CN101445630A - 高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐140℃高温、高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料及其制备方法。主要改进是采取了极性乙烯、醋酸乙烯(EVA)绿色环保型高分子材料作为基础橡胶配方，以及与之相应的硫化体系，并加入绿色环保氢氧化铝以及硼锌阻燃剂，钙系或锌系稳定剂，耐高温的硅油增塑剂等，从而是组成的橡皮弹性体的电缆料，既具有长期耐140℃、能耐矿物油以及燃料油、有具有特别柔软特性。正好符合铁路动车电缆的要求，为铁路动车电缆用户带来了方便。

Description

高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高速铁路动车用电缆的绝缘电缆料，尤其是一种高强度、特柔软、绿色环保型耐油橡皮弹性体的电缆料。

背景技术

高速铁路动车用电缆的绝缘电缆料，现有技术均采用辐照或化学交联聚烯烃非极性高分子材料，因该材料采用的是聚乙烯或聚丙烯为基础材料，该电缆料采用的基础塑料为结晶性塑料，所以该材料在正常温度下，该材料柔软性不太理想，该材料采用的非极性高分子塑料，所以该材料耐油性能仍有待改善。目前市场流通的高速铁路动车用电缆的绝缘电缆料，使用在电缆上，电缆的柔软性不佳，给使用单位在敷设过程中带来不便，此外，现有电缆料生产的高速铁路动车用电缆耐油、阻燃等性能都欠佳，电缆在高温油中老化后的电气性能很难符合国家标准。以聚乙烯或聚丙烯为基础材料的辐照或化学交联聚烯烃材料的配方一般组成：聚乙烯50份，聚丙烯30份，其他乙烯类高分子聚合物20份，氢氧化铝与氢氧化镁阻燃剂大约50-90份，稳定剂1-3份，硫化剂0.5-2份，增塑剂10-30份，着色剂0.2-1份。

虽然现有技术已经有使用于高速铁路动车用电缆报道，但现有技术采用的聚乙烯或聚丙烯等基础材料，导致材料在常温下柔软性能、耐高温性能(140℃)、耐油性能以及阻燃性能差。

发明内容

本发明的目的是在于克服上述已有技术的不足，提供一种耐140℃高温、高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料及其制备方法。

本发明第一目的实现，主要改进是采取了极性乙烯.醋酸乙烯(EVA)绿色环保型高分子材料作为基础橡胶配方，以及与之相应的硫化体系，并加入绿色环保氢氧化铝以及硼锌阻燃剂，钙系或锌系稳定剂，耐高温的硅油增塑剂等，从而是组成的橡皮弹性体的电缆料，既具有长期耐140℃、能耐矿物油以及燃料油、有具有特别柔软特性，从而实现本发明目的。

本发明的技述方案如下：

高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于各原料组分的重量配比为：

乙烯·醋酸乙烯EVA                   100.00份

阻燃剂氢氧化铝                      120.00-170.00份

硼酸锌                              5.00-10.00份

增塑剂                              10.00-20.00份

稳定剂                              1.00-3.00份

着色剂                              0.20-1.00份

防老剂                              0.50-3.00份

偶联剂                              0.50-2.00份

工艺操作剂                          0.50-2.00份

硫化剂                              1.00-3.00份

硫化助剂                            1.00-3.00份。

所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于所述的增塑剂选用硅油，所述的稳定剂选用硬脂酸钙或/和硬脂酸锌，所述的着色剂选用色料，所述的防老剂选用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷，工艺操作剂选用防粘剂(A-16)，硫化剂选用为一种过氧化二烷烃类化合物，硫化助剂选用三聚氰酸三烯丙酯。

所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于各原料组分的重量配比为：

醋酸·乙烯醋酸橡胶EVM                   100.00份

阻燃剂氢氧化铝                          140.00-160.00份

硼锌                                    6.00-8.00份

增塑剂硅油                              12.00-15.00份

稳定剂硬脂酸钙                          0.50-1.00份

稳定剂硬脂酸锌                          0.50-1.00份

着色剂                                  0.20-1.00份

防老剂                                  1.50-2.00份

偶联剂                                  1.00-1.50份

工艺操作剂                       0.50-1.00份

过氧化二烷烃                     1.50-2.00份

三聚氰酸三烯丙酯                 1.00-3.00份。

所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于进行以下步骤：

(1、)先将乙烯·醋酸乙烯橡胶EVA素炼；

(2)、再将除乙烯·醋酸乙烯橡胶EVA、硫化剂、硫化助剂外的其它反应原料进行混炼；

(3)、将步骤(1)、(2)得到的产物进行混炼，开条出片滤胶，冷却后，停放超过4小时后，加入硫化剂、硫化助剂，充分混炼后出片开条冷却备用。

所述的所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于所述的素炼温度不大于40℃。

所述的所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)、(2)得到的产物进行混炼的温度不高于90℃。

