CN103613896A - 一种电缆填充材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：75-95份、丙烯酸酯橡胶：80-120份、硫化剂：4-17份、硫化助剂：14-27份、氧化锌：40-70份、氢氧化铝：60-70份；氢氧化镁：50-70份；白炭黑：20-35份、硬脂酸：10-15份、防老剂：5-10份、碳黑1-3份。本发明的电缆填充材料具有化学结构稳定、不被微生物分解，良好的阻燃性能，良好的导热性能，有效地避免了填充材料对电缆传输能力的影响，降低电流在同等截面导体的损耗，节约了资源，提高了导电率。

Description

一种电缆填充材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及输电线缆生产技术领域，尤其涉及一种电缆填充材料及其制备方法。
背景技术
在电缆生产过程中，为保证电缆的圆整性，同时避免芯线之间的相互磨擦，需要在芯线之间添加填充材料，现有的电缆中常采用不可燃的玻璃纤维材料、含卤阻燃材料、或者阻燃岩棉绳等进行填充。含卤电缆在发生火灾时会产生大量有毒烟雾，妨碍救火和人员的疏散，并造成二次危害；玻璃纤维材料易溢出，在空气中形成玻璃纤维粉尘，阻燃岩棉绳含有致癌物质，影响生产工人的身体健康，而且这类填充料影响电缆对外的传导散发热量，进而影响电缆的传输能力及额定电流在同等截面导体的损耗，其他的常见填充材料大部分都存在结构稳定性差，且容易被微生物分解等情况，严重影响到输电线缆的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是旨在提供一种化学结构稳定、不被微生物分解，且具有良好的阻燃性能和导热性能的电缆填充材料。
本发明的另一目的是提供一种上述电缆填充材料的制备方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：75-95份、丙烯酸酯橡胶：80-120份、硫化剂： 4-17份、硫化助剂：14-27份、氧化锌：40-70份、氢氧化铝：60-70份；氢氧化镁：50-70份；白炭黑：20-35份、硬脂酸： 10-15份、防老剂： 5-10份、碳黑1-3份。
优先地，所述原料配比为：聚异戊二烯橡胶：85份、丙烯酸酯橡胶：110份、硫化剂：14份、硫化助剂：24份、氧化锌：60份、氢氧化铝：65份；氢氧化镁：60份；白炭黑：28份、硬脂酸： 12份、防老剂： 8份、碳黑2份。
一种上述电缆填充材料的制备方法，包括以下步聚：
a.按所述配比准备各原料；
b.将异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁按所述配比加入混炼机中低速混炼20-40分钟，再加入其他原料高速混炼15～20分钟；
c.将混合后的物料通过挤压机进行挤压制备电缆填充材料坯体；
d.硫化：将坯体放入硫化设备中进行加压、硫化，即得所述电缆填充材料。
聚异戊二烯橡胶可采用聚异戊二烯橡胶含量在95%以上的天然橡胶，具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，容易与硫化剂发生硫化反应，容易进行塑炼、混炼、压延、压出、成型；丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶；硫化剂能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，增强电缆填充材料的弹性强度，可采用异氰酸酯或硫磺；氧化锌主要用作橡胶或电缆的补强剂，以使橡胶具有良好的耐腐蚀性，抗撕裂性和弹性。也用作天然橡胶的硫化活化剂，白色橡胶的着色剂和填料，氯丁橡胶的硫化剂。氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂；氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体；氢氧化镁是一种新型填充型阻燃剂，分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，氢氧化镁是公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂，广泛应用于橡胶等高分子材料中；白炭黑用在橡胶制品中以替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要，同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，用在天然橡胶或合成橡胶制成的胶粘剂中，提供了触变性和补强性，同时由于其伸展性还可以提高粘着力，质高价廉；硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用兼具硫化活性剂、增塑剂和软化剂之特性；防老剂的主要作用可以分为抗热氧老化防老剂、抗臭氧老化防老剂、有害金属离子作用抑制剂、抗疲劳防老剂、抗紫外线辐射防老剂等，可有效抑制或延缓电缆氧化降解而延长使用寿命；碳黑采用补强碳黑，在电线填充材料中起补强作用。
本发明的电缆填充材料具有化学结构稳定、不被微生物分解，良好的阻燃性能，良好的导热性能，有效地避免了填充材料对电缆传输能力的影响，降低电流在同等截面导体的损耗，节约了资源，提高了导电率。
具体实施方式
本发明的电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：75-95份、丙烯酸酯橡胶：80-120份、硫化剂： 4-17份、硫化助剂：14-27份、氧化锌：40-70份、氢氧化铝：60-70份；氢氧化镁：50-70份；白炭黑：20-35份、硬脂酸： 10-15份、防老剂： 5-10份、碳黑1-3份。聚异戊二烯橡胶采用聚异戊二烯橡胶含量在95%以上的天然橡胶，硫化剂采用异氰酸酯或硫磺，防老剂采用SP-P橡胶防老剂。
其制备方法，包括以下步聚：
a.按所述配比准备各原料；
b.将异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁按所述配比加入混炼机中低速混炼20-40分钟，再加入其他原料高速混炼15～20分钟；
c.将混合后的物料通过挤压机进行挤压制备电缆填充材料坯体；
d.硫化：将坯体放入硫化设备中进行加压、硫化，即得所述电缆填充材料。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
实施例一
一种电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：85份、丙烯酸酯橡胶：110份、硫化剂：14份、硫化助剂：24份、氧化锌：60份、氢氧化铝：65份；氢氧化镁：60份；白炭黑：28份、硬脂酸： 12份、防老剂： 8份、碳黑2份。
其制备方法，包括以下步聚：
a.按所述配比准备各原料；
b.将异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁按所述配比加入混炼机中低速混炼40分钟，再加入其他原料高速混炼20分钟；
c.将混合后的物料通过挤压机进行挤压制备电缆填充材料坯体；
d.硫化：将坯体放入硫化设备中进行加压、硫化，即得所述电缆填充材料。
实施例二
一种电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：75份、丙烯酸酯橡胶：80份、硫化剂： 4份、硫化助剂：14份、氧化锌：40份、氢氧化铝：60份；氢氧化镁：50份；白炭黑：20份、硬脂酸： 10份、防老剂： 5份、碳黑1份。
其制备方法与实施例一的制备方法基本相同，不同之处在于：本实施例低速混炼与高速混炼的时间均为20分钟。
实施例三
一种电缆填充材料，由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：80份、丙烯酸酯橡胶：100份、硫化剂：10份、硫化助剂：17份、氧化锌：60份、氢氧化铝：66份；氢氧化镁：63份；白炭黑：27份、硬脂酸：13份、防老剂：7份、碳黑2份。
其制备方法与实施例一的不同之处在于：低速混炼30分钟，高速混炼15分钟。
实施例四
聚异戊二烯橡胶：95份、丙烯酸酯橡胶：120份、硫化剂：17份、硫化助剂：27份、氧化锌：70份、氢氧化铝：70份；氢氧化镁：70份；白炭黑：35份、硬脂酸：15份、防老剂：10份、碳黑3份。
其制备方法与实施例一相同。
经检测，本发明的电缆填充材料具有良好的圆整性，不易燃烧，结构稳定，可连续折弯200次而完好无损，在火在放置60秒而无燃烧，耐酸、耐碱，不易被腐蚀，绝缘、导热对电缆芯线且有良好的保护和稳定作用，且传热快，可快速对散去芯线产生的热量，提高芯线导电率。

