PL230241B1 - Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący - Google Patents

Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący

Info

Publication number
PL230241B1
PL230241B1 PL411817A PL41181715A PL230241B1 PL 230241 B1 PL230241 B1 PL 230241B1 PL 411817 A PL411817 A PL 411817A PL 41181715 A PL41181715 A PL 41181715A PL 230241 B1 PL230241 B1 PL 230241B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
flux
ceramizing
rubber
Prior art date
Application number
PL411817A
Other languages
English (en)
Other versions
PL411817A1 (pl
Inventor
Mateusz Imiela
Rafał Anyszka
Dariusz M. Bieliński
Zbigniew Pędzich
Magdalena Zarzecka-Napierała
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Politechnika Lódzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka, Politechnika Lódzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL411817A priority Critical patent/PL230241B1/pl
Publication of PL411817A1 publication Critical patent/PL411817A1/pl
Publication of PL230241B1 publication Critical patent/PL230241B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący.
Kompozyt jest przeznaczony na osłony przewodów elektrycznych i światłowodów, na uszczelki, elementy powłokowe i osłonowe oraz do produkcji elementów stosowanych w miejscach szczególnie narażonych na wystąpienie pożaru.
Znane są silikonowe kompozyty ceramizujące składające się z silikonowej matrycy tworzącej fazę ciągłą oraz zespołu napełniaczy mineralnych (wzmacniających, niewzmacniających, topników, włókien) tworzących fazę rozproszoną. Dzięki obecności szklistych topników bądź odpowiednich napełniaczy w warunkach występowania ognia i/lub wysokiej temperatury tworzy się ciągła, ochronna faza ceramiczna, zabezpieczająca pokryte nią elementy przed efektami pożaru, jak promieniowanie cieplne, obecność gorących i żrących gazów, bodźce mechaniczne. Jako matrycę silikonową stosuje się w tych kompozytach polimery krzemoorganiczne. Takie kompozyty ujawniono między innymi w czasopismach: Journal of Materiał Science vol. 40 (2005) str. 5741, Polymer Degradation and Stability vol. 94 (2009) str. 465 i vol. 95 (2010) str. 1911 i vol. 96 (2011) str. 1562 i vol. 98 (2013) str. 2021, w opisach zgłoszeń patentowych: CN 101430954 A, GB 2460512 A, GB 2460513 A, WO 2009054995 A1I, FR 2899905 A oraz w opisie patentowym US 6623864 B1.
W czasopiśmie Journal of Materials Science and Chemical Engineering vo. 1 (2013) str. 43, w opisie patentowym US 7271341 B2 i opisie zgłoszenia patentowego US 2006040114 Α11 ujawniono silikonowe kompozyty ceramizujące zawierające dodatek włókien wzmacniających poliamidowych, bazaltowych, ceramicznych oraz szklanych.
Znane są także kompozyty ceramizujące na osnowie polietylenu, ujawnione w czasopiśmie Advanced Composites Letters vol. 19 (2010) s. 175.
Z czasopisma Express Polymer Letters vol. 4 (2010) s. 79 znane są kompozyty ceramizujące na osnowie z poli(octanu winylu).
Z opisu zgłoszenia patentowego PL 402812 jest znana mieszanka na kompozyt ceramizujący, zawierająca matrycę polimerową w postaci kauczuku etylenowo-propylenowo-dienowego, fazę rozproszoną w ilości 100-600 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku, w której napełniacz wzmacniający stanowi krzemionka strąceniowa użyta w ilości 25-50% masy fazy rozproszonej, napełniacz mineralny stanowi wollastonit użyty w ilości 25-50% ogólnej masy fazy rozproszonej, topnik stanowi szkliwo niskotopliwe otrzymane z zespołu tlenków wybranych spośród tlenków sodu, baru, cynku, glinu, krzemu, boru, potasu, wapnia, litu, cyrkonu i magnezu, o temperaturze mięknięcia 300-800°C użyte w ilości 30-50% ogólnej masy napełniaczy, a nadto substancję sieciującą w postaci nadtlenku dikumylu o czystości 98% w ilości 0,5-5 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku. Napełniacze i topnik stosuje się w postaci cząstek o rozmiarach 0,1-75 μm.
