CN101914244B - 额定电压3000v的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶 - Google Patents

额定电压3000v的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种额定电压3000V耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：生胶100份、有机过氧化物硫化剂2～6份、助硫剂1～5份、偶联剂1～4份，防老剂3～8份，补强剂10～25份，增塑剂5～10份；本发明不仅绝缘性能优异，且十分柔软，应用本橡胶生产的电缆柔软易曲，易于安装敷设。还具有优良的耐温性能，能在3000V电压，125℃高温下连续正常工作，并具有优良的耐侯、耐臭氧、耐热老化、耐酸碱、耐燃料油性能；且低烟无卤阻燃，环保安全，使用寿命长。

Description

额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘橡胶，具体地说是一种额定电压3000V耐125℃等级低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶。
背景技术
随着机车国产化进程发展，轨道交通车辆用电缆逐渐由依赖进口转为大部分可国内自己生产，目前能满足额定电压3000V，耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆是市面上还较少，存在的问题是：耐压等级提升导致电缆橡胶硬度提升，弯曲角小难以达到标准，并给电缆在轨道交通车辆上的安装敷设带来困难，无法完全满足机车要求。
发明内容
为了满足机车要求，解决现有技术中电缆过硬，弯曲角过小的问题，本发明的目的是提供一种额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶，该绝缘橡胶为耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，不仅绝缘性能优异，且十分柔软，应用本橡胶生产的电缆柔软易曲，易于安装敷设，还具有优良的耐温性能，能在3000V电压，125℃高温下连续正常工作，并具有优良的耐侯、耐臭氧、耐热老化、耐酸碱、耐燃料油性能；且低烟无卤阻燃，环保安全，使用寿命长。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：
生胶                100份
有机过氧化物硫化剂  2～6份
助硫剂              1～5份
偶联剂              1～4份
防老剂              3～8份
补强剂              10～25份
增塑剂              5～10份
本发明中，生胶优选杜邦公司产聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成，有机过氧化物硫化剂优选过氧化二异丙苯DCP，助硫剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC，偶联剂优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷，防老剂优选防老剂DP，补强剂优选沉淀法白炭黑，增塑剂优选2280石蜡油。
为使本发明具有更好的效果，所述的绝缘橡胶还可包含以下重量份的成份：
滑石粉    40～80份
纳米陶土  40～80份
氧化锌    1～5份
石蜡      1～5份
硬脂酸    1～4份。
本绝缘橡胶主胶料采用杜邦公司产聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成。POE8450将合成橡胶的柔曲性、韧性与塑料的易加工性结合在一起。作为多种应用的首选弹性体材料，POE具有以下特点：1、密度低，可减轻产品的重量2、优秀的低温韧性；3、良好的柔顺性，触感好；4、透明度高5、与许多聚合物相比，着色力和其它优点明显。三元乙丙橡胶具有极高的化学稳定性，在通用橡胶中，其耐老化性能最好。还具有突出的耐臭氧性能，不但优于天然胶、丁苯胶、氯丁胶等能用橡胶，而且也优于一般被认为耐老化性能很好丁基橡胶。耐候性好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的环境中使用。含炭黑的三元乙丙橡胶硫化胶在阳光下曝晒三年后未发生龟裂，物理机械性能变化亦很小。据外国资料介绍，乙丙橡胶制在自然状态下，可使用30～50年。三元乙丙橡胶具有较高的弹性，在通用橡胶中其弹性仅次于天然橡胶和顺丁胶。同时乙丙橡胶又具有好的低温性能，在低温下仍保持较好的弹性和较小的压缩变形，其最低极限使用温度可达-50℃。与低温行为最密切相关的是硫化胶的弹性，具有好的低温性能的硫化胶亦具有良好的低温弹性。三元乙丙胶是传统的橡胶，而POE8450是传统的弹性体，这两者通过共混和动态硫化，则可制备出性能优异的热塑性弹性体，兼具两胶料的优点和特性，在保持弹性体优异的绝缘性能同时减低其硬度，并具有良好的机械性能和优异的耐老化，耐化学腐蚀性能，为成品橡胶提供性能保障。
