CN103319793A - 一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，所述绝缘橡胶的主要组成和含量为：三元乙丙橡胶为50～70份；POE为30～50份；滑石粉为50～70份；重质碳酸钙为60～80份；石蜡油为2～8份；交联剂为1～5份；交联助剂为2～8份。本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法，其是一种使用特定配方及加工方法以三元乙丙橡胶与POE为主体材料的低气味绝缘橡胶，其在不增加成本的情况下，提供一种成本较低、性能满足标准要求的低气味绝缘橡胶，从而大大降低电缆的气味。

Description

一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法

技术领域    

本发明涉及绝缘橡胶及其制备方法领域，特别涉及一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法。

  

背景技术

目前市场上橡胶线缆都存在较大的气味，人在其周围会感到非常难受，而且这种气味会危害人体健康。随着橡胶线缆的应用领域日益扩大，其气味问题已经越来越得到国内外的重视。同时人们对环境要求的不断提高，尤其是室内产品、厨房产品、户内水景水族产品对于气味的要求越来越严格，这些橡胶线缆已不能满足客户对电线电缆低气味的要求。电线电缆的气味主要来源于绝缘橡胶和电缆料，因此需要开发一种低气味，性能又能满足标准要求的绝缘橡胶，以降低电缆电线所散发出的气味对环境和人体健康的影响。 

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法，其是一种使用特定配方及加工方法以三元乙丙橡胶与POE为主体材料的低气味绝缘橡胶，其在不增加成本的情况下，提供一种成本较低、性能满足标准要求的低气味绝缘橡胶，为达此目的，本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，所述绝缘橡胶的主要组成和含量为：（以下各组分含量以重量份数计） 

三元乙丙橡胶为50～70份；

POE为30～50份；

滑石粉为50～70份；

重质碳酸钙为60～80份；

石蜡油为2～8份；

交联剂为1～5份；

交联助剂为2～8份。

作为本发明进一步改进，所述三元乙丙橡胶优先选择门尼粘度为ML_（1+4）125℃为22～28，乙烯含量为55.5%,第三单体(ENB)含量为3.8%的三元乙丙橡胶，三元乙丙橡胶是胶料中最重要的组分，决定了胶料的使用性能，工艺性能和成本等，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的三元乙丙橡胶。 

作为本发明进一步改进，所述POE优先选择熔融指数为0.5g/10min，门尼粘度ML_（1+4）121℃为46～56的POE，POE是胶料中最重要的组分，决定了胶料的使用性能，工艺性能和成本等，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的POE。 

作为本发明进一步改进，所述滑石粉为2500目，粒径90%分布在1～5μm，盐酸不溶物大于或等于85%，氧化镁含量大于或等于30%的滑石粉，滑石粉主要用于提高机械强度，改善工艺性能，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的滑石粉。 

作为本发明进一步改进，所述重质碳酸钙为2500目，平均粒径在1.42～1.62μm，粒径90%分布在1～5μm，碳酸钙含量为98%的重质碳酸钙，重质碳酸钙主要用于提高机械强度，改善工艺性能，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的重质碳酸钙。 

作为本发明进一步改进，所述石蜡油优先选择40℃条件下运动粘度为461～501mm²/s，100℃条件下运动粘度为29～33mm²/s，烷烃碳原子含量C_p大于或等于70%，芳环碳原子含量C_A小于或等于2%的石蜡油，石蜡油可降低橡胶粘度、改善加工性能、改善低温弯曲性能、增加伸长率、增加柔韧性等，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的重质碳酸钙。 

作为本发明进一步改进，所述交联剂为含量大于或等于95%的双叔丁基过氧化二异丙基苯； 

所述交联助剂选自下列三种化合物中的一种或两种或三种：

三烯丙基异三聚氰酸酯；

三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯；

硅烷偶联剂。

交联剂可使线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的交联剂，交联助剂可加快过延迟交联速度，为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的交联助剂。 

