫化胶的离火熄灭时间缩短;当氢氧化铝用量大于50%时,硫化胶的阻燃性能达到了美国 UL-94V-0阻燃标准(平均持续燃烧时间小于5s,最高为10s);但随着氢氧化铝用量的增加,硅橡胶的断裂伸长率、拉伸强度和撕裂强度均有所下降。
% I0 B% M2 z, I) E, ^: n# z8 r 2.2 氢氧化铝的表面处理剂种类对硅橡胶性能的影响! l# o0 A% }+ g& Q
不同表面处理剂处理的氢氧化铝对硅橡胶性能的影响见表2。
' f, |5 A4 i) y/ F( b4 |7 R6 n, I( e 表2 氢氧化铝的表面处理剂种类对硅橡胶性能的影响①
4 o7 {. a2 p C. p ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━+ i- n4 s( [( N3 L2 W% p8 j
处理剂种类 扯断伸长率 拉伸强度 邵尔A硬度 撕裂强度/ 离火熄灭) N$ T+ p2 b6 a, c. w+ P, H
/% /MPa /度 kN/m 时间/s
- i6 Y* p h& \, i& q& { ─────────────────────────────────────( v( \. h. ^- b$ m$ x5 \1 g
未处理 577 4.2 45 11.8 81 p7 c2 E' R! d- s5 M* n3 S
六甲基二硅氮烷 610 5.0 45 15.0 10: q' T; R, g: f/ M& O; A2 T9 v
γ-氯丙基三甲氧基硅烷 532 4.8 55 14.0 10
* |8 d' `, ?- A5 r0 T+ v: W 乙烯基三乙氧基硅烷 620 5.1 48 14.5 9) P& Q+ I+ [, t3 P
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
1 s) } B l7 u) B 注:①棍炼胶100份,氢氧化铝45份。* u4 f- ~+ Q7 E) N6 n/ y
由表2可看出,使用经表面处理的氢氧化铝作填料,硅橡胶的力学性能有所提高;但对阻燃性没有益处。其中经六甲基二硅氮烷处理的氢氧化铝最松散,加工性能最好;而用γ-氯丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三乙氧基硅烷处理的氢氧化铝则易结块,对硅橡胶的加工性能有所影响;未处理的氢氧化铝与硅橡胶的亲和性最差。
* b; v& F" r; P4 Z* ?: k8 | 2.3 氯铂酸用量对硅橡胶阻燃性能的影响8 k }0 n# ^/ o, w; O# }: |
氯铂酸用量对硅橡胶阻燃性能的影响见表3。7 @# r$ n1 A2 g
表3 氯铂酸用量对硅橡胶阻燃性能的影响①1 [0 s7 i: N& a
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3 \0 ] r5 T# ^# l 氯铂酸用量② 离火熄灭时间 燃烧速率/ 拉伸强度, S/ e4 |8 e6 \2 V
/10^-6 /s mm/min /MPa
% r% P, q( R" ^* R9 E ────────────────────────: l9 c0 V. d, r8 ^9 ^$ [6 ~* a
0 持续燃烧 29.7 6.7, h1 e/ Q: E8 v: K
10 持续燃烧 24.9 6.7
( r, Z" r$ E' C 30 187 18.0 6.5
: h$ G: e) \; }% k3 p L; g3 @ 50 147 10.2 6.80 M4 q9 [4 w/ _& J) e- [' k7 w' O
