CN103772764A - 一种高性能城轨电缆护套材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：主料包括丁腈橡胶与氯化顺丁橡胶；辅料包括氧化锌、活性剂氧化汞、氧化钡、硬脂酸、二硫化甲基秋兰姆、促进剂DTDM、乙撑硫脲、硫酸三氧化四铅、邻苯二甲酸二辛酯、微晶石蜡、防老剂4040、防老剂4040NA、防老剂445、高耐磨炭黑、半补强炭黑、滑石粉、煅烧陶土及碳酸钙；将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为40-52℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为141-147℃，硫化时间为1-5min。本发明中，所述高性能城轨电缆护套材料物理机械性能好，燃烧烟雾少，阻燃效果好。
Description
技术领域
本发明涉及高性能城轨电缆护套材料技术领域，尤其涉及一种高性能城轨电缆护套材料。
背景技术
随着国内经济的不断发展及城镇化建设的加速，城市轨道交通作为解决城市出行便利的一种基础性公益设施，因其快捷、安全、舒适、便捷及节能环保的特点在许多城市得到了大规模建设，城轨电缆随之得到大量应用，其中以耐火电缆的使用量明显增加，在一些重要部门及公共场合，发生火灾后，包装线路能够正常运行一段时间对救援工作有很大的帮助，并可在很大程度上减少人员伤亡和财产损失，城轨电缆的最外层为护套，其一般为橡胶或橡胶合成套,护套作用是绝缘及保护电缆不受伤害，其耐火性能的好坏对城轨电缆可否安全运行有着至关重要的作用，目前虽已研制出多种耐火电缆护套材料，但仍满足不了需求，如何制备一种耐热、耐火性能优异，燃烧对环境污染小，物理机械能优异，使用时间长的城轨电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种高性能城轨电缆护套材料，其物理机械性能好，燃烧烟雾少，阻燃效果好。
本发明提出的一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：24-28份丁腈橡胶与13-19份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：0.5-1.2份氧化锌、0.7-1.6份活性剂氧化汞、0.3-0.8份氧化钡、0.4-0.8份硬脂酸、0.2-0.4份二硫化甲基秋兰姆、0.7-1.5份促进剂DTDM、0.2-0.3份乙撑硫脲、0.9-1.2份硫酸三氧化四铅、0.5-0.7份邻苯二甲酸二辛酯、1.5-2份微晶石蜡、0.8-1.2份防老剂4040、0.12-0.16份防老剂4040NA、0.15-0.3份防老剂445、6-7份高耐磨炭黑、0.5-2.5份半补强炭黑、3-6份滑石粉、5-9份煅烧陶土及6-7份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为40-52℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为141-147℃，硫化时间为1-5min。
优选地，在主料中，丁腈橡胶与氯化顺丁橡胶的重量比为（6-7）/4。
优选地，在S1中，氧化锌、活性剂氧化汞与氧化钡的重量比为（2-3）/（2-4）/1。
优选地，在制备过程中，混炼温度为45-50℃。
优选地，在硫化过程中，硫化温度为142-145℃，硫化时间为3-4min。
本发明中，使用丁腈橡胶与氯化顺丁橡胶配合使用作为基材，且合理控制活性剂氧化汞、氧化钡及氧化锌在该电缆护套中的配比，可显著降低氯丁胶燃烧时氯化氢的释放量，并具有良好的阻燃剂消烟效果，添加乙撑硫脲、二硫化甲基秋兰姆及促进剂DTDM共用并合理控制含量可延长焦烧时间而起到防止焦烧的作用，耐热效果好，并显著改善氯丁胶的可塑性，二硫化甲基秋兰姆与促进剂DTDM配合可显著加快硫化速度，添加硬脂酸做活化剂，组分分散均匀，电缆护套表面光滑度优异，微晶石蜡作为软化剂，可显著增加胶料的加工性能，使胶料不易粘辊及焦烧，由于氯丁胶易热氧化，引入防老剂4040、防老剂4040NA、邻苯二甲酸二辛酯及防老剂445可获得理想的防老化效果，配合使用硫酸三氧化四铅，防老化效果优异，填充剂高耐磨炭黑、半补强炭黑、煅烧陶土及碳酸钙可增加橡胶体积，降低成本，改善捏合性能，并减少成型收缩率。
具体实施方式
实施例1
一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：24份丁腈橡胶与17份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：1.1氧化锌、0.8份活性剂氧化汞、0.7份氧化钡、0.4份硬脂酸、0.4份二硫化甲基秋兰姆、1.3份促进剂DTDM、0.2份乙撑硫脲、1份硫酸三氧化四铅、0.7份邻苯二甲酸二辛酯、1.6份微晶石蜡、0.9份防老剂4040、0.15份防老剂4040NA、0.23份防老剂445、6.5份高耐磨炭黑、0.8份半补强炭黑、5.5份滑石粉、6.7份煅烧陶土、6.5份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为43℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为145℃，硫化时间为2min。
实施例2
一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：27份丁腈橡胶、14份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：0.8份氧化锌、1.5份活性剂氧化汞、0.7份氧化钡、0.6份硬脂酸、0.4份二硫化甲基秋兰姆、0.9份促进剂DTDM、0.25份乙撑硫脲、1.2份硫酸三氧化四铅、0.6份邻苯二甲酸二辛酯、1.8份微晶石蜡、0.9份防老剂4040、0.15份防老剂4040NA、0.3份防老剂445、6.8份高耐磨炭黑、2.3份半补强炭黑、5.5份滑石粉、8.9份煅烧陶土、6.4份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为41℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为146℃，硫化时间为4min。
