CN102827429B - 烯烃共聚物和cpe与epdm三元并用低成本绝缘橡皮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其组成及配比为(以质量份计)：烯烃共聚物5～15份；CPE 60～80份；三元乙丙橡胶10～30份；活性剂10～15份；稳定剂2～4份；抗氧剂2～3份；增塑剂10～20份；补强剂10～15份；填充剂100～160份；润滑助剂2～5份；硅烷偶联剂1～3份；复合硫化剂8～12份；该绝缘橡皮的含胶量，即(烯烃共聚物的重量+CPE的重量+三元乙丙橡胶的重量)/总重量×100％为30～40％。本发明采用低价格的烯烃共聚物和低价格的CPE与高价格的乙丙橡胶三元并用来降低橡皮配方成本、提高绝缘橡皮的性价比，满足GB/T5013-2008《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆》、JB8735-1998《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆》标准的性能要求。

Description

烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮

技术领域

本发明涉及一种电缆用的绝缘橡皮，特别涉及烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮。

背景技术

新版《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆》GB/T5013-2008取代了老版GB/T5013-1997，在新版GB/T5013-2008中取消了“普通橡皮混合物绝缘的电缆-IE1型”，增加了“乙丙橡皮混合物或其相当材料绝缘的电缆-IE4型”，增加了IE4型绝缘橡皮的耐臭氧试验，提高了IE4型绝缘橡皮的热老化温度，从IE1型80℃7天热老化提高到IE4型100℃7天热老化。

IE1型绝缘橡皮主要用普通橡皮的天然橡胶为胶料，但不耐老化是天然橡胶的致命弱点，其耐油性和耐溶剂性很差。

IE4型绝缘橡皮主要用三元乙丙橡胶或其相当材料为胶料，乙丙橡皮已成为电线电缆中广泛使用的一种绝缘材料。三元乙丙橡胶作为乙丙橡皮的基料，是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处，另一个不饱和的只会成为边侧链。三元乙丙橡胶的聚合物主链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性。

三元乙丙橡胶本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有排斥性，吸水率低，具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近于丁苯橡胶、聚乙烯和交联聚乙烯。

烯烃共聚物是应用茂金属催化技术和齐格勒纳塔催化技术生产的一种低结晶或非结晶性的α-烯烃共聚物，它是乙烯与丁烯的共聚物，有着低的结晶度，分子量分布窄，其短的支链分布均匀，具有优越的流动性、柔软性和韧度，是一种性能优越的聚烯烃弹性体。

烯烃共聚物的用途广泛，可以用作软质成型材料的基础树脂，也可以作为一种添加剂，可掺入聚乙烯，聚丙烯和其它热塑性塑胶以改善产品的物理特性。可以用作电线电缆工业上耐热性和耐环境性要求高的绝缘层和护套，用于高绝缘的电气品，提供给塑胶加工者和橡胶混料业者一个高性价比的选择空间。

氯化聚乙烯(CPE)是由高密度聚乙烯(HDPE)经氯化取代反应制得的高分子材料，为饱和高分子材料，具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性、着色性能及韧性，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高；在橡胶工业中，CPE可作为高性能、高质量的特种橡胶，也可以与乙丙橡胶(EPR)、丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)等其它橡胶共混使用；橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热氧臭氧老化、阻燃性佳的特种合成橡胶。

烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用时，掺用比例可控制在EPDM/烯烃共聚物＝2/1之间，达到降低配方体系材料成本、提升性价比的目的。

中国专利ZL200610161495.1公开了一种《电线电缆用乙丙橡皮》，其中的橡皮配方采用纯乙丙橡胶作为主胶料，导致这个配方的乙丙橡皮的材料成本很高、实用价值不大、影响其推广使用。

中国专利200910117115.8，公开了一种《耐油橡套绝缘材料》，其原料配方里面采用三元乙丙橡胶、氯化聚乙烯等。绝缘橡皮一般无耐油性能要求，而EPDM因分子结构特点，不具耐油性能的；CPE因分子结构特点，具耐油性能的；EPDM与CPE  元共用时，要想达到一般耐油性能要求，对EPDM与CPE的共用比例十分敏感，EPDM不能超过25份，CPE不能少于75份；而该发明配方达不到一般耐油性能要求的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，该橡皮能完全满足GB/T5013-2008额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆》、JB8735-1998额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆》标准的性能要求，但配方材料成本较低。

实现本发明目的技术方案为：一种烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其组成及配比为(以质量份计)：

烯烃共聚物            5～15份；

CPE                  60～80份；

三元乙丙橡胶         10～30份；

活性剂               10～15份；

稳定剂                 2～4份；

抗氧剂                 2～3份；

增塑剂               10～20份；

补强剂               10～15份；

填充剂              100～160份；

润滑助剂                2～5份；

硅烷偶联剂              1～3份；

复合硫化剂             8～12份；

所述烯烃共聚物为乙烯与丁烯的共聚物，其性能参数为：190℃下测试的熔融指数为：3.5～4.0g/10min、230℃下测试的熔融指数为：6.5～7.0g/10min、100℃下测试的门尼粘度为15～18、熔点为：66℃、维卡软化点为：55℃；氯化聚乙烯的氯含量为35±1％，125℃下测试的门尼粘度为45～75；三元乙丙橡胶乙烯含量为56％、ENB含量为11.5％，100℃下测试的门尼粘度为54；

