CN101942144B

CN101942144B - 导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料及其制备方法

Info

Publication number: CN101942144B
Application number: CN2010102790478A
Authority: CN
Inventors: 唐伟
Original assignee: JIANGSU SANJIAOZHOU PLASTIC CO Ltd
Current assignee: Cgnpc Delta (Jiangsu) Plastic Co., Ltd.
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: CN101942144A

Abstract

本发明涉及一种导电屏蔽材料，特别是用于电缆的阻燃耐油导电屏蔽材料，以及这种导电屏蔽材料的制备方法。其特种为基本组分为：乙烯-乙酸乙烯酯橡胶100份、氢氧化镁50～100份、导电炭黑50～80份、石墨粉10～30份、硼酸锌5～10份、增塑剂10～25份、润滑剂2～5份、防老剂1～2份、阻燃协效剂10～30份、硫化剂2～3份、助硫化剂1～2份，其制备方法包括备料、混炼、挤出、出片四个步骤。本发明的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料导电率高，耐油性好，阻燃效果优异，无异味，易剥离，耐温等级高，可通过RoHS、REACH等环保认证。

Description

导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种制作电缆护套的材料及方法，特别涉及一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料及其制备方法。

背景技术

中低压橡套电缆(橡套电缆一般由多股的细铜丝为导体，外包橡胶绝缘和橡胶护套的一种柔软可移动的电缆品种)，如日用电器、船用电缆，矿用电缆等，因其使用场所的原因，为了保证在发生火灾等意外时，人员的安全撤离和不延燃或蔓延扩大，要求材料具备极高的阻燃性，同时要求材料发烟量和毒性指数很小，必然要求电缆无卤、低烟。

特种电缆，如动力线和控制线共存于同一电缆结构时，有导电要求，实现多点接地，平衡电位差，防雷和防止人员触电；同时控制线要确保信号的稳定和减少衰减也需做屏蔽处理。而将外护套做成具有导电屏蔽功能就有了现实的可能。并且，这种结构可以减少电缆的结构和重量，减少金属材料、填充材料和护套料的使用，是很节能降耗的新举措。

但同时具备导电屏蔽、低烟、无卤、阻燃和耐油的电缆护套料还未见有成果和相关的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，将其原料配方按重量份配比混炼后，经双腕喂料，挤出出片或造粒而制成，所述原料配方由以下重量份的原料组成：

乙烯-乙酸乙烯酯橡胶 100份；

氢氧化镁 50～100份；

导电炭黑 50～80份；

石墨粉 10～30份；

硼酸锌 5～10份；

增塑剂 10～20份；

润滑剂 2～5份；

防老剂 1～2份；

阻燃协效剂 10～30份；

硫化剂 2～3份；

助硫化剂 1～2份。

其中，所述增塑剂为TPP(磷酸三苯酯)或RDP(四苯基间苯二酚二磷酸酯)；所述润滑剂为聚乙烯蜡和半精炼石蜡混合物，两者之间的质量比2∶1；所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；所述阻燃协效剂为氮系阻燃剂和纳米粘土混合物，两者之间的质量比例为8～10∶1；所述硫化剂为1，4-双叔丁基过氧异丙基苯；所述助硫化剂为三烯丙基异氰尿酸酯和N，N’-间亚苯基双马来酰亚胺的混合物，两者之间的质量比1∶1。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、氢氧化镁、导电炭黑、石墨粉、硼酸锌、增塑剂、润滑剂、防老剂、阻燃协效剂按权利要求1～5中任一权利要求所述的重量份备料投料后，放密炼机混炼，混炼完后加入权利要求1～5中任一权利要求所述重量份的硫化剂和助硫化剂再混合，经单螺杆挤出出片或造粒；所述混炼温度小于或等于110℃。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(即EVM橡胶)具有优异的耐油性，不含卤素，无结晶塑化温度低，加工性能优。EVM橡胶是乙烯与乙酸乙烯酯(Vinyl acetate，VA)两种单体的共聚物，其中VA含量大于40％，优选为VA含量50％或70％的EVM橡胶，朗盛公司牌号Levapren500或Levapren700。