Claims (3)

1.一种电缆填充材料，其特征在于：它由以下重量份配比的原料制得：聚异戊二烯橡胶：75-95份、丙烯酸酯橡胶：80-120份、硫化剂： 4-17份、硫化助剂：14-27份、氧化锌：40-70份、氢氧化铝：60-70份；氢氧化镁：50-70份；白炭黑：20-35份、硬脂酸： 10-15份、防老剂： 5-10份、碳黑1-3份。
2.如权利要求1所述的电缆填充材料，其特征在于：所述原料配比为：聚异戊二烯橡胶：85份、丙烯酸酯橡胶：110份、硫化剂：14份、硫化助剂：24份、氧化锌：60份、氢氧化铝：65份；氢氧化镁：60份；白炭黑：28份、硬脂酸： 12份、防老剂： 8份、碳黑2份。
3.一种如权利要求1或2所述的电缆填充材料的制备方法，包括以下步聚：
a.按所述配比准备各原料；
b.将异戊二烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁按所述配比加入混炼机中低速混炼20-40分钟，再加入其他原料高速混炼15～20分钟；
c.将混合后的物料通过挤压机进行挤压制备电缆填充材料坯体；
d.硫化：将坯体放入硫化设备中进行加压、硫化，即得所述电缆填充材料。
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