乙烯.醋酸乙烯(EVA)橡胶为本发明电缆材料的基础橡胶，因为该材料为橡皮极性材料，所以可以耐非极性油而且可以非常柔软。

氢氧化铝以及硼锌等阻燃材料的应用，使本发明电缆材料具有较好的阻燃性能以及绿色环保等特性。

稳定体系采用钙类或锌类化合物作为乙烯.醋酸乙烯(EVA)基础配方的稳定剂，该类稳定剂不含重金属类以及溴醚类化合物，使本发明的电缆料具有绿色环保特性。

硅油类增塑剂的使用，可以使本发明材料具有优异的耐高温性能以及工艺操作性等。

着色剂的应用，主要作用使本发明材料具有多种颜色，使应用的选择性大大提高。

偶联剂，一种无机物与有机物的架桥剂，使基础橡胶与无机阻燃剂氢氧化铝能充分结合，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性，可以使本发明创造的材料具有极高的物理机械性能。

工艺操作剂，一种加工助剂，主要起到加工操作便利性，防止材料与设备粘连以及材料的工艺性。

硫化剂以及硫化助剂，硫化剂为一种过氧化二烷烃类交联剂，该交联剂无味，不属于EC危险物质指令中危险品，硫化助剂为一种三聚氰酸三烯丙酯，该硫化助剂主要为碳氢化合物，此硫化助剂与硫化剂有协同性，两者混合使用能使本发明材料具有安全的使用性能，并使材料的物理化学性能能达到最佳状态。

防老剂，一种防止材料在高温或腐蚀，使材料的原始性能保持在合理的标准范围之内的材料，可以有本发明材料具有优异的耐老化性能。

此外，本发明中还加入其他一些功能助剂，例如，具有抗水解的水解剂，防止紫外线老化的紫外线吸收剂等。

本发明中高强度、特柔软、绿色环保型耐油橡皮弹性体的电缆料的制备：将电缆料中基础橡胶(EVA)进行素炼，其特征就是先将基础橡胶在开炼机或密炼机中素炼，素炼成型后根据具体生产配方打成适量的橡胶卷，以备于其他粗料、细料以及油料等混合。之后，已素炼好的基础橡胶与除硫化剂以外的所有配合剂在密炼机或开炼机中进行混炼，混炼成型后经开炼成型开条出片滤胶后出片冷却后，停放4小时以上后，再次按要求称量加入硫化剂开条出片或造粒冷却。

本发明为了避免操作困难或材料分解等，故本发明的材料制备素炼温度不大于40℃，素炼可以采取间隔的方式生产，即一次素炼完成后开空车冷却3分钟后再次素炼。也为了避免电缆料的温度过高以及粘连开炼机或密炼机，给操作带来困难，混炼温度应严格控制在90℃以下。

本发明由于采用耐非极性油的乙烯.醋酸乙烯(EVA)高分子材料作为电缆料的基础橡胶，该基础橡胶属于绿色环保产品，以及与之配合的氢氧化铝阻燃剂，并添加钙系以及锌系稳定剂、又与之相配合的硫化体系。而克服了现有技术不能制备纯绿色环保(符合ROHS)、耐高温(140℃)、特柔软、耐矿物以及燃料油的电缆料。本发明较现有技术，具有优良的环保性、绿色性(符合ROHS)，优异的阻燃特性，高于GB18380标准A类要求，并且具有优良的柔软特性，应用在电缆上能使电缆弯曲半径减小到不小于电缆外径的3倍，以及具有在178℃×168小时的高温烘箱老化后，断裂强度保留率大于90％，断裂伸长率的保留率大于80％，而且耐100℃×70小时的燃料油后，Y1保留率大于70％，Y2保留率大于70％，Y3的保留率小于160％。本发明因此采用的基础材料为乙烯.醋酸乙烯(EVA)，因此其分子结构中含有醋酸基团，这是近乎能食用的物质，所以该材料为绿色环保型电缆料，这是其他电缆料的区别点。