Mieszanka na kompozyt ceramizujący, zawierająca matrycę polimerową, fazę rozproszoną, w skład której wchodzą napełniacz wzmacniający w postaci krzemionki, napełniacz mineralny i topnik w postaci szkliwa niskotopliwego otrzymanego z zespołu tlenków wybranych spośród tlenków sodu, baru, cynku, glinu, krzemu, boru, potasu, wapnia, litu, ołowiu, cyrkonu i magnezu, o temperaturze mięknięcia 300-800°C, oraz zespół sieciujący, w której napełniacze i topnik stosuje się w postaci cząstek o rozmiarach 0,1-75 μm, według wynalazku, jako matrycę polimerową zawiera kauczuk butadienowo-styrenowy, zaś jako napełniacz mineralny mikę, wollastonit, kaolin, kaolin kalcynowany, talk lub haloizyt, przy czym na 100 części wagowych kauczuku zawiera krzemionki 10-75 części wagowych, napełniacza mineralnego 100-400 części wagowych, topnika 75-225 części wagowych, zaś zespół sieciujący mieszanki zawiera na 100 części wagowych kauczuku siarki 0,1-10 części wagowych, przyspieszacza 0,1-10 części wagowych, aktywatorów wulkanizacji 1-20 części wagowych.
Kompozyt wytworzony z mieszanki według wynalazku wykazuje właściwości izolacji elektrycznej, mechanicznej, akustycznej, chemicznej i termicznej. Znaczny udział fazy rozproszonej w mieszance pozwala na uzyskanie jednorodnej i nieprzepuszczalnej warstwy ceramicznej powstałej w czasie występowania pożaru. Kauczuk butadienowo-styrenowy zastosowany do otrzymywania kompozytów ceramizujących charakteryzuje się dobrymi właściwościami elastycznymi, przetwórczymi i przeciwstarzeniowymi. Ponadto jest tańszy od powszechniej wykorzystywanych do tego samego celu kauczuków silikonowych.
PL 230 241 Β1
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
Przykład 1
Przygotowano mieszanki zawierające w częściach wagowych:
kauczuk butadienowo-styrenowy - 100 części, wzmacniająca krzemionka strąceniowa o powierzchni właściwej
800 m2/g i średnicy cząstek pierwotnych -120 nm - 50 części, topnik o temperaturze mięknienia 560°C, o składzie w procentach wagowych:
13,7% Na2O · 2,0% BaO · 2,0% AI2O3 · 43,1% SiO2 · 23,5% ZnO ·15,7 B2O3, i średnicy cząstek < 63 μm - 105 części, napełniacz funkcjonalny, - 145 części, przy czym jako napełniacz stosowano: haloizyt o powierzchni właściwej 60 m2/g, kaolin kalcynowany o powierzchni właściwej 8,5 m2/g, mikę o powierzchni właściwej 5,5 m2/g, bądź wollastonit o powierzchni właściwej 7 m2/g antyutleniacz - TMQ - 1 część, przyspieszacz wulkanizacji - Sulfenamid
N-cykloheksylo-2-benzotiazolu - 2 części, aktywator wulkanizacji - stearyna - 1 część, aktywator wulkanizacji - tlenek cynku o powierzchni właściwej 4 m2/g - 5 części, substancja sieciująca - siarka - 2 części.
Mieszanki zwulkanizowano w temperaturze 160°C w czasie 15 lub 20 minut w zależności od napełniacza. W przypadku mieszanek napełnionych haloizytem i kaolinem kalcynowanym w czasie 20 minut, natomiast próbki napełnione miką i wollastonitem wulkanizowano 15 minut.
W poniższej tablicy 1 przedstawiono składy przygotowanych mieszanek, właściwości mechaniczne kompozytów przygotowanych z tych mieszanek oraz wielkość siły potrzebnej do rozkruszenia tych kompozytów po ich obróbce termicznej.
Tablica 1.
