[发明专利]一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明提供一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶，按质量份数计，包括以下组份：甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶100份、甲基乙烯基硅橡胶生胶10～60份、聚金属有机硅氧烷1～10份、结构化控制剂2～10份、气相法白炭黑20～70份、高乙烯基苯基硅油0.5～5份、纳米耐热剂0.1～5份、纳米抗辐照粒子1～5份、耐热改性添加剂5～60份、耐热改性氮系阻燃剂1～5份、铂络合物0.005～1份、硫化剂0.5～3.0份。本发明进一步提供一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶的制备方法。本发明提供的一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶及其制备方法，制备的硅橡胶具有很好的耐高温性和耐辐照性，且低烟、无卤、阻燃、耐水，可作为核电电缆绝缘材料。

技术领域

本发明属于新材料的技术领域，涉及一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶及其制备方法，其制备材料可用于核电站电缆等场合。

背景技术

通用甲基乙烯基硅橡胶耐温级别高，且具有柔软、耐水、加工性能好等优点，但其阻燃性能差，受到强射线辐照时容易老化失效，在核电站、航空等某些关键部件中应用受限。苯基硅橡胶具有较好的耐辐照性能，且随着苯基含量提高而逐渐提升。然而，高苯基含量的苯基硅橡胶加工性能差、不易硫化、耐高温性一般、回弹性差。

阻燃硅橡胶通常采用氢氧化物(ATH、MH)、硼酸锌或磷酸酯的单一或组合物体系，但它们吸潮性较大，且在高温下热稳定性低、分解产生羟基、酸性物质，从而造成硅橡胶热老化性能差；铂金阻燃体系耐温效果好，但需要与大量其他阻燃剂复配使用。

三代核电中某些关键部件如电加热器对配套电缆及材料，除了常规无卤、低烟、单根和成束阻燃、耐水、弯曲半径小等要求外，还要求在正常导体工作温度(90℃)以上，以及异常工况(温度高达130℃)下长期(60年)使用，并经受累计达300kGy以上的γ射线辐照。通常，此类硅橡胶材料60年鉴定寿命试验需要在240℃/200h以上热老化处理，然后进行辐照老化试验，以断裂伸长率为判定指标。

中国专利CN101717581B公开了以甲基乙烯基硅橡胶为基材，通过添加耐辐照剂稀土氧化物，通过500kGy辐照试验，但未经阻燃，且含铅，辐照剂添加量大；中国专利CN106854363A公开了以苯基硅橡胶为基材，添加三聚氰胺甲醛树脂，以氢氧化铝和氢氧化镁为阻燃剂，获得高阻燃硅橡胶材料，但未提及耐高温和阻燃性能；中国专利CN 104312152A以亚苯基硅橡胶和硼硅橡胶复配较多填料，耐高温和力学性好，但未提及阻燃性；中国专利CN103146199B和CN 103102690 A均采用磷酸酯阻燃甲基苯基乙烯基硅橡胶橡胶，阻燃性和力学性好，但未提及耐辐照性能，且此类阻燃体系通常耐高温性一般。

目前硅橡胶材料的性能无法达到长期耐高温(特别是130℃下60年)、耐辐照(300kGy的γ射线)，同时满足机械物理性能好、低烟、无卤、阻燃、耐水等综合要求，需要对关键技术进行技术突破，以拓宽其在核电、航空航天等特种领域的应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶及其制备方法，以达到长期耐高温耐辐照，且机械物理性能好、低烟、无卤、阻燃、耐水等综合要求，可应用于核电电缆等特种场合。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种阻燃耐高温耐辐照硅橡胶材料，按质量份数计，包括以下组份：

优选地，所述阻燃耐高温耐辐照硅橡胶材料，还包括以下质量份数的组份：纳米助剂0.1～5份。

更优选地，所述阻燃耐高温耐辐照硅橡胶材料，还包括以下质量份数的组份：纳米助剂0.5份。

更优选地，所述纳米助剂选自碳纳米管或石墨烯中的一种或两种。

进一步优选地，所述碳纳米管的直径为8～50nm、长度为5～10μm。

进一步优选地，所述石墨烯的直径为5～50μm、厚度为0.34～10nm。