CN102702629B - 一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法，该氯化聚乙烯橡胶的原料含有如下组分：氯化聚乙烯、氧化铝粉、增塑剂、胶粘剂、偶联剂、稳定剂、抗氧剂，其制备方法：将原料依次加入到密炼机中混炼均匀后，加入到开炼机中压片成型，得胶料，将胶料切条，然后加入到挤出机中挤出成型，再经电子加速器辐照交联。本发明的氯化聚乙烯橡胶的各原料协同作用，使本发明在进行辐照交联后，具有阻燃，耐热，耐磨的优异特性，交联后橡胶的强度、伸率，阻燃性能、耐热、耐磨性能都达到或超过蒸汽交联的橡胶性能，具有节能、环保的特性。

Description

一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氯化聚乙烯橡胶及其制备方法，具体涉及一种电线电缆用阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法。
背景技术
电线电缆已成为人们生活中不可或缺的产品，其在不同的使用场合有不同的要求，目前橡胶的主要配方有以下几类：天然丁苯胶、三元乙丙胶、氯化聚乙烯、或氯璜化聚乙烯，其中，氯化聚乙烯橡胶最常用，这种类型的橡胶是以氯化聚乙烯橡胶为主体材料，加入其他配合剂经蒸汽交联反应得到，但蒸汽交联须通过煤或油锅炉燃烧产生蒸汽，属于高耗能工艺，且不能满足标准要求。若将现有氯化聚乙烯橡胶配方使用辐照交联制备，得到的橡胶又不能满足电线电缆用橡胶材料的标准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，该橡胶的原料含有如下重量份的组分：氯化聚乙烯90～110份、氧化铝粉20～30份、增塑剂 15～25份、胶粘剂3～5份、偶联剂2～5份、稳定剂3～5份、抗氧剂1～3份。
优选的，所述橡胶的原料还含有如下重量份的组分：抗撕裂剂15～25份、软化剂4～8份、补强剂60～80份、活性剂10～15份、阻燃剂10～15份。
优选的，增塑剂为TOTM、DOS中的至少一种；胶粘剂为PL-400；偶联剂为硅烷偶联剂；稳定剂为硬脂酸钡、复合稳定剂中的至少一种；抗氧剂为抗氧剂1010。
优选的，活性剂为活性氧化镁、氧化镁中的至少一种。
优选的，补强剂为白碳黑、碳黑中的至少一种。
优选的，软化剂为石蜡、PE蜡中的至少一种。
优选的，补强剂由白碳黑40～50重量份、碳黑20～30重量份组成。
优选的，软化剂由石蜡2～4重量份、PE蜡2～4重量份组成。
优选的，所述阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶的原料由如下重量份的组分组成：氯化聚乙烯90～110份、氧化铝粉20～30份、增塑剂 15～25份、胶粘剂3～5份、偶联剂2～5份、稳定剂3～5份、抗氧剂1～3份、抗撕裂剂15～25份、石蜡2～4份、PE蜡2～4份、白碳黑40～50份、碳黑20～30份、活性剂10～15份、阻燃剂10～15份。
优选的，所述阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶的原料由如下重量份的组分组成：氯化聚乙烯90～110份、氧化铝粉20～30份、TOTM 15～25份、PL-400 3～5份、硅烷偶联剂2～5份、硬脂酸钡3～5份、抗氧剂1010 1～3份、抗撕裂剂15～25份、石蜡2～4份、PE蜡2～4份、白碳黑40～50份，碳黑20～30份、活性氧化镁10～15份、阻燃剂10～15份。
上述的阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶制备方法，包括如下步骤：将原料依次加入到密炼机中混炼均匀后，加入到开炼机中压片成型，得胶料，将胶料切条，然后加入到挤出机中挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
优选的，上述的阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶制备方法，包括以下步骤：
1)      将氯化聚乙烯、氧化铝粉、增塑剂、偶联剂加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得母胶； 
2)      将母胶及剩余的原料加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料；
3)      将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
本发明所述TOTM为偏苯三酸三辛酯，DOS为癸二酸二辛酯，PL-400为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，PE蜡为聚乙烯蜡。
本发明的有益效果是：
本发明的氯化聚乙烯橡胶的各原料协同作用，使本发明在进行辐照交联后，具有阻燃，耐热，耐磨的优异特性，本发明的氯化聚乙烯橡胶的主要性能如下：抗张强度≥12.0MPa，氧指数≥40 OI，断裂伸长率350%，老化后抗张强度变化率±5%，老化后断裂伸长率变化率±12%，电缆产品耐磨次数高达6200次。
本发明的氯化聚乙烯橡胶用于电线电缆，其采用电子加速器进行辐照交联，交联后橡胶的强度、伸率，阻燃性能、耐热、耐磨性能都达到或超过蒸汽交联的橡胶性能，具有节能、环保的特性。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本说明作进一步的说明，但并不局限如此。
实施例中采用的偶联剂为硅烷偶联剂si-69，阻燃剂为复合阻燃剂GZRY-1，抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例1
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CPE-3000）100份、白碳黑45份、N220碳黑25份、氧化铝粉25份、活性氧化镁12份、阻燃剂13份、硬脂酸钡4份、抗撕裂剂20份、石蜡3份、PE蜡3份、TOTM 22份、PL-400 4份、偶联剂4份、抗氧剂2份；
上述阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)    将氯化聚乙烯、氧化铝粉、偶联剂、TOTM加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得母胶； 
2)      将母胶及剩余的原料分批次加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料，其中，加料顺序为：①硬脂酸钡、抗撕裂剂、石蜡、PE蜡、抗氧剂，②白碳黑、N220碳黑，③剩余原料；
3)      将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
实施例2
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CM352J）90份、白碳黑40份、N220碳黑20份、氧化铝粉20份、活性氧化镁15份、阻燃剂10份、硬脂酸钡5份、抗撕裂剂25份、石蜡2份、PE蜡2份、TOTM 15份、PL-400 3份、偶联剂2份、抗氧剂3份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CPE-3000）110份、白碳黑50份、N220碳黑30份、氧化铝粉30份、活性氧化镁10份、阻燃剂15份、硬脂酸钡3份、抗撕裂剂15份、石蜡4份、PE蜡4份、TOTM 25份、PL-400 5份、偶联剂5份、抗氧剂 1份。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CPE-3000）100份、白碳黑67份、氧化铝粉30份、氧化镁10份、阻燃剂13份、复合稳定剂（FM-801）3份、抗撕裂剂18份、石蜡6份、DOS 25份、PL-400 5份、偶联剂5份、抗氧剂 1份。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CM352J）90份、氧化铝粉25份、TOTM 20份、PL-400 3份、偶联剂5份、硬脂酸钡4份、抗氧剂1份。
上述电线电缆用辐照交联氯化聚乙烯橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)  将氯化聚乙烯、氧化铝粉、偶联剂、TOTM加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得母胶； 
2) 将母胶及剩余的原料加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料；
3)  将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
实施例6
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（（CPE-3000）100份、氧化铝粉30份、TOTM 15份、PL-400 4份、偶联剂3份、复合稳定剂3份、抗氧剂3份。
制备方法同实施例5。
实施例7
一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯（CM352J）110份、氧化铝粉20份、DOS 25份、PL-400 5份、偶联剂2份、硬脂酸钡5份、抗氧剂1份。
上述电线电缆用辐照交联氯化聚乙烯橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)  将氯化聚乙烯、氧化铝粉、偶联剂、DOS加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得母胶； 
2)  将母胶及剩余的原料加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料；
3)  将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
对比例
传统蒸汽交联氯化聚乙烯橡胶，其原料的重量份的组分如下：氯化聚乙烯92份、滑石粉（1250目）71份、氢氧化镁36份、黑烟胶43份、活性氧化镁11份、硬脂酸钡4份、防老剂RD 1份、三氧化二锑4份、石蜡1份、胶粘剂（TAIC粉）4.4份。
上述橡胶的制备方法，包括以下步骤：
上述阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶的制备方法，包括以下步骤：
1)  将原料依次加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料；
2)  将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经蒸汽硫化管进行硫化反应。
将实施例1的辐照交联氯化聚乙烯橡胶与对比例1的蒸汽交联氯化聚乙烯橡胶进行性能测试，参数检测方法参照GB/T2591-1997，热老化条件为：135℃×168 h，检测结果见表1。由表可知，本发明的氯化聚乙烯橡胶的氧指数≥40 OI，老化后抗张强度变化率±5%，老化后断裂伸长率变化率±12%，电缆产品耐磨次数高达6200次，故本发明橡胶具有阻燃，耐热，耐磨的优异特性。
本发明在传统的蒸汽交联氯化聚乙烯橡胶的基础上改进了配方及工艺，通过性能参数的对比，可知本发明辐照交联氯化聚乙烯橡胶可满足电线电缆用橡胶材料的需求，橡胶的强度、伸率，阻燃性能、耐热、耐磨性能都达到或超过蒸汽交联的橡胶性能，故优于蒸汽交联氯化聚乙烯橡胶。
表1 氯化聚乙烯橡胶的性能参数结果
项目 单位 对比例 实施例1
抗张强度 ≥MPa 10.0 12.0
断裂伸长率 ≥% 350 350
氧指数 ≥OI 38 40
老化后抗张强度变化率 ±% ±13 ±5
老化后断裂伸长率变化率 ±% ±25 ±12
比重 g/cm3 1.48 1.46
电缆产品耐磨次数 次 3500 6200