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━/ C, c8 ?* l5 x9 e7 ^; S; p
注:①混炼胶100份,氢氧化铝45份;②为氯铂酸中Pt的质量分数,下同。
: H8 K" s7 Y* i4 t- \ 由表3可看出,氯铂酸是一种有效的阻燃剂,其用量越大,阻燃效果越好,而且基本不影响硅橡胶的拉伸强度;但因价格较贵,所以其用量受到成本限制。其最佳用量为能达到阻燃性能的最小值。氯铂酸的阻燃性能与硅橡胶的配方及硫化工艺有关;本实验发现,相同配比的未完全硫化胶的阻燃性能比完全硫化胶的性能好。
, S* T) p- ?& ~# x8 Q( F% l 2.4 阻燃剂并用对硅橡胶燃烧性能的影响# V7 P6 y7 C- q. F5 \1 @9 L6 `
阻燃剂并用对硅橡胶燃烧性能的影响见表4。/ ]" `, K* N' ?# x6 v3 d, n
表4 阻燃剂并用对硅橡胶燃烧性能的影响①" K8 [5 a5 f# r/ Q
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
) K! | F) z% { 胶样编号 氢氧化铝质 氯铂酸的质量 铁锡复合氧化物及乙 离火熄灭
! l9 E+ d# k2 U9 x3 |/ B( u 量分数/% 分数/10^-6 炔炭黑的质量分数/% 时间/s
) O" r; {2 {- G ────────────────────────────────── p% U* f9 i U8 h. ^
1 45 8: S! B: X5 m( h! f3 y G
2 50 147
0 O+ P: ^" i @5 b4 X6 ?9 T2 F 3 2 持续燃烧, G: b% t3 X" p0 P4 o
4 45 50 2 3
- j& D4 c+ E7 Z6 x: t" b9 r ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
" F3 g) u- x( `0 Y9 ` 注:①100份混炼胶。+ u) B+ N/ `! r# {& ~- p7 a
从表4可以看出,氯铂酸、铁锡复合氧化物和乙炔炭黑与氢氧化铝并用时,则具有较好的协同阻燃效果;若需达到相同等级的阻燃标准,可以减少氢氧化铝的用量,从而提高硅橡胶的力学性能。" ~/ P/ d I: M' @% o" {( c
3 结论5 R7 g3 e+ ^; Q" P, ]! q9 S) k) N
氢氧化铝对热硫化硅橡胶具有较好的阻燃效果。随着氢氧化铝用量的增加,热硫化硅橡胶的阻燃性能提高;但力学性能降低。9 r* ~* P0 M0 n$ R
氯铂酸、铁锡复合氧化物和乙炔炭黑等阻燃剂与氢氧化铝并用时,具有较好的协同阻燃作用;为达到相同等级的阻燃效果,可减少氢氧化铝的用量,从而提高硅橡胶的力学性能。& x* |. u% N4 i& y/ s
用六甲基二硅氮烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三乙氧基硅烷等对氢氧化铝进行表面处理,可不同程度地提高硅橡胶的力学性能 + p R- _! t2 B3 n) I
高温硫化硅橡胶是高分子量(分子量一般为40~80万)的聚有机硅氧烷(即生胶)加入补强填料和其它各种添加剂,采用有机过氧化物为硫化剂,经加压成型(模压、挤压、压延)或注射成型,并在高温下交链成橡皮。这种橡胶一般简称为硅橡胶。
- q2 j& ~/ k% F9 m 高温硫化硅橡胶的硫化一般分为两个阶段进行,第一分阶段是将硅生胶、补强剂、添加剂、硫化剂和结构控制剂进行,然后将混炼料在金属模具中加压加热成型和,其压力为50公斤/cm2左右,温度为120~130℃,时间为10~30分钟,第二阶段是将硅橡皮从模具中取出后,放入烘箱内,于200~250℃下烘数小时至24小时。使橡皮进一步硫化,同时使有机过氧化物分解挥发# w8 V1 t# Y. s
