CN102977464A - 煤矿电缆用高强度epdm与poe并用型绝缘橡皮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其组成及配比为：三元乙丙橡胶70.0～100.0份；热塑性弹性体0～30.0份；活性剂5.0份；抗氧剂2.0～4.0份；补强剂35.0～55.0份；填充剂50.0～65.0份；润滑助剂6.0～10.0份；硅烷偶联剂0.5～1.0份；复合硫化剂9.0～12.0份；该绝缘橡皮的含胶量为40～48％；所述含胶量为(三元乙丙橡胶的重量+热塑性弹性体的重量)/总重量×100％。本发明采用热塑性弹性体POE与三元乙丙橡胶EPDM并用、DC-90为补强剂来提高EPDM与POE并用型绝缘橡皮的拉伸强度。该绝缘橡皮的性能满足《煤矿用电缆》MT 818-2009的要求。

Description

煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮
技术领域
本发明涉及一种电缆用的绝缘橡皮，特别涉及煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮。
背景技术
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抗性，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。乙丙橡皮已成为电线电缆中广泛使用的一种绝缘材料。
商业的三元乙丙橡胶中乙烯丙烯比由80/20到40/60。当乙烯丙烯比百分含量增加时，正面的影响有：更高的拉伸强度，更高的结晶化，更低的玻璃体转化温度，能将原材料聚合物转化成丸状，以及更好的挤出特性。不好的影响有：差的压延混合性，较差的低温特性，以及不好的压缩形变；当丙烯比例更高时，好处就是更好的加工性能，更好的低温特性以及更好的压缩形变等。
POE塑料是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，其特点是：(1)辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性；(2)POE塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能；(3)POE塑料分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好；(4)良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。
中国专利ZL200610161495.1公开的《电线电缆用乙丙橡皮》的配方虽然采用乙丙橡胶作为胶料，但其用乙丙橡胶生胶中的乙烯含量≥80％，导致该乙丙橡皮的耐寒性能差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮。
实现本发明目的技术方案为：一种煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述EPDM与POE并用型绝缘橡皮的组成及配比为(按质量份计)：
三元乙丙橡胶         70.0～100.0份；
热塑性弹性体         0～30.0份；
活性剂               5.0份；
抗氧剂               2.0～4.0份；
补强剂               35.0～55.0份；
填充剂               50.0～65.0份；
润滑助剂             6.0～10.0份；
硅烷偶联剂           0.5～1.0份；
复合硫化剂           9.0～12.0份；
该绝缘橡皮的含胶量为 40～48％；
所述含胶量为(三元乙丙橡胶的重量+热塑性弹性体的重量)/总重量×100％。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述热塑性弹性体为用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的POE。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述三元乙丙橡胶的性能参数：125℃下测试的门尼粘度为10～80Mv、乙烯含量为40～80％、第三单体含量为0～12％。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述活性剂为氧化锌。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，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。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述补强剂为沉淀白炭黑和纳米补强剂的混合物，在配方总组分中，沉淀白炭黑为5～10质量份、纳米补强剂为30～45质量份。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述纳米补强剂为宜兴东昌化工有限公司生产的DC-90。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述填充剂为滑石粉。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述润滑助剂为微晶石蜡。
上述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
热塑性弹性体材料POE，以其柔韧性，耐寒性以及高强度在电线电缆行业得到广泛的应用，其主要用途为：可替代部分EPDM，用于中低压电缆，主要用于风能电缆，矿用电缆，船用电缆，机车电缆等绝缘层，和EPDM掺在一起塑炼。其主要作用有：1，替代部分EPDM，从而达到降低成本；2，增加体系的柔韧性，耐寒性和耐曲绕性。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明采用热塑性弹性体POE与三元乙丙橡胶EPDM并用、DC-90为补强剂来提高EPDM与POE并用型绝缘橡皮的拉伸强度；(2)采用乙烯含量40～80％的三元乙丙橡胶为主体，有效兼顾了橡皮的拉伸强度、挤出性能；(3)本发明绝缘橡皮的性能满足《煤矿用电缆》MT 818-2009的要求。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表一：
表一
Figure BDA0000088894230000031
本实施例中：
混炼胶片的性能：
门尼粘度  M(1+4)100℃为：40.0Mv
硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：3.22N.m
硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：0.86min
硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：7.30min
20℃时体积电阻率为：1.6*1015Ω.cm
抗张强度为：9.0N/mm2
伸长率为：330％
比重为：1.32g/cm3
根据本实施例生产出的成品绝缘橡皮的性能见表二：
表二
Figure BDA0000088894230000041
(实施例2)
本实施例的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表三：
表三
Figure BDA0000088894230000042
本实施例中：
混炼胶片的性能：
门尼粘度  M(1+4)100℃为：38.0Mv
硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：2.85N.m
硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：0.91min
硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：8.0min
20℃时体积电阻率为：3.5*1015Ω.cm
抗张强度为：10.1N/mm2
伸长率为：350％
比重为：1.30g/cm3
根据本实施例生产出的成品绝缘橡皮的性能见表四：
表四
Figure BDA0000088894230000051
(实施例3)
本实施例的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮的组成、配比份数及型号见表五：
表五
Figure BDA0000088894230000052
Figure BDA0000088894230000061
本实施例中：
混炼胶片的性能：
门尼粘度  M(1+4)100℃为：42.5Mv
硫变仪上170℃*15min的最高转矩MH为：2.45N.m
硫变仪上170℃*15min的工艺焦烧时间t10为：0.92min
硫变仪上170℃*15min的工艺正硫化时间t90为：8.5min
20℃时体积电阻率为：5.2*1014Ω.cm
抗张强度为：8.5N/mm2
伸长率为：340％
比重为：1.38g/cm3
根据本实施例生产出的成品绝缘橡皮的性能见表六：
表六
Figure BDA0000088894230000062
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 (10)

1.一种煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述EPDM与POE并用型绝缘橡皮的组成及配比为(按质量份计)：
三元乙丙橡胶         70.0～100.0份；
热塑性弹性体         0～30.0份；
活性剂               5.0份；
抗氧剂               2.0～4.0份；
补强剂               35.0～55.0份；
填充剂               50.0～65.0份；
润滑助剂             6.0～10.0份；
硅烷偶联剂           0.5～1.0份；
复合硫化剂           9.0～12.0份；
该绝缘橡皮的含胶量为 40～48％；
所述含胶量为(三元乙丙橡胶的重量+热塑性弹性体的重量)/总重量×100％。
2.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM绝缘橡皮，其特征在于：所述热塑性弹性体为用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的POE。
3.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述三元乙丙橡胶的性能参数：125℃下测试的门尼粘度为10～80Mv，乙烯含量为40～80％，第三单体含量为0～12％。
4.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述活性剂为氧化锌。
5.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，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。
6.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述补强剂为沉淀白炭黑和纳米补强剂的混合物，在配方总组分中，沉淀白炭黑为5～10质量份、纳米补强剂为30～45质量份。
7.根据权利要求6所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述纳米补强剂为宜兴东昌化工有限公司生产的DC-90。
8.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述填充剂为滑石粉。
9.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，其特征在于：所述润滑助剂为微晶石蜡。
10.根据权利要求1所述的煤矿电缆用高强度EPDM与POE并用型绝缘橡皮，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。
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