Claims (4)

1.一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，该橡胶的原料含有如下重量份的组分：氯化聚乙烯90～110份、氧化铝粉20～30份、增塑剂 15～25份、胶粘剂3～5份、偶联剂2～5份、稳定剂3～5份、抗氧剂1～3份，抗撕裂剂15～25份、软化剂4～8份、补强剂60～80份、活性剂10～15份、阻燃剂10～15份；
其中，增塑剂为TOTM、DOS中的至少一种；
胶粘剂为PL-400；
偶联剂为硅烷偶联剂；
稳定剂为硬脂酸钡、复合稳定剂中的至少一种；
抗氧剂为抗氧剂1010；
补强剂由白碳黑40～50重量份、碳黑20～30重量份组成；
软化剂由石蜡2～4重量份、PE蜡2～4重量份组成。
2.根据权利要求1所述的阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶，其特征在于：活性剂为氧化镁。
3.权利要求1所述的阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶制备方法，包括如下步骤：将原料依次加入到密炼机中混炼均匀后，加入到开炼机中压片成型，得胶料，将胶料切条，然后加入到挤出机中挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
4.根据权利要求3所述的阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶制备方法，其特征在于：该制备方法，包括以下步骤：
1)        将氯化聚乙烯、氧化铝粉、增塑剂、偶联剂加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得母胶； 
2)        将母胶及剩余的原料加入到密炼机中混炼均匀，经开炼机压片成型，得胶料；
3)        将胶料切条，经挤出机挤出成型，再经电子加速器辐照交联。
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