CN102391565A

CN102391565A - 一种矿用橡套电缆绝缘料及其制备方法

Info

Publication number: CN102391565A
Application number: CN201110265122XA
Authority: CN
Inventors: 徐俊琪; 徐丽; 詹格东; 王艳
Original assignee: FANYA CABLE GROUP Co Ltd
Current assignee: FANYA CABLE GROUP Co Ltd
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明公开了一种价廉物美的矿用橡套电缆绝缘料及其制备方法，绝缘料包括三元乙丙橡胶+POE100份，增塑剂15～30份，稳定剂硬脂酸锌2.5～3份，活性剂氧化锌5～7份，偶联剂1～2份，防老剂1.5～2.5份，补强剂瓷土40～50份，填料1250目滑石粉80～100份，硫化剂DCP3～3.5份，硫化助剂2～2.5份。制备步骤为：将三元乙丙橡胶+POE弹性体、增塑剂、稳定剂，活性剂，偶联剂，防老剂，补强剂瓷土，填料滑石粉加入密炼机在115-135℃的温度下混炼6分钟，然后经滤胶机过滤，再在开炼机上加入硫化剂，硫化助剂，打三次三角包，二次薄通，最后在辗页机上拉片，经冷却，称量入库，完成橡皮绝缘料的制备。

Description

一种矿用橡套电缆绝缘料及其制备方法

技术领域

本发明属于电缆材料领域，具体是一种以乙丙橡胶和POE为基料的矿用橡套电缆的高分子绝缘料及其制造方法。

背景技术

煤炭行业新标准MT818-2009已于2010年7月1日正式实施，矿用橡套电缆新老标准相比，其中涉及绝缘层性能的绝缘电阻指标有了显著提高，平均提高了约50%。

目前，国内矿用橡套电缆绝缘料普遍使用可交联的三元乙丙橡胶。我国三元乙丙橡胶的产量很低，只有中石油吉林石化公司生产部分用于制造橡皮电缆的三元乙丙胶4045牌号，其余全部进口。近几年，随着三元乙丙橡胶需求量的不断增加，价格已由原来的2.5万元/吨攀升到目前的5.8万元/吨。使生产企业的成本上升过快，很难消化。为此，寻找一种全部或部分替代材料已迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种性能符合MT818-2009矿用橡套电缆标准的绝缘材料，该材料的组份中大大降低了乙丙橡胶的用量，在降低了成本的基础上性能反而有所提升。此外，本发明还提供了该绝缘料的制备方法。

本发明所述的矿用橡套电缆绝缘料，其包括以下组份及质量份数：

三元乙丙橡胶和POE弹性体(Polyolefin elastomer，聚烯烃弹性体)100份，增塑剂15～30份，稳定剂硬脂酸锌2.5～3份，活性剂氧化锌5～7份，偶联剂1～2份，防老剂1.5～2.5份，补强剂瓷土40～50份，填料滑石粉80～100份，硫化剂DCP3～3.5份，硫化助剂2～2.5份。

所述的三元乙丙橡胶和POE弹性体的比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=15～35：85～65。优选比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=20：80。

所述的增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为石蜡油：微晶蜡：PE蜡=7.5：2：2。

此外，本发明还提供了该矿用橡套电缆绝缘料的制备方法，其制备步骤为：按照三元乙丙橡胶和POE弹性体100份，增塑剂15～30份、稳定剂硬脂酸锌2.5～3份，活性剂氧化锌5～7份，偶联剂1～2份，防老剂1.5～2.5份，补强剂瓷土40～50份，填料滑石粉80～100份，加入密炼机在115-135℃的温度下混炼6分钟，然后经滤胶机过滤，再在开炼机上加入硫化剂3～3.5份，硫化助剂2～2.5份，打三次三角包，二次薄通，最后在辗页机上拉片，经冷却，称量入库，完成橡皮绝缘料的制备。

本发明通过对各组份的合理优化达到满足并优于MT818-2009标准制造矿用橡套电缆绝缘层的各项指标性能，见表1，特别是使用POE代替三元乙丙橡胶，POE的比重为0.89 g/㎝³，价格为1.8万元/吨；三元乙丙橡胶比重为0.86 g/㎝³，价格为5.8万元/吨，相同重量的POE价格是三元乙丙橡胶的32%，故本发明一举两得，在提高了绝缘料性能的同时还大大降低了成本。

表1：乙丙绝缘橡皮（满足MT818-2009）与乙丙+POE绝缘橡皮性能参数对比表

Figure 201110265122X100002DEST_PATH_IMAGE002

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

三元乙丙橡胶15份，POE弹性体85份，增塑剂15份，稳定剂硬脂酸锌3份，活性剂氧化锌5份，偶联剂（A174）2份，防老剂（1010）1.5份，补强剂瓷土50份，填料1250目滑石粉80份，硫化剂DCP3.5份，硫化助剂2份。其中增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为7.5：2：2。

实施例2

三元乙丙橡胶20份，POE弹性体80份，增塑剂25份，稳定剂硬脂酸锌2.5份，活性剂氧化锌7份，偶联剂（A174）1份，防老剂（1010）2.5份，补强剂瓷土40份，填料1250目滑石粉100份，硫化剂DCP3份，硫化助剂2.5份。其中增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为7.5：2：2。

实施例3

三元乙丙橡胶35份，POE弹性体65份，增塑剂30份，稳定剂硬脂酸锌2.5份，活性剂氧化锌6份，偶联剂（A174）1.5份，防老剂（1010）2份，补强剂瓷土45份，填料1250目滑石粉95份，硫化剂DCP3.5份，硫化助剂2份。其中增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为7.5：2：2。

POE是由乙烯和辛烯采用溶液法聚合工艺生产而成，分子主链结构与三元乙丙橡胶类似，也为饱和结构。其密度为0.89g/㎝³，抗张强度27Mpa,伸长率1000%，体积电阻分数10¹⁷Ω㎝，介电常数2.2～2.4（10³赫），POE具有三元乙丙橡胶相同的优异性能，同时某些性能优于三元乙丙橡胶。POE具有良好的电性能、力学性能和加工性能，既具有塑料的热塑性，又具有橡胶的弹性，且与聚烯烃有良好的亲和性。POE具有优异的耐老化、耐紫外光性、良好的加工性，低温韧性突出，性价比高等优点。三元乙丙橡胶由于其分子主链为饱和结构而呈现出卓越的耐候性，耐臭氧性及化学稳定性。其密度为0.86g/㎝³，抗张强度13.7 Mpa，体积电阻分数为6×10¹⁵Ω㎝，介电常数2.35（10³赫）。但三元乙丙橡胶的价格高，碎胶有一定的困难，流动性也不太理想；而POE经交联，材料的耐热湿度提高，永久变形减小，拉伸强度，撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高，多用途的POE能够超过PVC、EVA、SBR、EMA和三元乙丙橡胶，今后可能逐步取代传统的三元乙丙橡胶。

偶联剂（A174）能有效改善填充剂的吸水性，保证绝缘橡皮在潮湿或浸水环境下电绝缘性能的稳定。偶联剂（A174）是不饱和的硅烷，它能与补强剂瓷土和填充剂滑石粉自发偶合，显著降低填充剂粒度，降低橡胶混合物粘度。它一方面提高了高聚物与填充剂的浸润性，另一方面在硫化过程中，通过不饱和键形成橡胶——填料键，从而起到增加硫化速度，硫化胶的抗张强度和电绝缘性能的耐水稳定性，消除高温硫化产生气孔的作用。

瓷土（CG-1）具有良好的机械强度、电绝缘性能和加工工艺性能。

滑石粉（1250目）的电绝缘性能特别优良，吸水性最小，特别在浸水后仍保持高的电绝缘性能

POE和三元乙丙橡胶混合，与过氧化二异丙苯（DCP）交联后，形成了三维网状结构，使硫化胶具有卓越的电绝缘性能，优良的耐热老化性，低温下具有很好的动态特性，较好的化学稳定性，高冲击强度和高耐磨性等优异性能，完全适合于制造矿用橡套电缆的绝缘层。