上述组分中绝缘橡皮的含胶量，即(烯烃共聚物的重量+CPE的重量+三元乙丙橡胶的重量)/总重量×100％为30～40％。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述活性剂为高纯氧化镁。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述稳定剂为侨冠化工有限公司生产的ST-18A。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述抗氧剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述增塑剂为为52度氯化石蜡和邻苯二甲酸二辛脂的混合物，在配方总质量份数52度氯化石蜡为5～10质量份、邻苯二甲酸二辛脂为5～10质量份。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述补强剂为沉淀白炭黑。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述填充剂为煅烧陶土、滑石粉、碳酸钙的混合物，在配方总质量份数中煅烧陶土15～25份、滑石粉30～45份、碳酸钙55～90份。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述润滑助剂为微晶石蜡。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。

上述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，所述复合硫化剂为宜兴南方镁盐有限公司生产的硫化剂NFCP-P。

用三元乙丙橡胶一元胶料做绝缘橡皮配方时，其综合性能良好，但因其价格较高：2011年5月份，三元乙丙橡胶KEP 210的价格涨到55000元/吨左右、S501A的价格涨到53000元/吨左右、EP T3950的价格涨到57000元/吨左右，导致配方材料成本居高不下；用氯化聚乙烯一元胶料做绝缘橡皮配方时，因含氯原子，其绝缘电阻较差，但其价格较低：2011年5月份，CPE 6135的价格只有14500元/吨左右，使得配方材料成本大幅下降；烯烃共聚物的价格也较低：2011年5月份，烯烃共聚物只有22000元/吨左右；

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明通过烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用以及对采用的烯烃共聚物、氯化聚乙烯和EPDM性能及参数的选择，在充分保证绝缘橡皮各项性能的基础上，有效的降低了绝缘橡皮配方的材料成本，增强了橡套电线电缆产品的市场竞争力。(2)本发明绝缘橡皮能满足GB/T5013-2008《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆》、JB8735-1998《额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆》标准的性能要求。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例的低成本绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表一：

表一

本实施例中：

混炼胶片的性能：

门尼粘度M(1+4)100℃为：68.0Mv

硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：3.6N.m

硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：1.15min

硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：9.0min

20℃时体积电阻率为：1.5*10¹⁴Ω.cm

抗张强度为：8.0N/mm²

伸长率为：500％

比重为：1.56g/cm³

按照表一称重后进行塑炼、混炼、出片、挤出成型、蒸汽硫化后得成品，性能见表二：

表二

(实施例2)

本实施例的低成本绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表三：

表三

本实施例中：

混炼胶片的性能：

门尼粘度M(1+4)100℃为：70Mv

硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：3.2N.m

硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：1.2min

硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：9.5min

20℃时体积电阻率为：2.1*10¹⁴Ω.cm

抗张强度为：6.5N/mm²

伸长率为：450％

比重为：1.62g/cm³

按照表三称重后进行塑炼、混炼、出片、挤出成型、蒸汽硫化后得成品，其性能见表四：

表四

(实施例3)

本实施例的低成本绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表五：

表五

本实施例中：

混炼胶片的性能：

门尼粘度M(1+4)100℃为：66Mv

硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：3.8N.m

硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：1.05min

硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：8.7min

20℃时体积电阻率为：5.2*10¹³Ω.cm

抗张强度为：8.8N/mm²

伸长率为：520％

比重为：1.50g/cm³

按照表三称重后进行塑炼、混炼、出片、挤出成型、蒸汽硫化后得成品，其性能见表六：

表六

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其组成及配比以质量份计为：

所述烯烃共聚物为乙烯与丁烯的共聚物，其性能参数为：190℃下测试的熔融指数为：3.5～4.0g/10min，230℃下测试的熔融指数为：6.5～7.0g/10min，100℃下测试的门尼粘度为15～18，熔点为：66℃、维卡软化点为：55℃；氯化聚乙烯的氯含量为35±1%，125℃下测试的门尼粘度为45～75；三元乙丙橡胶乙烯含量为56%、ENB含量为11.5%，100℃下测试的门尼粘度为54；

上述组分中绝缘橡皮的含胶量，即（烯烃共聚物的重量+CPE的重量+三元乙丙橡胶的重量）/总重量×100%为30～40%。

2.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于：所述活性剂为高纯氧化镁。

3.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于：所述稳定剂为侨冠化工有限公司生产的ST-18A。

4.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于：所述抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

5.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于:所述增塑剂为52度氯化石蜡和邻苯二甲酸二辛脂的混合物，在配方总质量份数中，52度氯化石蜡为5～10质量份、邻苯二甲酸二辛脂为5～10质量份。

6.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于:所述补强剂为沉淀白炭黑。

7.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于:所述填充剂为煅烧陶土，滑石粉，碳酸钙的混合物，在配方总质量份数中煅烧陶土15～25份，滑石粉30～45份，碳酸钙55～90份。

8.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于:所述润滑助剂为微晶石蜡。

9.根据权利要求1所述的烯烃共聚物和CPE与EPDM三元并用低成本绝缘橡皮，其特征在于:所述硅烷偶联剂为乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷。