CN102276936B - 一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方 - Google Patents

一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方 Download PDF

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Abstract

一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方，其材料组分如下：氯磺化聚乙烯CSM-40 60份，氯化聚乙烯CPE20份，氯醚橡胶CHR20份，高耐磨炭黑N330 5份，半补强炭黑N765 5份，硫酸钡15份，水洗陶土10份，滑石粉15份，石英砂5份，氯化石蜡12份，TOTM8份，氧化镁10份，硬脂酸1份，石蜡3份，0级三氧化二锑30份，十溴10份，三盐5.5份，硬脂酸铅2.5份，NBC1份，MB1份，RD1份，DCP4份，TAIC2份，HVA-21份，含胶量40.3％。它适用于矿用电缆护套，能充分满足生产阻燃耐腐矿用电缆的需要。

Description

一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方
技术领域
本发明涉及一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方。
背景技术
由于矿用电缆大多实在井下恶劣工作环境中使用，即高温、易燃和腐蚀性(直接接触强酸、矿物油等化学药品)等环境。因此要求矿用电缆的护套不仅具有优异的耐高温性、阻燃性(电缆及周围环境着火时，可阻止火焰蔓延，并保证电缆继续通电)，而且还要具有优异的耐酸、耐油等耐介质腐蚀性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方，它能充分满足生产阻燃防腐矿用电缆护套的需要。
为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方，其材料组分如下：氯磺化聚乙烯CSM-40 60份，氯化聚乙烯CPE20份，氯醚橡胶CHR20份，高耐磨炭黑N330 5份，半补强炭黑N765 5份，硫酸钡15份，水洗陶土10份，滑石粉15份，石英砂5份，氯化石蜡12份，TOTM8份，氧化镁10份，硬脂酸1份，石蜡3份，0级三氧化二锑30份，十溴10份，三盐5.5份，硬脂酸铅2.5份，NBC1份，MB1份，RD1份，DCP4份，TAIC2份，HVA-21份，含胶量40.3％。它适用于矿用电缆护套，能充分满足生产阻燃耐腐矿用电缆的需要。
附图说明
图1为本配方生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明再作描述。
首先通过对几种常用电缆护套橡胶的耐热性、耐油性和耐燃性等特性进行评估，结果见表1。根据研究目的以及电缆实际使用要求，为此，对各体系确定如下：
表1几种橡胶的特性评估
 胶种   耐热   耐油   耐低温   耐臭氧   耐燃   综合评估
 氯丁橡胶CR   4   5   7   6   7   29
 氯磺化聚乙烯CSM   6   5   7   10   8   36
 氯化聚乙烯CPE   6   5   7   10   7   35
 丁晴橡胶NBR   4   8   6   3   4   25
 氯醚橡胶CHR   6   9   6   7   7   35
 乙丙橡胶EPDM   8   1   5   8   3   25
注：各项特性的优劣(相对)以1-10分评估，1分最差，10分最好。
1、橡胶的选择
选择CSM、CPE和CHR三胶并用。采用以CSM为主、CPE和CHR为辅的并用体系结构。
这三种橡胶均为饱和型橡胶，分子结构十分相似(分子主链上无双键，含有强极性基团，相互之间的相容性较好，三者共混效果佳。另外在CSM配方中并用CPE和CHR还可降低生产成本，改善CSM胶料的加工工艺性能。通过比较试验，CSM与CPE和CHR并用后胶料的物理机械性能及耐油性能大幅度改善，LOI及热老化性能变化不大，耐酸性有所下降。从综合性能上考虑，以CSM/CPE/CHR的并用比为(40-60)/(20-30)/(20-30)较理想。
2、硫化体系的选择
CSM、CPE和CHR分子链上都不含双键，均应采用过氧化物做硫化剂，以提高胶料的耐热性和耐热老化性。用过氧化物硫化时共交联剂品种直接影响材料的挤出加工温度，在选择时一定要与选用的过氧化物相匹配，结合生产实际，大都采用连续硫化生产工艺，我们选择TAIC(异氰脲酸三烯丙酯)和HVA-2(N，N-间亚苯基双马来酰亚胺)作为共硫化剂。