本发明的制备步骤如下：

1、橡胶加工和粉料处理

①为了便于橡胶的混炼，必须用切胶机把大块的橡胶切成小块，每块重量小于10kg。

②将各种粉料配合剂放在烘房中进行适当烘干，烘房温度控制在50℃~70℃，去除和减少配合剂中水分。水分含量过大会导致过筛困难，混炼时结团，硫化时容易产生气泡。

③ 用筛选机将粉料过筛，除去粉料中大颗粒和杂质，以保证混橡均匀。

④ 按照配方组份和橡胶及配合剂品种、类别和用量进行称量和配合。称量配合操作必须做到精密、准确、不漏，不错。

2、混橡

① 将三元乙丙橡胶和POE投入密炼机塑炼，时间1～2分钟

① 投入有机小料（防老剂、活性剂、稳定剂、偶联剂）+1/2增塑剂+1/3补强剂+1/2填料，时间：3～4分钟。

③投入2/3补强剂+1/2增塑剂+1/2填料，时间：3分钟。

④卸料

3、滤橡

在实际生产中，各种原材料都不可避免地会含有杂质，而且在配料及混炼过程中也会混入各种杂质，同时也为了清除混炼过程中没有分散的粒子，因此，必须对混橡后的橡胶进行过滤，过滤用不锈钢筛网目数及排列顺序为：20目→80目→20目。

4、压片

从滤橡机出来的橡料，通过开炼机加入硫化剂及硫化助剂，翻炼三角包三次，薄通二次。

5、辗页

通过辗页机将橡料辗压成厚薄均匀的胶片，停放24小时后供挤包矿用电缆绝缘层使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种矿用橡套电缆绝缘料，其特征在于包括以下组份及质量份数：

三元乙丙橡胶和POE弹性体100份，增塑剂15～30份，稳定剂硬脂酸锌2.5～3份，活性剂氧化锌5～7份，偶联剂1～2份，防老剂1.5～2.5份，补强剂瓷土40～50份，填料滑石粉80～100份，硫化剂DCP3～3.5份，硫化助剂2～2.5份。

2.根据权利要求1所述的矿用橡套电缆绝缘料，其特征在于所述的三元乙丙橡胶和POE弹性体的比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=15～35：85～65。

3.根据权利要求2所述的矿用橡套电缆绝缘料，其特征在于所述的三元乙丙橡胶和POE弹性体的比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=20：80。

4.根据权利要求1、2或3所述的矿用橡套电缆绝缘料，其特征在于所述的增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为石蜡油：微晶蜡：PE蜡=7.5：2：2。

5.一种矿用橡套电缆绝缘料的制备方法，其特征在于制备步骤为：按照三元乙丙橡胶和POE弹性体100份，增塑剂15～30份、稳定剂硬脂酸锌2.5～3份，活性剂氧化锌5～7份，偶联剂1～2份，防老剂1.5～2.5份，补强剂瓷土40～50份，填料滑石粉80～100份，加入密炼机在115-135℃的温度下混炼6分钟，然后经滤胶机过滤，再在开炼机上加入硫化剂3～3.5份，硫化助剂2～2.5份，打三次三角包，二次薄通，最后在辗页机上拉片，经冷却，称量入库，完成橡皮绝缘料的制备。

6.根据权利要求5所述的矿用橡套电缆绝缘料的制备方法，其特征在于所述的三元乙丙橡胶和POE弹性体的比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=15～35：85～65。

7.根据权利要求6所述的矿用橡套电缆绝缘料的制备方法，其特征在于所述的三元乙丙橡胶和POE弹性体的比例是三元乙丙橡胶：POE弹性体=20：80。

8.根据权利要求5、6或7所述的矿用橡套电缆绝缘料的制备方法，其特征在于所述的增塑剂为石蜡油、微晶蜡和PE蜡；三者比例为石蜡油：微晶蜡：PE蜡=7.5：2：2。