2、上述方案中，所述氢氧化镁为无卤环保阻燃剂。氢氧化镁在受热时发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用，同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行，还能够大量吸收燃烧所产生的有害气体和烟雾，同时消除烟雾、阻止熔滴。考虑到阻燃效率，必须使用马丁的H5IV才能达到优异的阻燃效果。

3、上述方案中，所述导电炭黑为超导电炭黑。因其填充了无机的阻燃剂，为确保物性不受损失，需添加超导电炭黑，具体为卡博特BP2000、德固赛Printex XE-2B、三菱3350B的一种或几种的混合物。使用超导电炭黑，减少了炭黑用量，提高导电效率，给阻燃剂的添加提供了一定的空间，而不至于损伤物理机械性能下降明显。

4、上述方案中，所述石墨粉的平均颗粒径小于或等于50～35微米。所述石墨粉为膨胀石墨，兼具单导电和膨胀阻燃功能，还能起润滑作用，提高可剥离性。目数为325目(45微米)效果最佳，太粗了相容性欠佳，太细了没有膨胀倍率了。

5、上述方案中，所述硼酸锌的平均颗粒直径小于或等于17～10微米，起协效阻燃作用。阻燃协效剂FRP-103为自己化工厂生产，作用为在燃烧时提供膨胀的气源，粹灭火焰、降低可燃气体浓度。

6、上述方案中，增塑剂为阻燃类的磷酸酯增塑剂，TPP(磷酸三苯酯)或RDP(四苯基间苯二酚二磷酸酯)，提高高分子链的柔顺性，改善了加工工艺性能。所述防老剂为RD，即2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(2，2，4-trimethyl-1，2-dihydroquinoline)，改善耐热、耐臭氧老化性能。所述润滑剂为聚乙烯蜡、半精炼石蜡混合物，混合比2∶1，提高了物料在加工时的流动性。所述硫化剂为BIPB，即1，4-双叔丁基过氧异丙基苯(Bis[1-(tert-butylperoxy)-1-methylethyl]benzene)，此硫化剂为过氧化物硫化剂，无毒无味，半衰期温度高，硫化操作性强。所述助硫化剂为TAIC(三烯丙基异氰尿酸酯)和HVA-2(N，N’-间亚苯基双马来酰亚胺)混合物，混合比1∶1，在硫化时起架桥作用，提高硫化效率和交联键的稳定。

7、上述方案中，为避免高温分解，本发明混炼温度最高为110℃，为了使已加硫化剂的物料在单螺杆中过早硫化或发生焦烧，单螺杆挤出机的稳定设定不大于90℃。

8、上述方案中，所述阻燃协效剂为氮系阻燃剂和纳米粘土混合物，两者之间的质量比例为8～10∶1，可以购自江苏三角洲塑化有限公司，其牌号为FRP-103。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明选用EVM为基材，无卤环保，填料和辅料的填充能力强，制成之成品强度高含胶量30％仍可达强度10MPa。

2、本发明所有添加的阻燃剂均为无卤阻燃剂，阻燃性好，同时保证了烟密度、透光率、pH值、电导率等指标的通过，又不会对设备产生腐蚀。

3、本发明导电率强，小于50Ω.cm，可优化为小于10Ω.cm。

4、本发明使用无味硫化剂硫化，使产品在生产和使用过程中无异味，耐温等级高，为105℃。

5、本发明耐极性和非极性油性能优，易剥离。

6、本发明环保无毒，对环境和人不造成毒害。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1～7：一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料