因国家大力提高铁路动车机组的综合性能，对动车的电缆配件也提出严格的环保要求以及要具有优异的耐高温性、耐油性、特柔软性，而本发明的电缆料正符合铁路动车电缆的要求，为铁路动车电缆用户带来了方便。

本发明的电缆料与现有的电缆料一般性能比较

表1

以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。

附图说明：

图1为本发明的制造工艺流程图

具体实施方式：

实施例：

先将基础橡胶在小开炼机上进行素炼，开炼机辊筒温度不高于40℃，充分包辊后，按实施例要求称取适量的基础橡胶。

实施例1：先取基础橡胶330克，在小开炼机上混炼，充分包辊后加入细料、稳定剂、防老剂、部分填充剂以及增塑剂等，基本成型后在加入剩余的填充粗料和增塑剂，之后在加入硫化剂和硫化助剂成型后，小开机辊筒间距减小，橡料打薄片，打三角包至少3次后出片大约5mm后冷却备用。

实施例2：先将已素炼好的基础橡胶24公斤投入密炼机30秒至1分钟后，加入防老剂、稳定剂、增塑剂、填充剂等除硫化剂外的53.50公斤的配合剂，混炼大约5分钟后，放料压片开条滤橡后冷却出片备用，出片厚度大约2mm，停放至少4小时之后，称取77.50公斤的未加硫的橡皮放入密炼机混炼大约3分钟后加入2.5公斤硫化剂及硫化助剂30秒至1分钟。之后进行翻炼开条出片冷却，出片厚度2.00mm，宽度180-250mm。

实施例配方表2

去一定量橡皮料，在平板硫化机上经180×20分钟，压力25MPa硫化后，制成1-2mm的试片，进行物理化学性能测试，性能如表2。

Claims (6)

1、高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于各原料组分的重量配比为：

乙烯·醋酸乙烯EVA                        100.00份

阻燃剂氢氧化铝                           120.00-170.00份

硼酸锌                                   5.00-10.00份

增塑剂                                   10.00-20.00份

稳定剂                                   1.00-3.00份

着色剂                                   0.20-1.00份

防老剂                                   0.50-3.00份

偶联剂                                   0.50-2.00份

工艺操作剂                               0.50-2.00份

硫化剂                                   1.00-3.00份

硫化助剂                                 1.00-3.00份。

2、根据权利要求1所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于所述的增塑剂选用硅油，所述的稳定剂选用硬脂酸钙或/和硬脂酸锌，所述的着色剂选用色料，所述的防老剂选用2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，偶联剂选用Y-氨丙基三乙氧基硅烷，工艺操作剂选用防粘剂，硫化剂选用为一种过氧化二烷烃类化合物，硫化助剂选用三聚氰酸三烯丙酯。

3、根据权利要求1或2所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料，其特征在于各原料组分的重量配比为：

醋酸·乙烯醋酸橡胶EVM                 100.00份

阻燃剂氢氧化铝                        140.00-160.00份

硼锌                                  6.00-8.00份

增塑剂硅油                            12.00-15.00份

稳定剂硬脂酸钙                        0.50-1.00份

稳定剂硬脂酸锌                        0.50-1.00份

着色剂                                0.20-1.00份

防老剂                                1.50-2.00份

偶联剂                                1.00-1.50份

工艺操作剂                            0.50-1.00份

过氧化二烷烃                          1.50-2.00份

三聚氰酸三烯丙酯                      1.00-3.00份。

4、根据权利要求1或2所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于进行以下步骤：

(1、)先将乙烯·醋酸乙烯橡胶EVA素炼；

(2)、再将除乙烯·醋酸乙烯橡胶EVA、硫化剂、硫化助剂外的其它反应原料进行混炼；

(3)、将步骤(1)、(2)得到的产物进行混炼，开条出片滤胶，冷却后，停放超过4小时后，加入硫化剂、硫化助剂，充分混炼后出片开条冷却备用。

5、根据权利要求4所述的所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于所述的素炼温度不大于40℃。

6、根据权利要求4所述的所述的高强度特柔软耐油橡皮弹性体的电缆料的制备方法，其特征在于所述的步骤(1)、(2)得到的产物进行混炼的温度不高于90℃。

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