CN101781426B - Cpe/poe组分型绝缘橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种CPE/POE组分型绝缘橡胶及其制备方法,所述绝缘橡胶主要由以下重量份数的组分组成:氯化聚乙烯40~60份、POE40~60份、滑石粉80~110份、重质碳酸钙70~90份、石蜡基油5~15份、交联剂3~10份、交联助剂2~8份。所述绝缘橡胶通过双螺杆挤出机动态硫化挤出造粒制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝缘橡胶及其制备方法,具体涉及一种CPE/POE组分型绝缘橡胶及其制备方法。
背景技术
传统橡胶绝缘线缆的绝缘橡胶均采用CPE/EPDM组分型,这种类型的绝缘橡胶选取氯化聚乙烯(CPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)作为主体材料,加入其他配合剂经蒸汽连续硫化反应进行硫化交联制成。但由于EPDM价格较高,造成产品成本也较高。因此,寻找一种能替代EPDM的材料,提供一种成本较低、性能又能满足标准要求的绝缘橡胶成为业内的热门问题之一。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的在于解决绝缘橡胶配方中EPDM的替代问题,提供一种成本较低、性能满足标准要求的、以乙烯辛烯共聚物(POE)代替EPDM的CPE/POE组分型绝缘橡胶。
为实现以上目的,本发明的技术方案是:
一种CPE/POE组分型绝缘橡胶,所述绝缘橡胶的主要组成和含量为:(以下各组分含量以重量份数计)
氯化聚乙烯 40~60份
POE 40~60份
滑石粉 80~110份
重质碳酸钙 70~90份
石蜡基油 5~15份
交联剂 3~10份
交联助剂 2~8份
其中:
(3)所述交联剂为含量大于或等于99%的过氧化二异丙苯。
(4)所述交联助剂选自下列两种化合物中的一种:
三烯丙基异三聚氰酸酯;
三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯。
还可通过以下技术方案作进一步完善:
所述氯化聚乙烯优先选择氯含量34.5%~39.5%,门尼粘度ML(1+4)125℃为75~85的氯化聚乙烯。
所述POE优先选择熔融指数为1g/10min,门尼粘度ML(1+4)121℃为20~26的POE。
所述低密度聚乙烯优先选择熔融指数为4.5~7.5g/10min的低密度聚乙烯。
所述滑石粉为1250目,粒径90%分布在5~10μm,盐酸不溶物大于或等于85%,氧化镁含量大于或等于30%的滑石粉。
所述重质碳酸钙为2500目,平均粒径在0.98~1.22μm,粒径90%分布在1~5μm,碳酸钙含量为98%的重质碳酸钙;
所述石蜡基油优先选择40℃条件下运动粘度为90~110mm2/s,100℃条件下运动粘度为9~12mm2/s,烷烃碳原子含量Cp大于或等于60%,芳环碳原子含量CA小于或等于10%的石蜡基油。
所述CPE/POE组分型绝缘橡胶,还包含以下重量份的组分:
防老剂 5~10份
活化剂 5~15份
软化剂 5~15份
其中:
(4)所述防老剂为下列四种材料中的一种:
四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;
4,4-双(α′α-二甲基苄基)二苯胺;
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体;
2-硫醇基苯并咪唑。
(5)所述活化剂为下列三种材料中的一种或几种:
氧化锌;
氧化镁;
硬脂酸。
(6)所述软化剂为石蜡和微晶蜡中的一种或两种。
本发明所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶的制备方法和步骤为:
第一步,将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后,将氯化聚乙烯、POE、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟;
第二步,扫料后将石蜡基油、交联助剂加入到密炼机中再炼8分钟后卸料;
第三步,胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至90℃以下,打卷后将胶料加入到密炼机中,再加入交联剂炼1分钟后卸料;
第四步,胶料经开炼机再次混炼均匀,薄通后经压延机辗页成胶卷;
第五步,炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应:其中,冷喂料挤出机机头温度为90~100℃,机身一区温度为60~80℃,机身二区温度为70~90℃,气压为1.4~1.7MPa。
采用本发明所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶的线缆的主要性能如下:(热老化条件:127℃×40小时;绝缘电阻和耐压测试:常温浸水1小时。)
拉伸强度 8.8MPa
伸长率 400%
拉伸强度变化率 ±30%
伸长率变化率 ±30%
绝缘电阻 160MΩ·km
耐压测试 不击穿
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述,但不局限于此。以下实施例中,所用原料均为市售工业品。
实施例1~3:
实施例1~3按照表1中各组分所示重量份配制。
表1
项目 | 实施1 | 实施2 | 实施3 |
POE | 44 | 50 | 54 |
氯化聚乙烯 | 56 | 50 | 46 |
滑石粉 | 100 | 100 | 100 |
重质碳酸钙 | 80 | 80 | 80 |
氧化镁 | 4.8 | 4.8 | 4.8 |
氧化锌 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
硬脂酸 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 | 0.8 | / | 0.8 |
4,4-双(α′α-二甲基苄基)二苯胺 | / | 0.8 | / |
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体 | 2.0 | 1.6 | 2.6 |
2-硫醇基苯并咪唑 | / | 1.0 | / |
石蜡基油 | 4.0 | 4.2 | 4.2 |
过氧化二异丙苯 | 5.2 | 5.2 | 5.2 |
三烯丙基异三聚氰酸酯 | 4.0 | / | 4.0 |
三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯 | / | 4.0 | / |
石蜡 | 6.0 | 6.0 | 6.0 |
微晶蜡 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
制备方法:
根据配方表中的重量份数将氯化聚乙烯、POE、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟后,扫料加入石蜡基油、交联助剂再炼8分钟后卸料,经过滤机过滤,再在开炼机上降温至90℃以下,打卷后将胶料在密炼机中加入交联剂炼1分钟后卸料,经开炼机再次混炼均匀后薄通,辗页出胶卷;炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应:其中,冷喂料挤出机机头温度为90~100℃,机身一区温度为60~80℃,机身二区温度为70~90℃,气压为1.4~1.7MPa。
采用本发明所述电缆料得到的电源线性能如表2所示。
比较例:
制备方法:将氯化聚乙烯56份,三元乙丙胶44份,滑石粉100份,轻质碳酸钙16份,重质碳酸钙64份,氧化镁5份,氧化锌2份,硬脂酸1份,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体4份,石蜡6份,微晶蜡1份加入到密炼机中混炼2分钟后,扫料加入石蜡基油6份,三烯丙基氰脲酸酯5份再炼8分钟卸料,经过滤机过滤,再在开炼机上降温至90℃以下,打卷后将胶料在密炼机中加入过氧化二异丙苯5份炼1分钟卸料,经开炼机再次混炼均匀后薄通,辗页出胶卷;炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应:其中冷喂料挤出机机头温度为90~100℃,机身一区温度为60~80℃,机身二区温度为70~90℃,气压为1.4~1.7MPa。得到的产品性能如表2所示。
实施例性能
表2
项目 | 检测方法 | 实施1 | 实施2 | 实施3 | 比较例 |
拉伸强度(MPa) | BG/T2591-1997 | 8.8 | 8.6 | 8.3 | 6.5 |
伸长率(%) | BG/T2591-1997 | 400 | 370 | 380 | 370 |
拉伸强度变化率(%) | BG/T2591-1997 | 2 | 9 | 5 | 4 |
伸长率变化率(%) | BG/T2591-1997 | -5 | -10 | -13 | -20 |
绝缘电阻(MΩ·km) | BG/T2591-1997 | 160 | 146 | 130 | 72 |
耐压测试 | BG/T2591-1997 | 不击穿 | 不击穿 | 不击穿 | 不击穿 |
注:空气弹老化条件:127℃×40小时;绝缘电阻和耐压测试:常温浸水1小时。
从表2可以看出,用本发明的技术制备的电缆料与比较例中CPE/EPDM电缆料相比,本发明的电缆料强度性能较好,抗张强度较高,绝缘电阻提高较大,且经老化试验后,其强度及伸长率变化率均能保持在±30%以内。各项性能均能满足国家标准要求。由于POE价格比EPDM低很多,本发明的电缆料成本大幅降低,绝缘胶料成本也大幅度降低。
上述制作方法及配方只是说明本发明的技术思路和特点,其目的是让熟悉该技术的人士了解本发明的内容并进行实施,所有根据本发明精神所作的等效变化,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述绝缘橡胶的主要组成和含量为:以各组分含量以重量份数计,
氯化聚乙烯 40~60份
POE 40~60份
滑石粉 80~110份
重质碳酸钙 70~90份
石蜡基油 5~15份
交联剂 3~10份
交联助剂 2~8份
其中:
(1)所述交联剂为含量大于或等于99%的过氧化二异丙苯;
(2)所述交联助剂选自下列两种化合物中的一种:
三烯丙基异三聚氰酸酯;
三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯。
2.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述氯化聚乙烯优先选择氯含量34.5%~39.5%,门尼粘度ML(1+4)125℃为75~85的氯化聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述POE优先选择熔融指数为1g/10min,门尼粘度ML(1+4)121℃为20~26的POE。
4.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述滑石粉为1250目,粒径90%分布在5~10μm,盐酸不溶物大于或等于85%,氧化镁含量大于或等于30%的滑石粉。
5.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述重质碳酸钙为2500目,平均粒径在0.98~1.22μm,粒径90%分布在1~5μm,碳酸钙含量为98%的重质碳酸钙;
6.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述石蜡基油优先选择40℃条件下运动粘度为90~110mm2/s,100℃条件下运动粘度为9~12mm2/s,烷烃碳原子含量Cp大于或等于60%,芳环碳原子含量CA小于或等于10%的石蜡基油。
7.根据权利要求1所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶,其特征在于所述CPE/POE组分 型绝缘橡胶,还包含以下重量份的组分:
防老剂 5~10份
活化剂 5~15份
软化剂 5~15份
其中:
(1)所述防老剂为下列四种材料中的一种:
四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;
4,4-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺;
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体;
2-硫醇基苯并咪唑;
(2)所述活化剂为下列三种材料中的一种或几种:
氧化锌;
氧化镁;
硬脂酸;
(3)所述软化剂为石蜡和微晶蜡中的一种或两种。
8.根据权利要求1~7任一项所述的CPE/POE组分型绝缘橡胶的制备方法,其特征在于,其制备的步骤为:
第一步,将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后,将氯化聚乙烯、POE、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟;
第二步,扫料后将石蜡基油、交联助剂加入到密炼机中再炼8分钟后卸料;
第三步,胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至90℃以下,打卷后将胶料加入到密炼机中,再加入交联剂炼1分钟后卸料;
第四步,胶料经开炼机再次混炼均匀,薄通后经压延机辗页成胶卷;
第五步,炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应:其中,冷喂料挤出机机头温度为90~100℃,机身一区温度为60~80℃,机身二区温度为70~90℃,气压为1.4~1.7MPa。
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