作为本发明进一步改进，所述低气味电线电缆用绝缘橡胶，还包含以下重量份的组分：防老剂为3～10份；活化剂为5～15份；软化剂为2～8份。 

所述防老剂为下列三种材料中的一种或两种或三种： 

四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；

2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；

2-硫醇基苯并咪唑；

所述活化剂为下列二种材料中的一种或二种：

氧化锌；

硬脂酸；

所述软化剂为石蜡。

以上组分主要用于改善电缆性能，为了达到本发明电缆性能因此需添加以上组分。 

本发明所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的制备方法，其制备的步骤为： 

第一步，将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后，将三元乙丙橡胶、POE 、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟；

第二步，扫料后将石蜡油、交联助剂加入到密炼机中再炼8分钟后卸料；

第三步，胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至90℃以下，打卷后将胶料加入到密炼机中，再加入交联剂炼1分钟后卸料；

第四步，胶料经开炼机再次混炼均匀，薄通后经压延机辗页成胶卷；

第五步，炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应：其中，冷喂料挤出机机头温度为90~100℃，机身一区温度为60~80℃，机身二区温度为70~90℃，气压为1.7~2.0MPa。

采用本发明所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的线缆的经测试在（热老化条件：127℃×40小时；绝缘电阻和耐压测试：常温浸水1小时；VOC测试：参照日本JEITA协会针对VOC要求 guide手册），在以上情况下主要性能及挥发性有机化合物（VOC）如下： 

拉伸强度为10.6Mpa；

伸长率为420%；

针焰为8S；

DZ-3为2S；

TOTAL VOC为342μg/cm³。

通过以上测试数据可知，使用本发明绝缘橡胶的制作成的电缆成本较低、而且性能满足标准要求，并且所生产的电缆气味很低。 

  

具体实施方式

以下结合实施例对发明做详细的说明： 

本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法，其是一种使用特定配方及加工方法以三元乙丙橡胶与POE为主体材料的低气味绝缘橡胶，其在不增加成本的情况下，提供一种成本较低、性能满足标准要求的低气味绝缘橡胶。

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。以下实施例中，所用原料均为市售工业品。 

实施例1～3： 

实施例1～3按照下面中各组分如以下数据所示重量份配制。

项目                    实施例1    实施例2    实施例3 

三元乙丙橡胶                 54         60          64

POE                          4          4           3

滑石粉                       60         60          60

重质碳酸钙                   70         70          70

氧化锌                      5.6         5.6          5.6

硬脂酸                      0.1         0.1          0.1

四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟

基苯基）丙酸]季戊四醇酯      0.9         0.9          0.9

2，2，4-三甲基-1，2-二氢

化喹啉聚合体                3.9           /           3.9

2-硫醇基苯并咪唑            /             3.9          /

石蜡油                      20           20          25

双叔丁基过氧化二异丙基苯     2           1.5          1

三烯丙基异三聚氰酸酯         2.7          2.5         2.7

三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯   0.3          0.3         0.3

硅烷偶联剂                   1.0          1.0         0.5

石蜡                          4           3.5          4

制备方法：

根据配方表中的重量份数将三元乙丙橡胶、POE 、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟后，扫料加入石蜡油、交联助剂再炼8分钟后卸料，经过滤机过滤，再在开炼机上降温至90℃以下，打卷后将胶料在密炼机中加入交联剂炼1分钟后卸料，经开炼机再次混炼均匀后薄通，辗页出胶卷；炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应：其中，冷喂料挤出机机头温度为90~100℃，机身一区温度为60~80℃，机身二区温度为70~90℃，气压为1.7~2.0MPa。

采用本发明所述电缆料得到的电源线性能如以上数据所示。 

比较例： 

制备方法：将氯化聚乙烯56份，三元乙丙胶44份，滑石粉100份，轻质碳酸钙16份，重质碳酸钙64份，氧化镁5份，氧化锌2份，硬脂酸1份，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体4份，石蜡6份，微晶蜡1份加入到密炼机中混炼2分钟后，扫料加入石蜡基油6份，三烯丙基氰脲酸酯5份再炼8分钟卸料，经过滤机过滤，再在开炼机上降温至90℃以下，打卷后将胶料在密炼机中加入过氧化二异丙苯5份炼1分钟卸料，经开炼机再次混炼均匀后薄通，辗页出胶卷；炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应：其中冷喂料挤出机机头温度为90~100℃，机身一区温度为60~80℃，机身二区温度为70~90℃，气压为1.7~2.0MPa。得到的产品性能如以下数据所示。