高温硫化硅橡胶是高分子量的聚硅氧烷(分子量一般为40~80万),室温硫化硅橡胶一般分子量较低(3~6万),在分子链的两端(有时中间也有)各带有一个或两个官能团,在一定条件下(空气中的水分或适当的催化剂),这些官能团可发生反应,从而形成高分子量的交联结构。2 d" [1 R I# }$ H$ E
医用硅橡胶制品
) Y4 z, ?: h2 U4 b8 ^; q* s; c& ~1 V ! H# ~7 I u$ S5 z
特点和用途' P2 E- Q' ~0 ^! E, y# G# g
硅橡胶具有优异的生理惰性和生物相容性,长期与体液、组织及血液接触无毒性反应,与周围级织不粘连,耐生物老化性,而且长期植入人体内不老化降解。在煮沸、高压消毒、药液或气体消毒不影响性能,易加工成型,因此硅橡胶在医疗卫生方面获得广泛应用。
9 C+ c( z, ^" v1 H$ Q 主要性能指标
! e. U% e7 v3 F& U物理机械性能指标 化学性能指标 生物性能指标
! K3 H% j7 @4 ~1 Y项目 性能 项目 性能 项目 性能
+ u6 T) d' t7 O* _拉伸强度MPa ≥6.0 PH变化值 ≤1.5 热原反应 无 5 P& Z; L( H7 Q9 |
扯断伸长率% ≥300 重金属总含量PPm ≤1.0 急性全身毒性反应 无
& b7 N. i. B/ }扯断永久变形% ≤10 蒸发残留物mg.ml ≤0.05 溶血率/% <5
, d# m" [. ]% G+ u撕裂强度KN.m-1 ≥15.0 KmnO4消耗量ml ≤6.5 细胞毒性 0级或1级
* T7 j" k$ d0 o0 C. G7 r硬度(邵氏A) 30-70 紫外线吸收度(220nm) ≤0.3 皮内刺激反应 无 ' a* `/ s2 o% u, S
过敏试验 0级
3 b- ?! T- I$ {+ A/ [0 F 植入试验 无异常组织学反应
" |: A( g! E* I6 ?6 W6 v* T 产品和用途
+ h9 j8 Q( \ I序号 产品名称 用途 6 d2 t; h# l! u! Y& \
1 医用硅橡胶管 各种卫生、医疗器械的连接管、制药厂的输液管、镇痛泵球囊
( ]0 K- c) j& H* R2 硅橡胶乳腺引流管 用于妇女乳腺炎、肿瘤患者
8 `& h& y) s+ q, Z% L- G+ X6 m0 ^3 双囊脑室引流管 治疗由于先天性、后天性或外伤引起的脑脊液流通受阻、产生脑积水的“大头症”病症
: a# j5 H, Y; @; e3 H6 G# J- c4 治疗视网膜脱离用硅橡胶植入物 治疗眼睛受外伤、高度近视、肿瘤等引起的视网膜脱离。 ! e7 t/ k4 ^2 t$ I. L; t0 E
5 HS-141鞍鼻整形硅橡胶植入物 先天性塌鼻、外伤性塌鼻和扁平鼻整容矫治。
9 \8 w& Y$ p% Y5 U# w6 硅橡胶T型气管插管 用于外伤、休克、肿瘤等需要所管切开患者。
% D6 h/ A4 c3 e. n8 w7 上颌窦鼻内开窗硅橡胶 治疗慢性化胧性上颌窦炎
* \0 i/ n; F) P' }: ?; A. h, N8 硅橡胶直式气管套管 用于肿瘤等需要长期气管切开戴管患者
& L, c7 B. ?" i, X% Z. Z% e9 医用硅橡胶混炼胶 用于生产医用硅橡胶制品 & Y; [" u# m, q2 _, A
10 医用硅橡胶 用于生产医用硅橡胶混炼胶 & @6 l: l# F2 a$ l
使用方法0 N7 }; @: f4 s E S% ]
使用前用酒精或异丙醇擦去表面异物,用蒸馏水洗干净,高压蒸汽消毒0.5小时或煮沸4小时。也可用药液、气体和辐射消毒,辐射消毒方法是辐射照剂量在2.5兆拉特范围内对产品的物理机械性能无明显影响。" X# n" M1 n( M1 ~
包装、贮存及注意事项
" H& k8 P( w$ Q 本产品用聚乙烯塑料包装,未消毒。避免与有机溶剂及汽油等物品接触,不能在酒精或汽油中长期浸泡。在室内35°C或更低温度下贮存,贮存期为5年。按非危险品进行运输www.owov.cn 成都森发橡塑有限公司 ) _+ q- X- f5 Q5 t( G {( X% h
聚醚醚铜(PEEK)5 \2 ], {# O5 z/ t
冷缩电缆附件用液体注射硅橡胶的制备与应用
7 {: d( N6 O6 ~1 z" r摘要:以八甲基环四硅氧烷,乙烯基双封头和乙烯基环体为原料,四甲基氢氧化铵为催化剂,合成不同分子量和乙烯基含量的乙烯基硅油;以高含氢硅油、八甲基环四硅氧烷为原料,大孔阳离子树脂为催化剂,合成不同含氢量的含氢硅油,自制能够提高电性能的特殊添加剂。经试验证明当添加剂用量为基料的4%时电性能达到客户要求。以乙烯基硅油为基料,含氢硅油为交联剂,白炭黑为填料,铂络合物为催化剂通过硅氢加成反应制备性能指标适合作冷缩电缆附件用液体注射硅橡胶。 * T9 o% b3 d- U5 R }0 e" }* u" C$ Z5 o
关键词:加成型,液体注射硅橡胶,冷缩电缆附件 . I8 W! z& A0 z" W
10KV高压电缆是目前城市供电的主要通道,随着经济的发展对电力的依赖越来越高,对供电可靠性的要求也越来越高。而高压电缆由于生产及运输的限制,一般一根电缆长度仅为几百米。而电缆的引出及加长续拉都依赖于专门的电缆终端和电缆中间接头。目前使用的热缩电缆终端技术,由于材料的限制与呼吸效应的影响,使用寿命只有4~5年,而电缆的使用寿命则长达20~40年。电缆寿命与终端寿命不匹配的矛盾,严重影响了供电系统的稳定运行,增加了维护强度。目前发达国家已经开始使用冷缩终端来取代热缩终端。加成型液体硅橡胶因其具有良好的耐候性和弹性,低线性收缩率、优异的力学性能和电性能以及注射成型、工作效率高,适合大批量生产等优点,成为制造冷缩电缆终端的首选原料。
6 x- h8 f+ o* Y: G8 t加成型液体硅橡胶是由一种或一种以上的乙烯基硅油与含氢硅油通过硅氢加成反应形成网状的弹性体。 " G. H3 t; \% w b/ y
硅氢加成反应通式如下:
: u' P* s8 @3 U$ X4 G$ A≡ Si—CH=═CH2+H—Si ≡ Pt ≡ Si—CH2—CH2—Si ≡ 0 C2 H/ I/ V( R7 z8 K0 u# M% E
我们通过制取不同的分子量和乙烯基含量的乙烯基硅油以及不同含氢量的含氢硅油,调节三种乙烯基硅油的使用比例,调节辅助原料白炭黑的种类,用量和处理方法,配比使用交联剂使硅橡胶的力学性能达到了冷缩电缆附件胶的要求,通过调节自制添加剂在胶料中使用比例,使硅橡胶的电性能特别是耐漏电起痕性能达到了冷缩电缆附件胶的标准。 u2 G4 H% B( F1 J
1.实验。 4 D3 g) L' }+ z) W+ |
1.1.主要原料及仪器。
7 b* q7 m5 Q; h$ i八甲基环硅四氧烷(D4):GE东芝有机硅;乙烯基双封头:国产;乙烯基环体:国产;高含氢硅油:日本信越。六甲基二硅氮烷:国产;气相法白碳黑:BET比表面积≥200m2/g进口;Pt催化剂:自制;耐漏电起痕添加剂:自制。 " g) d6 s+ W5 R+ u+ X: f/ ?* I