一、原料配方：实施例1～7的具体配比见表1。

二、制备方法，按表1的配比备料，准确称量，将除硫化剂和助硫化剂外的原材料，投料放入密炼机混炼，投料的原则是要让物料混合均匀，所以可以分次投料，如：投生胶，炭黑先投一半，阻燃剂投一半，然后投小料助剂，再盖上剩余的炭黑和阻燃剂。不压下顶栓让主机转动30秒，让物料自动搅拌混合。混炼完后加入硫化剂和助硫化剂再混合，反复翻动数次，直到看不见液态的硫化剂既可排料。单螺杆挤出出片，需严格控制温度和主机转速，否则均有焦烧的可能。出片或造粒均需冷却完全后，方可包装。

三、检测：取片料或粒料，在平板硫化机上经175℃*10min压片，压力位13～15MPa，片子厚度1mm，标准环境放置一定时间后测试，实施例1～3的测试结果见表2。实施例4～7经过检测后也通过RoHS、REACH等环保认证。

表1

说明：实施例1、2中的乙烯-乙酸乙烯酯为Levapren500，实施例3中的乙烯-乙酸乙烯酯为Levapren700；氢氧化镁为马丁H5IV，导电炭黑分别采用卡博特BP2000、德固赛Printex XE-2B及两者1∶1的混合物；石墨为阻燃膨胀型，325目，普通市售；硼酸锌，1250目，普通市售；实施例1增塑剂为TPP，实施例2、3增塑剂为RDP，江苏三角洲塑化有限公司产；阻燃协效剂FRD-103，自产；防老剂为RD(2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)，南京石化；硫化剂为BIPB，有效含量大于97％，高桥石化产；助硫化剂，液体，上海方瑞达产品。

表2

说明：N.D表示的意思是为未检测到。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，将其原料配方按重量份配比混炼后，经双腕喂料，挤出出片或造粒而制成，其特征在于：所述原料配方由以下重量份的原料组成：

乙烯-乙酸乙烯酯橡胶 100份；

氢氧化镁 50～100份；

导电炭黑 50～80份；

石墨粉 10～30份；

硼酸锌 5～10份；

增塑剂 10～25份；

润滑剂 2～5份；

防老剂 1～2份；

阻燃协效剂 10～30份；

硫化剂 2～3份；

助硫化剂 1～2份。

其中，所述增塑剂为磷酸三苯酯或四苯基间苯二酚二磷酸酯；所述润滑剂为聚乙烯蜡和半精炼石蜡混合物，两者之间的质量比2∶1；所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；所述阻燃协效剂为氮系阻燃剂和纳米粘土混合物，两者之间的质量比例为8～10∶1；所述硫化剂为1，4-双叔丁基过氧异丙基苯；所述助硫化剂为三烯丙基异氰尿酸酯和N，N’-间亚苯基双马来酰亚胺的混合物，两者之间的质量比1∶1。

2.根据权利要求1所述的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，其特征在于：所述乙烯-乙酸乙烯酯橡胶的共聚单体中，乙酸乙烯酯的质量比例为50％或70％。

3.根据权利要求1所述的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，其特征在于：所述导电炭黑为超导电炭黑。

4.根据权利要求1所述的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，其特征在于：所述石墨粉的平均颗粒径等于50～35微米。

5.根据权利要求1所述的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料，其特征在于：所述硼酸锌的平均颗粒直径等于17～10微米。

6.一种导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料的制备方法，其特征在于：先将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、氢氧化镁、导电炭黑、石墨粉、硼酸锌、增塑剂、润滑剂、防老剂、阻燃协效剂按权利要求1～5中任一权利要求所述的重量份备料投料后，放密炼机混炼，混炼完后加入权利要求1～5中任一权利要求所述重量份的硫化剂和助硫化剂再混合，经单螺杆挤出出片或造粒；所述混炼温度小于或等于110℃。

7.根据权利要求6所述的导电低烟无卤阻燃耐油电缆护套料的制备方法，其特征在于：所述混炼温度小于或等于90℃。