Skład mieszanek przygotowanych w przykładzie 1 [w częściach wagowych].
kauczuk butadienowo-styrenowy 100 100 100 100
krzemionka pirogeniczna 50 50 50 50
szkliwo niskotopliwe 105 105 105 105
haloizyt 145 - -
kaolin kalcynowany - 145 -
Mika - *- 145 -
wollastonit - - 145
antyutleniacz 1 1 1 1
CBS 2 2 2 2
stearyna 1 1 1 1
tlenek cynku 5 5 5 5
siarka 2 2 2 2
PL 230 241 Β1
Właściwości mechaniczne kompozytów otrzymanych z tych mieszanek, przed obróbką cieplną
twardość [°ShA] 87,1 ±4,2 85,2±0,4 83,0±l,2 85,7±0,6
naprężenie przy wydłużeniu 100 % [MPa] 5,9±0,l 3,7±0,l 3,5+0,1 3,5±O,l
naprężenie przy wydłużeniu 200 % [MPa] 6,5±0,l 4,4±0,l 4,1 ±0,1 4,1+0,1
naprężenie przy wydłużeniu 300 % [MPa] - 4,9±0,l 4,6±0,l 4,5+0,1
naprężenie przy zerwaniu [MPa] 6,6±0,2 5,3±0,2 5,6±0,l 5,5±0,3
wydłużenie przy zerwaniu [%] 227±27 424+44 463+88 514±52
Siła potrzebna do rozkruszania tych kompozytów, po obróbce termicznej ]N]
próbki kompozytów powolnie ogrzewane od temperatury pokojowej do 950° C w czasie 2 godzin 1402±638 12971789 1221+328 602+315
Przykład 2.
Przygotowano mieszanki zawierające w częściach wagowych: kauczuk butadienowo-styrenowy wzmacniająca krzemionka strąceniowa o powierzchni właściwej 800 m2/g i średnicy cząstek pierwotnych ~ 120 nm topnik o temperaturze mięknienia 515°C, o składzie w procentach wagowych: 27,1 % Na2O · 6,8% CaO · 1,7% AI2O3 · 64,4% SiO2, i średnicy cząstek < 63 μm napełniacz funkcjonalny, przy czym jako napełniacz stosowano mikę o powierzchni właściwej talk o powierzchni właściwej 4 m2/g lub kaolin kalcynowany o powierzchni właściwej 8,5 m2/g, antyutleniacz - TMQ przyśpieszacz wulkanizacji - Sulfenamid N-cykloheksylo-2-benzotiazolu aktywator wulkanizacji - stearyna aktywator wulkanizacji - tlenek cynku o powierzchni właściwej 4 m2/g substancja sieciująca - siarka
Mieszanki zwulkanizowano w temperaturze 160°C w czasie 10 minut.
-100 części,
- 50 części,
-105 części,
-145 części,
- 5,5 m2/g,
- 1 część,
- 2 części,
- 1 część,
- 5 części,
- 2 części.
PL 230 241 Β1
W poniższej tablicy 2 przedstawiono składy przygotowanych mieszanek, właściwości mechaniczne kompozytów przygotowanych z tych mieszanek oraz wielkość siły potrzebnej do rozkruszenia tych kompozytów po ich obróbce termicznej.
Tablica 2.
Skład mieszanek przygotowanych w przykładzie 2 [w częściach wagowych]
kauczuk butadienowo-styrenowy 100 100 100
krzemionka pirogeniczna 50 50 50
szkliwo niskotopliwe 105 105 105
kaolin kalcynowany 145 -
mika - 145 -
talk - - 145
antyu tleni acz 1 1 1
CBS 2 2 2
stearyna 1 1 1
tlenek cynku 5 5 5
siarka 2 2 2
Właściwości mcchaniczn szanek, przed obróbką c e kompozytów otrzymanych z tych mieieplną
twardość [°ShA] 84,6+3,1 79,0+1,2 80,4±0,7
naprężenie przy wydłużeniu 100 % [MPa] 4,0+0,3 3,6±0,l l,9±0,0
naprężenie przy wydłużeniu 200 % [MPa] - 4,2±0,l 2,4±0,l
naprężenie przy wydłużeniu 300 % [MPa] - 5,0+0,2 3,2±0,l
naprężenie przy zerwaniu [MPa] 4,4+0,3 5,5+0,4 4,5±0,2
wydłużenie przy zerwaniu [%] 168+12 351±35 405±26
PL 230 241 Β1
Siła potrzebna do rozkruszania tych kompozytów, po obróbce termicznej [N]
próbki powolnie ogrzewane od temperatury pokojowej do 950 0 C w czasie 2 godzin 240±99 215±137 168±36
Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Mieszanka na kompozyt ceramizujący, zawierająca matrycę polimerową, fazę rozproszoną, w skład której wchodzą napełniacz wzmacniający w postaci krzemionki, napełniacz mineralny i topnik w postaci szkliwa niskotopliwego otrzymanego z zespołu tlenków wybranych spośród tlenków sodu, baru, cynku, glinu, krzemu, boru, potasu, wapnia, litu, ołowiu, cyrkonu i magnezu, o temperaturze mięknięcia 300-800°C, oraz zespół sieciujący, w której napełniacze i topnik stosuje się w postaci cząstek o rozmiarach 0,1-75 μm, znamienna tym, że jako matrycę polimerową zawiera kauczuk butadienowo-styrenowy, zaś jako napełniacz mineralny mikę, wollastonit, kaolin, kaolin kalcynowany, talk lub haloizyt, przy czym na 100 części wagowych kauczuku zawiera krzemionki 10-75 części wagowych, napełniacza mineralnego 100-400 części wagowych, topnika 75-225 części wagowych, zaś zespół sieciujący mieszanki zawiera na 100 części wagowych kauczuku siarki 0,1-10 części wagowych, przyspieszacza 0,1-10 części wagowych, aktywatorów wulkanizacji 1-20 części wagowych.
PL411817A 2015-03-30 2015-03-30 Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący PL230241B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411817A PL230241B1 (pl) 2015-03-30 2015-03-30 Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL411817A PL230241B1 (pl) 2015-03-30 2015-03-30 Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL411817A1 PL411817A1 (pl) 2016-10-10
PL230241B1 true PL230241B1 (pl) 2018-10-31

Family

ID=57046684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL411817A PL230241B1 (pl) 2015-03-30 2015-03-30 Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL230241B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL411817A1 (pl) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2339398T3 (es) Composiciones de poliorganosiloxanos vulcanizables en caliente especialmente utilizables para la fabricacion de hilos o cables electricos.
Hu et al. The ceramifying process and mechanical properties of silicone rubber/ammonium polyphosphate/aluminium hydroxide/mica composites
JP6247368B2 (ja) 耐火性樹脂組成物
ES2112594T5 (es) Composicion antiinflamable para la fabricacion de cables electricos con mantenimiento del aislamiento y/o del funcionamiento.
Li et al. Study of flame‐retarded silicone rubber with ceramifiable property
KR102043429B1 (ko) 실리콘 고무 조성물 및 그 경화물
EP2779177A1 (en) Ceramizable silicone composites destined for covers of electrical cables
CN106459664A (zh) 空气‑水阻隔硅酮涂料
KR20160024959A (ko) 특히 전선 또는 전기 케이블의 제조에 사용하기 위한 고온-가황성 폴리오가노실록산 조성물
JPH0120652B2 (pl)
WO2016117699A1 (ja) 耐火性樹脂組成物
JP3436141B2 (ja) 高電圧電気絶縁体用シリコーンゴム組成物及びポリマー碍子
CN110862687A (zh) 一种陶瓷化耐火硅橡胶复合材料的制备方法
US6106954A (en) Silicone rubber compositions for high-voltage electrical insulators and polymeric bushings
PL230241B1 (pl) Mieszanka na elastyczny kompozyt ceramizujący
Shi et al. Fluxing agents on ceramification of composites of MgO-Al2O3-SiO2/Boron phenolic resin
US12077706B2 (en) Hybrid silicone composite for high temperature applications
Dul et al. Mechanical properties of silicone-based composites destined for wire covers
KR100694556B1 (ko) 전선 및 전기 케이블을 제조하는데 매우 유용한 열 가황성폴리오르가노실록산 조성물
PL228088B1 (pl) Mieszanka na silikonowy kompozyt ceramizujacy
CN117511224A (zh) 一种高效防火硅橡胶复合套管及其制备方法
CN117551351A (zh) 一种高效防火的硅橡胶混炼胶及其制备方法和应用
CN109880576A (zh) 单组分湿固化聚氨酯陶瓷化密封胶
Tang et al. Effect of vulcanization temperature on properties of ceramifiable silicone rubber and its ceramic bulk
EP1052655B1 (en) Silicone rubber compositions for high-voltage electrical insulators