实施例性能 

项目            实施例1    实施例2    实施例3    比较例

拉伸强度（MPa）      11.1        10.6        10.8        10.5

伸长率（%）           380        420        400         370

针焰（S）               5          8          6           20

DZ-3（S）               1          2          3           12

TOTAL VOC（μg/cm³）   448        358        342        1624

（注VOC测试：参照日本JEITA协会针对VOC要求 guide手册）

注：空气弹老化条件：127℃×40小时；绝缘电阻和耐压测试：常温浸水1小时；检测方法按GB/T5013.4-2008，其中VOC测试检测方法：参照日本JEITA协会针对VOC要求 guide手册。

从上面数据可以看出，用本发明的技术制备的电缆料与比较例中的电缆料相比，本发明的电缆料强度性能较好，抗张强度较高，绝缘电阻提高较大，且经老化试验后，其强度及伸长率变化率均能保持在±30%以内。各项性能均能满足国家标准要求。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。 

Claims (10)

1.一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于，所述绝缘橡胶的主要组成和含量为：（以下各组分含量以重量份数计）

三元乙丙橡胶为50～70份；

POE为30～50份；

滑石粉为50～70份；

重质碳酸钙为60～80份；

石蜡油为2～8份；

交联剂为1～5份；

交联助剂为2～8份。

2.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述三元乙丙橡胶优先选择门尼粘度为ML_（1+4）125℃为22～28，乙烯含量为55.5%,第三单体(ENB)含量为3.8%的三元乙丙橡胶。

3.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述POE优先选择熔融指数为0.5g/10min，门尼粘度ML_（1+4）121℃为46～56的POE。

4.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述滑石粉为2500目，粒径90%分布在1～5μm，盐酸不溶物大于或等于85%，氧化镁含量大于或等于30%的滑石粉。

5.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述重质碳酸钙为2500目，平均粒径在1.42～1.62μm，粒径90%分布在1～5μm，碳酸钙含量为98%的重质碳酸钙。

6.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述石蜡油优先选择40℃条件下运动粘度为461～501mm²/s，100℃条件下运动粘度为29～33mm²/s，烷烃碳原子含量C_p大于或等于70%，芳环碳原子含量C_A小于或等于2%的石蜡油。

7.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述交联剂为含量大于或等于95%的双叔丁基过氧化二异丙基苯；

所述交联助剂选自下列三种化合物中的一种或两种或三种：

三烯丙基异三聚氰酸酯；

三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯；

硅烷偶联剂。

8.根据权利要求1所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述低气味电线电缆用绝缘橡胶，还包含以下重量份的组分：防老剂为3～10份；活化剂为5～15份；软化剂为2～8份。

9.根据权利要求8所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶，其特征在于：所述防老剂为下列三种材料中的一种或两种或三种：

四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；

2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；

2-硫醇基苯并咪唑；

所述活化剂为下列二种材料中的一种或二种：

氧化锌；

硬脂酸；

所述软化剂为石蜡。

10.根据权利要求1-9所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的制备方法，其特征在于，其制备的步骤为：

第一步，将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后，将三元乙丙橡胶、POE 、滑石粉、重质碳酸钙、活化剂、防老剂、软化剂加入到密炼机中混炼2分钟；

第二步，扫料后将石蜡油、交联助剂加入到密炼机中再炼8分钟后卸料；

第三步，胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至90℃以下，打卷后将胶料加入到密炼机中，再加入交联剂炼1分钟后卸料；

第四步，胶料经开炼机再次混炼均匀，薄通后经压延机辗页成胶卷；

第五步，炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应：其中，冷喂料挤出机机头温度为90~100℃，机身一区温度为60~80℃，机身二区温度为70~90℃，气压为1.7~2.0MPa。