强力电动搅拌器:JBD-90型,上海标本模具厂;旋转粘度计:NDJ-79型,同济大学机电厂;电光分析天平:TG-380B,上海实验仪器厂,三辊研磨机:S83,蚌埠市研磨机厂;拉力实验机:AG-2000AM日本岛津;邵氏硬度计:LX-A,上海橡胶实验厂;密炼机:5L,如皋通达机械厂。 $ i) S8 C0 |6 I0 U6 D
1.2.乙烯基硅油的合成; / T" ^# W5 q F! s/ m5 \5 y
将D4、乙烯基双封头、乙烯基环体按一定比例加入三口烧瓶。升温至60~70℃,抽真空脱水1小时。
0 U) |- K$ e: ]' C* |7 ]3 q去掉真空,加入催化剂,升温至110℃~115℃,搅拌聚合2h;当烧瓶中物料粘度基本不变时,迅速将物料加热至170℃~180℃,分解催化剂1h后,抽真空脱除低分子,得到外观无色透明的乙烯基硅油。通过调节反应物的比例,我们分别制得分子量和乙烯基含量不同的乙烯基硅油01、02和03。
9 h. S; L( k) g' h ^, Z使用不同分子量的乙烯基硅油,分子量大的可以有效地提高硫化胶的力学性能和伸长率,分子量小的可以增加液体胶流动性,多乙烯硅油的使用则可以使交联点相对集中,有效地提高硫化胶的力学性能。
6 r9 {) V7 H% Y6 ^! G6 A. n& Z- T1.3.含氢硅油的制备。 % V7 K1 n. | H4 w
将D4装入三口烧瓶中,升温至60℃真空脱水1h,去掉真空加入高含氢硅油和酸性催化剂升温至115℃~120℃搅拌聚合2h,然后恒温120℃真空脱除低沸物1h,冷却,过滤,制得无色透明的低含氢硅油。
9 @* u& F/ Y. D% W1.4.白碳黑的处理。
) N: \) t' b( {. U8 \将白碳黑加入到处理器中,在搅拌下加入六甲基二硅氮烷和水进行表面处理,然后除去残余的低挥发物,备用。 1 U. k y3 `: ~9 s6 i6 O5 r
1.5.胶料的制备: 1 O/ t& f* y2 j0 n% K8 @: ^
乙烯基硅油1 1 Q4 ]( H3 D3 V! G3 q- V
乙烯基硅油2 → → → →基体
/ Y0 | l0 M C: Q, b$ C乙烯基硅油3 7 b |3 L: L, _! Y7 i
处理过的气相法白碳黑
4 C6 e2 m/ ]2 i8 B( [- H# PA组分 / k# _# z$ s) h2 l0 T- ~, G
含 催
2 `. {" N2 N! l h基体 → 氢 化
3 m2 k8 ^. ~0 _, C$ x硅 剂 6 S/ K# {, l' i6 U2 P7 L4 t' Q
油 3 {3 E0 f# |5 l1 I' _8 F7 N! E, T0 v
B组分
, r0 ~3 f! g2 F2 a8 S! U0 x: C2. 1.不同Si - H∕Si – Vi比值(A值)的实验。 3 M3 t0 l! ^) W+ x4 N
试验对比 " v. P/ w! o/ G" e7 S
编号
; F8 m4 o8 i% i$ l! E; \& ~拉伸强度 扯断伸长 撕裂强度 硬度邵氏 9 ]9 b. `" ]6 @ H5 G) J# k9 `$ [
(MPa) 率(﹪) (KN∕m) (A) ( _9 {, w& d+ l* _4 }- b
A=0.9 交联不完全 (粘手) 9 t6 \9 t. U9 R4 q- L9 u" O
A=1.2
% i4 s8 N$ n( Q- x- h7.9 814 37.2 35 ' l& Z* M) a' R# t
A=1.5
# w7 ^( O' N9 R Z. s2 @# K8.2 800 49.5 37 3 d6 `6 l. r' o! ~2 e
A=1.8 6 X( f+ W3 l5 d
8.0 713 29.8 38 - L& q6 J9 ?+ g5 R2 ]