实施例3
一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：26份丁腈橡胶、15份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：0.8份氧化锌、1.3份活性剂氧化汞、0.7份氧化钡、0.7份硬脂酸、0.3份二硫化甲基秋兰姆、1.2份促进剂DTDM、0.22份乙撑硫脲、1.05份硫酸三氧化四铅、0.7份邻苯二甲酸二辛酯、1.8份微晶石蜡、1.1份防老剂4040、0.13份防老剂4040NA、0.27份防老剂445、6.8份高耐磨炭黑、2.4份半补强炭黑、3.2份滑石粉、8.8份煅烧陶土、6.5份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为47℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为146℃，硫化时间为4min。
实施例4
一种高性能城轨电缆护套材料，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：26份丁腈橡胶、16份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：1.1份氧化锌、1.4份活性剂氧化汞、0.4份氧化钡、0.5份硬脂酸、0.4份二硫化甲基秋兰姆、1.4份促进剂DTDM、0.2份乙撑硫脲、0.9份硫酸三氧化四铅、0.6份邻苯二甲酸二辛酯、1.8份微晶石蜡、0.9份防老剂4040、0.13份防老剂4040NA、0.17份防老剂445、6.4份高耐磨炭黑、0.8份半补强炭黑、3.3份滑石粉、6.4份煅烧陶土、6.5份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为49℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为143℃，硫化时间为3min。
下面对上述高性能城轨电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
（1）、老化前护套物理机械性能测试结果：
| 测试项目 | 标准要求 | 测试结果 |
| 抗张强度，MPa | ≥10.0 | 13.3 |
| 断裂伸长率，% | ≥300 | 620 |
（2）、热老化试验，试验温度为75℃，加热时间为240h，测试结果如下：
| 测试项目 | 标准要求 | 测试结果 |
| 抗张强度变化率，% | ≥-15 | -6.5 |
| 断裂伸长率，% | ≥250 | 630 |
| 断裂伸长变化率，% | ≥-25 | -8 |
（3）、热延伸试验结果，加热温度为200℃，压强为20N/cm2，测试结果如下：
| 测试项目 | 标准要求 | 测试结果 |
| 载荷下伸长率，% | ≤175 | 50 |
| 冷却后永久变形，% | ≤25 | 20 |
（4）、浸渍试验结果，浸渍时的温度为100℃，浸渍时间为24h，测试结果如下：
| 测试项目 | 标准要求 | 测试结果 |
| 抗张强度变化率，% | ≤±40 | -16.5 |
| 断裂伸长变化率，% | ≤±40 | -7.8 |
（5）、阻燃性能测试结果如下：
| 测试项目 | 标准要求 | 测试结果 |
| 烟浓度，% | ≤300 | 133 |
| 氧指数，% | ≥35 | 55 |
| 卤化氢释放量，mg/g | ≤90 | 25 |
| 毒性指数 | ≤5 | 4.2 |
上述高性能城轨电缆护套材料，使用丁腈橡胶、氯化顺丁橡胶配合使用作为基材，且合理控制活性剂氧化汞、氧化钡及氧化锌在该电缆护套中的配比，可显著降低氯丁胶燃烧时氯化氢的释放量，并具有良好的阻燃剂消烟效果，添加乙撑硫脲、二硫化甲基秋兰姆及促进剂DTDM共用并合理控制含量可延长焦烧时间而起到防止焦烧的作用，耐热效果好，并显著改善氯丁胶的可塑性，二硫化甲基秋兰姆与促进剂DTDM配合可显著加快硫化速度，添加硬脂酸做活化剂，组分分散均匀，电缆护套表面光滑度优异，微晶石蜡作为软化剂，可显著增加胶料的加工性能，使胶料不易粘辊及焦烧，由于氯丁胶易热氧化，引入防老剂4040、防老剂4040NA、邻苯二甲酸二辛酯及防老剂445可获得理想的防老化效果，配合使用硫酸三氧化四铅，防老化效果优异，填充剂高耐磨炭黑、半补强炭黑、煅烧陶土及碳酸钙可增加橡胶体积，降低成本，改善捏合性能，并减少成型收缩率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高性能城轨电缆护套材料，其特征在于，包括主料和辅料：
主料按重量份包括：24-28份丁腈橡胶与13-19份氯化顺丁橡胶；
辅料按重量份包括：0.5-1.2份氧化锌、0.7-1.6份活性剂氧化汞、0.3-0.8份氧化钡、0.4-0.8份硬脂酸、0.2-0.4份二硫化甲基秋兰姆、0.7-1.5份促进剂DTDM、0.2-0.3份乙撑硫脲、0.9-1.2份硫酸三氧化四铅、0.5-0.7份邻苯二甲酸二辛酯、1.5-2份微晶石蜡、0.8-1.2份防老剂4040、0.12-0.16份防老剂4040NA、0.15-0.3份防老剂445、6-7份高耐磨炭黑、0.5-2.5份半补强炭黑、3-6份滑石粉、5-9份煅烧陶土及6-7份碳酸钙；
将所述主料置入开炼机中混炼均匀，混炼温度为40-52℃，然后加入所述辅料混炼均匀；将得到的混炼物料置于平板硫化机上进行硫化得到高性能城轨电缆护套材料，其中硫化温度为141-147℃，硫化时间为1-5min。
2.根据权利要求1所述的高性能城轨电缆护套材料，其特征在于，在主料中，丁腈橡胶与氯化顺丁橡胶的重量比为（6-7）/4。
3.根据权利要求1所述的高性能城轨电缆护套材料，其特征在于，在S1中，氧化锌、活性剂氧化汞与氧化钡的重量比为（2-3）/（2-4）/1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高性能城轨电缆护套材料，其特征在于，在制备过程中，混炼温度为45-50℃。
5.根据权利要求4所述的高性能城轨电缆护套材料，其特征在于，在硫化过程中，硫化温度为142-145℃，硫化时间为3-4min。
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