硫化剂采用过氧化二异丙苯DCP，无色无味低毒，是天然胶、合成胶、聚乙烯树脂等高分子材料最优良的引发剂、硫化剂、交联剂，特别适用于白色透明、耐热、压缩变形低、金属结合力大的大型制品和注压制品。加入氧化锌后能改善硫化胶的机械性能、耐老化性能尤佳，在硫化乙丙胶、乙烯、醋酸乙烯橡胶时，配合活性剂后交联度大大提高，可使制品具有耐老化、耐寒、不喷霜、不污染金属的良好性能。
助硫剂TAIC是EVA的最有效的助交联剂，可以通过过氧化物硫化体系交联密度来有效的改善耐热性能。
偶联剂优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷，是优异的粘结促进剂，属于氨基硅烷类通用偶联剂，这是目前应用最广泛的硅烷偶联剂大品种。它具有两种功能团，即氨基和乙氧基。其中三个可水解基团(乙氧基)，在反应中先水解生成硅醇，由于硅醇不稳定，极易与无机物或金属表面的羟基结合脱水，从而与无机物或金属结合起来。氨基上带有两个活泼氢可以和各种聚合物发生反应，从而通过化学键将两种性质完全不同的材料紧密的结合起来。硅烷偶联剂KH550被广泛应用于玻璃钢、涂料、铸造、塑料、粘合剂、橡胶、纺织印染等各行各业中。
防老剂优选防老剂DP，化学名N-(2，3-二甲基-异戊基)-N’-苯基对苯二胺锌，适用于各种对长效型老化要求较高的橡胶制品，产品基本无毒性，属环保型新型助剂，因在混炼过程中始终保持熔融状态，提高了分散均匀的速度和混炼效率；具有优异的抗天候老化、抗臭氧老化和抗疲劳老化性能及优异的耐水抽出性能，从而具有优良的长效防护性能；用量在5份以下无喷霜之虑，确保产品外观美观。
补强剂优选沉淀法白炭黑，沉淀法白炭黑具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异性能，是一种重要的补强填充剂。白炭黑的最重要应用是用作橡胶的补强剂，其用量约占总产量的80％-90％，可广泛应用于橡胶行业的诸多领域中。
增塑剂优选2280石蜡油，2280石蜡油以石蜡基原油经减压蒸馏、脱蜡、磺化、精制等工艺制得的。适用于丁基橡胶、三元乙丙橡胶等橡胶，是橡胶复合配方最理想的软化剂。特主要特点有：(1)高闪点，低挥发性。(2)芳烃含量低。(3)饱和烃成份高。(4)色稳定性好，颜色浅，易上色。(5)使用安全
硬脂酸有增塑软化作用。石蜡也有增塑作用还利于橡胶挤出。滑石粉和纳米陶土做填充剂，也有补强阻燃作用。
本发明具有如下优点：
1、十分柔软，应用本橡胶生产的电缆柔软易曲，易于安装敷设。
2、耐温等级高，本配方橡胶所应用的电缆，可在高达150℃温度下甚至更高温度180℃下连续长时间稳定工作，耐温等级达到国内领先水平同国际水平接轨。
3、综合性能较全面，本发明不仅耐温等级高，绝缘性能优异，还具有优良的耐侯、耐臭氧、耐热老化、耐酸碱性能且耐油等级达到三级既可耐矿物油也能耐燃料油。而且低烟无卤阻燃，环保安全。
4、老化性能优异，使用寿命长。在空气箱158℃下放置168h后，抗拉强度保留率在90％以上，拉伸率保留率在80％以上，所应用的电缆，可安全使用至少10年。
5、对导体铜芯无污染，作为绝缘包覆于铜导体上，再经硫化后，导体铜丝表面无变色现象。
具体实施方式
实施例1
一种本发明所述的额定电压3000V耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶，该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：
生胶                    100份
有机过氧化物硫化剂      5份
助硫剂                  3份
偶联剂                  2份
防老剂                  5份
补强剂                  20份
增塑剂                  8份
滑石粉                  60份
纳米陶土                60份
氧化锌                  3份
石蜡                    3份
硬脂酸                  3份。
其中，生胶优选杜邦公司产聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成，有机过氧化物硫化剂优选过氧化二异丙苯DCP，助硫剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC，偶联剂优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷，防老剂优选防老剂DP，补强剂优选沉淀法白炭黑，增塑剂优选2280石蜡油。
得到的电缆绝缘橡胶具体性能指标如下：
老化前：断裂伸长率225％；抗拉强度11.2N/mm2；