由上表可见,随着A值的上升,硬度增加,撕裂强度和伸长率先增加,后下降,在A=1.5附近,胶片的物理性能较好,A≥1.8时,胶片的拉伸强度和硬度变化不大,但撕裂强度和伸长率急剧下降。 : l* B% v& @8 r! t8 \
2.2.Si - H∕Si – Vi比值相同,活性氢含量不同条件下得到的数据。 & X; w" ~7 L* K' i5 J, v3 J+ q
实验对比编号
8 s" ]0 b* Q; A" E+ M& q拉伸强度 扯断伸长 撕裂强度 硬度邵氏 , K1 C* t9 y$ A) \
(MPa) 率(﹪) (KN∕m) (A) 9 y( D# e: L3 {+ m
含氢硅油A
2 j7 j$ v9 P4 l7 z8 ~, C' i(H=1.6﹪) 4 Q a- E( t6 q
含氢硅油B 0 {5 I- i& s& z+ X% g
(H=0.8﹪)
: t0 o' Z- q. [( ^# e& l含氢硅油C (70﹪,H= 5 a9 @4 Q h: V
1.6﹪,30﹪,H=0.8﹪)
y# c! c' v" T) J& S; i8.4 700 40.2 39 ( y0 o, Q/ M* s9 v* j; j
7.4 820 50.7 34 * B/ x. G' \+ [+ J: f0 X# g
8.2 800 49.5 37 * w9 N! _) r: L9 Z9 h8 c+ E
由上表可见完全使用高含氢硅油,胶片的拉伸强度和硬度较高,但撕裂强度和伸长率较低,完全使用低含氢硅油,胶片的撕裂强度和伸长率较高,但拉伸强度和硬度下降较多,以高含氢硅油和低含氢硅油混合使用可以使胶片获得较好的综合力学性能。 0 l+ G$ ~/ h* I* v
2. 3.不同耐漏电起痕添加剂用量对胶料电性能的影响。
9 O7 z( k4 v; n编 号 # X! l, Y2 I6 s4 t
1 2 3 4 * W2 k# A7 T9 x
配
/ r) x+ M8 r' v. z. }方 + I! p- M# i0 \8 d. R1 j
配方胶料 1 G" S+ x, T6 c4 H! M
添加剂 7 E4 e v+ o, R; s( G. e
100 100 100 100 0 Q3 V1 ~9 ]$ C: i7 x1 m
— 2 4 6
, j0 E1 l. q& q* s2 ?硅橡胶性能粘 0 i: t/ L& ~: d0 y# S
度(Pa.s) . ]- p& ?0 W* t k
耐漏电起痕 & R2 B& b# k( y) g3 V1 S9 J' D; c
(h)
! W z, U( Y+ Z5 n! J# B6 t( M介电强度
! @. u( ]2 x5 d1 H1 j(KV∕mm) S% F8 E2 G0 Y3 I: ?& z d
体积电阻率 ! ?% R) r% T0 c1 L- p; o
(欧姆.cm) : _1 y( M2 f+ H8 w5 M, A9 _& s+ k
600 900 1300 1400 4 [% r& ?6 L7 F0 T' S
2 3.5 6 9
4 e+ v8 a3 F! j- j+ Z22 22 22 22 - m( @5 [- K5 t4 H1 E4 V( I' w8 a: e
3×1015 4×1015 4×1015 3×1015
; g$ F0 r% h7 }: [! @; U. c1 W4 R可以看出,在添加剂用量为4份时,耐漏电起痕性已经达到 1A3.5级,可以满足作冷缩电缆附件胶的要求,继续增加添加剂用量电性能虽上升,但胶料的粘度上升较多体积电阻率有所降低。所以添剂用量以4份宜。 ; s+ B0 x$ I, F# K
2. 4. 自制产品与国外同类产品比较。
% g+ s1 E! ?5 |供 应 时 固 化 后 & @/ z5 N# _" k t& y& C) k