3、阻燃剂和含卤素阻燃增塑剂的选择
应采用三氧化二锑、氢氧化铝、磷酸酯类和含卤素类化合物等二种或二种以上的阻燃剂并用，不宜采用碳酸镁、含水硼酸锌阻燃剂。
从实用角度看，宜选用含氯、含磷类阻燃型增塑剂。试验发现：用含卤素磷酸酯和氯化石蜡的胶料阻燃性和耐酸性较用磷酸酯的胶料好；但用氯化石蜡的胶料混炼时易粘辊、气味浓，燃烧时会产生浓烟，硫化胶拉伸强度低，而含卤素磷酸酯的胶料加工性能良好，硫化胶拉伸强度也较高，只是焦烧时间短，磷酸酯介于二者之间。
4、补强填充剂的选择
考虑到护套的特殊使用功能，尤其是耐浓硫酸介质功能，宜选用中性或弱酸性的耐酸补强填充剂，如可选用硫酸钡、水洗陶土、滑石粉、白炭黑和石英粉等耐酸、耐燃填料，不宜选用碳酸钙、碳酸钡等碳酸盐类填料，而补强剂选用中性或弱碱性、耐热性能良好的半补强炭黑、高耐磨炭黑为好。具体选用时还要考虑补强填充剂对胶料其它性能的影响。
本发明选用硫酸钡、水洗陶土、滑石粉、石英粉、半补强炭黑和高耐磨炭黑作补强填充剂。
5、防老剂的选择
采用有助于胶料阻燃性、耐酸性和耐热性提高的防老剂NBC(丁基二硫代氨基甲酸镍)与防老剂MB和RD并用。
6、配方及性能
根据以上原则，我们设计了以下配方(见表2)。
表2阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方
 材料名称   材料组分
 1、氯磺化聚乙烯CSM-40   60
 2、氯化聚乙烯CPE   20
 3、氯醚橡胶CHR   20
 4、高耐磨炭黑N330   5
 5、半补强炭黑N765   5
 6、硫酸钡   15
 7、水洗陶土   10
  8、滑石粉   15
  9、石英砂   5
  10、氯化石蜡   12
  11、TOTM   8
  12、氧化镁   10
  13、石蜡   3
  13、硬脂酸   1
  14、0级三氧化二锑   30
  15、十溴   10
  16、三盐   5.5
  17、硬脂酸铅   2.5
  18、NBC   2
  19、MB   1
  20、RD   1
  21、DCP   4
  22、TAIC   2
  23、HVA-2   1
  含胶量％   40.3％
配方性能(见表3)
表3阻燃防腐矿用电缆护套橡皮配方性能
  性能项目   实测数据
  未硫化胶：
  ML(1+4)100～C   40-42
  门尼焦烧(120℃)   32～37min
  硫变仪数据(180℃)   t10：1.5min
  t90：7.2min_
  硫化胶性能[160℃×(18-20)min]：
  拉伸强度   13.7-14.MPa
  扯断伸长率   370～390％
  135℃X 168h老化后：
  拉伸强度变化率+2.0～+7.0   +2.0～+7.0％
  扯断伸长率变化率   -10.0％～-14.0％
  耐油性(100℃×48h，20机油)
  拉伸强度变化率   -4.0％～-7.0％
  扯断伸长率变化率一   -14.0％～-19.0％
  耐酸性(20℃x 48h.98浓硫酸)
  拉伸强度变化率   -18.0％～-20.0％
  扯断伸长率变化率一   -21.0％～-24.0％
  橡皮极限氧指数：LOI   42-43
加工工艺(见图1)
CSM，CPE和CHR的门尼粘度都较高，宜采用快速逆混法混炼，混炼温度不宜过高，100-110℃较好，硫化剂在开放式炼胶机上加人，为防止过氧化物加入时受热熔化使胶料打滑，可将少量陶土或滑石粉一并加入。混炼后的胶料应存放在室温、通风干燥的环境中，禁止与水、锌类物质接触。
挤出机加工温度为：螺杆40-45℃；简体50-60℃；机头80-90℃；模具110-120℃。挤出机长径比≥10t1，压缩比＞3∶1，饱和蒸汽(185-200℃)压力1.3-1.5MPa。[0028]本发明的矿用电缆橡胶护套性能符合标准MT818-2009，GB7594-87，MT818-1995，且耐腐效果优良，满足井下恶劣环境下的使用要求。

Claims (1)

1.一种阻燃防腐矿用电缆护套橡皮，其特征是：其材料组分如下：氯磺化聚乙烯CSM-40 60份，氯化聚乙烯CPE20份，氯醚橡胶CHR20份，高耐磨炭黑N330 5份，半补强炭黑N765 5份，硫酸钡15份，水洗陶土10份，滑石粉15份，石英砂5份，氯化石蜡12份，TOTM8份，氧化镁10份，硬脂酸1份，石蜡3份，0级三氧化二锑30份，十溴10份，三盐5.5份，硬脂酸铅2.5份，NBC1份，MB1份，RD1份，DCP4份，TAIC2份，HVA-21份，含胶量40.3％。 
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