老化后(158℃*168h)断裂伸长率200％；抗拉强度10.8/mm2；断裂伸长率变化率为-11.1％，抗拉强度变化率为-3.5％；
耐臭氧(25℃，浓度0.025～0.030％，30h)无裂纹；
电性能：体积电阻率2.4*1012Ω.m，击穿强度28kV/mm。
实施例2
又一种本发明所述的额定电压3000V耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶，该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：
生胶                  100份
有机过氧化物硫化剂    2份
助硫剂                1份
偶联剂                1份
防老剂                3份
补强剂                10份
增塑剂                5份
其中，生胶优选杜邦公司产聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成，有机过氧化物硫化剂优选过氧化二异丙苯DCP，助硫剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC，偶联剂优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷，防老剂优选防老剂DP，补强剂优选沉淀法白炭黑，增塑剂优选2280石蜡油。
实施例3
又一种本发明所述的额定电压3000V耐125℃等级的低烟无卤阻燃轨道交通车辆用单芯电缆绝缘橡胶，该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：
生胶                  100份
有机过氧化物硫化剂    6份
助硫剂                5份
偶联剂                4份
防老剂                8份
补强剂                25份
增塑剂                10份
滑石粉                80份
纳米陶土              80份
氧化锌                5份
石蜡                  5份
硬脂酸                4份。
其中，生胶优选杜邦公司产聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成，有机过氧化物硫化剂优选过氧化二异丙苯DCP，助硫剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC，偶联剂优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷，防老剂优选防老剂DP，补强剂优选沉淀法白炭黑，增塑剂优选2280石蜡油。
本发明综合性能较全面，不仅耐温等级高可达150℃绝缘性能优异，甚至更高温度180℃下连续长时间稳定工作，耐温等级达到国际水平还具有优良的耐侯、耐臭氧、耐热老化、耐酸碱性能且耐油等级达到三级既可耐矿物油也能耐燃料油。而且绝缘性能优异，低烟无卤阻燃，环保安全。耐温等级高，本配方橡胶所应用的电缆，。老化性能优异，使用寿命长。在空气箱158℃下放置168h后，抗拉强度保留率在90％以上，拉伸率保留率在80％以上，所应用的电缆，可安全使用至少10年。

Claims (7)

1.一种额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其
特征在于：该绝缘橡胶包含以下重量份的成份：
Figure FSB00000763345000011
所述生胶为聚烯烃弹性体POE8450与三元乙丙胶按4∶6的比例混合而成；
该绝缘橡胶还包含以下重量份的成份：
Figure FSB00000763345000012
2.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述有机过氧化物硫化剂为过氧化二异丙苯DCP。
3.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述助硫剂为三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC。
4.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述防老剂为防老剂DP。
6.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述补强剂为沉淀法白炭黑。
7.根据权利要求1所述的额定电压3000V的低烟无卤阻燃轨道车辆用单芯电缆绝缘橡胶，其特征在于：所述增塑剂为2280石蜡油。
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