测试项目 性能指标 / s* h( j) M7 r# p. V2 u. A+ J: S3 L
自制 道康宁 6 d% F6 ?- e0 q4 t
HV1510∕40 GE Bayer Silicones
) |9 w8 Z/ C! u$ e1 JSilopren Electro 640
' y2 V( {5 J$ t0 G外 观 A.B组分 0 M9 \! y+ x. d8 F' K, Y8 j
为半透明 液体 A.B组分 + x7 G) v' Z- @' L8 n6 g5 A
为半透明 液体 AB组分均为 : f2 J3 Z$ J3 K
半透明液体
; {. ` \! k8 ^* E7 o2 _固含量(﹪) 100 100 100
k! j: u1 p, I2 u+ a' z粘度(Pa.s) 1300 1200 1300 & P7 U' s' i, ~3 ^/ N) f& {
比 重 1.12 1.13 1.08 # j" ~- x$ u% h& F
硬 度
2 Z8 i+ k/ i2 j2 J4 A(ShoreA)
( i9 @. b# b# b# d37
2 _% t {! e$ F- y) ^2 M40 ) p8 A/ W# X( T5 [% T, s' T& O, _
36
5 z) l( S1 ~ S* `* Q拉伸强度
! ]9 e1 e2 P4 x& E- f, S( M: i(Mpa) 8.2 9.0 7.5
# Q0 w3 P! F/ e! t3 z3 _断裂伸长
$ Q& V0 F' h9 J' Z) Y率(﹪) 800 550 720
U; W8 _1 K1 f0 o; m撕裂强度
: n; I! q. h0 X3 j(KN∕m) 49.5 45 27
' N* a1 t: A4 y$ \' G拉伸永久 ( P0 P, s0 y! @7 M5 ` e
变形(﹪) 2 2 2
* ]$ A6 y+ C- {3 c5 N% ~! I5 u体积电阻率
0 c5 f5 A+ l0 J(欧姆.cm) 4×1015 5×1015 5×1015 % H( j4 f6 j y4 {: r% g S
介电常数 2.7 2.8 2.7 % g* Y+ J" H9 }8 o2 @* D
介电损耗因子 0.001 0.001 0.001 ; E& j1 @# \6 T. O" o' ~
耐漏电起痕 1A3.5 1A4.5 1A4.5
, y I5 t4 e1 d4 t0 P" s介电强度 ]9 c+ G. X" Y4 y: q5 T, }2 @- x
(KV∕mm) 22 24 25
; a R3 M7 T0 k经过配方调整,我公司生产的冷缩电缆附件胶的力学性能和电性能达到或接近达到国外同类产品的水平。 ) U2 X$ E# C- P1 Q: s+ i: A. g1 w
3. 结论 " n! O- r4 D0 v+ A7 B1 @
以乙烯基硅油为基胶,含氢硅油为交联剂,白碳黑为补强填料,加入自制的耐漏起痕添加剂,制备了加成型冷缩电缆附件胶。讨论了不同的Si - Vi∕Si – H值(A值)及不同含氢量的交联剂对硅橡胶力学性能的影响,以及耐漏电起痕添加剂的不同用量对硅橡胶电性能的影响,结果表明当A值为1.5时,使用70﹪含氢量1.6﹪的含氢硅油和30﹪含氢量为0.8﹪的含氢硅油作交联剂加入4份耐漏电起痕添加剂 ,制备的加成型冷缩电缆附件胶的力学性能和电性能达到或接近国外同类产品。可替代国外产品使用。随着国内电缆终端由热缩型向冷缩型转变,该产品必将获得广泛的应用,市场前景十分光明。 |
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