CN103897272A - 一种高性能耐老化电缆护套材料 - Google Patents

一种高性能耐老化电缆护套材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：氯化聚乙烯135B30-40份，氯磺化聚乙烯15-20份，氧化镁1.5-3份，邻苯二甲酸二辛酯4-6份，氯化石蜡5-8份，白炭黑20-30份，稀土稳定剂0.5-1份，铅盐复合稳定剂0.3-0.6份，三氧化二锑2-5份，硼酸锌8-12份，三氯乙基磷酸酯2-4份，炭黑N7708-12份，碳酸钙15-20份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.7-0.9份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-1.3份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.5-1份。本发明中，上述高性能耐老化电缆护套材料耐热阻燃效果优异，耐臭氧、耐油性能好，物理机械性能优异，使用寿命长。

Description

一种高性能耐老化电缆护套材料
技术领域
本发明涉及护套材料技术领域，尤其涉及一种高性能耐老化电缆护套材料。
背景技术
电线电缆作为电能和信息传输体，在各个领域得到广泛的应用。电线电缆大多采用塑料和橡胶作为绝缘和护套材料，此类聚合物材料在受热、熔化、分解后，会产生可燃性气体。高温时，这些气体会与氧发生反应而燃烧，燃烧时会产生大量的热，而这些热量会促使聚合物进一步熔化、分解、持续燃烧，使火灾扩大，从而造成巨大损失。我国仅由电缆引起的火灾损失，每年高达几十亿元人民币，随着电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，人们开始研究各种阻燃防火材料,为了提高电线电缆的阻燃性能，通常添加卤系阻燃剂来获得阻燃电缆材料。但这种阻燃电缆材料在燃烧时会产生大量烟雾和卤化氢气体，容易使人窒息而死，造成二次灾难。因此，无卤阻燃电缆料发展的研究成为当今热点,且几乎所有的电缆橡胶护套材料对耐天候性都具有较高的要求，个别的要求在全天候下使用寿命达60-80年，有的甚至达到100年以上，研究具有耐老化，耐热阻燃效果好，物理机械性能优异电缆护套材料成为目前需要解决问题。
发明内容
本发明提出了一种高性能耐老化电缆护套材料，其耐热阻燃效果优异，耐臭氧、耐油性能好，老化降解速度慢，物理机械性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种高性能耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B30-40份，氯磺化聚乙烯15-20份，氧化镁1.5-3份，邻苯二甲酸二辛酯4-6份，氯化石蜡5-8份，白炭黑20-30份，稀土稳定剂0.5-1份，铅盐复合稳定剂0.3-0.6份，三氧化二锑2-5份，硼酸锌8-12份，三氯乙基磷酸酯2-4份，炭黑N7708-12份，碳酸钙15-20份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.7-0.9份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-1.3份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.5-1份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为65-75，氯含量为24.5-27.3%，硫含量为1.25-1.45%。
优选地，氯化聚乙烯与氯磺化聚乙烯的重量比为（8-9）：（4-5）；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为67-70，氯含量为25-27%，硫含量为1.3-1.42%。
优选地，稀土稳定剂与铅盐复合稳定剂的重量比为（3-4）：（2-3）。
优选地，氯化聚乙烯135B、硫化剂过氧化二异丙苯与助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯的重量比为70：（1-2）：（1-2）。
优选地，上述高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B35份，氯磺化聚乙烯16-20份，氧化镁1.8-2.3份，邻苯二甲酸二辛酯4.5-5份，氯化石蜡6-7份，白炭黑25-28份，稀土稳定剂0.6-0.8份，铅盐复合稳定剂0.4-0.55份，三氧化二锑3.5-4.8份，硼酸锌10-12份，三氯乙基磷酸酯2.5-3份，炭黑N77010-12份，碳酸钙16-18份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.75-0.83份，硫化剂过氧化二异丙苯0.8-1.2份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.6-0.8份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为67-70，氯含量为25-27%，硫含量为1.3-1.42%。
本发明中，氯化聚乙烯135B性能稳定，其与氯磺化聚乙烯共用，并使用过氧化二异丙苯作为硫化剂及三烯丙基异三聚氰酸酯作为助硫化剂，制品橡胶材料的耐臭氧、耐候、耐老化、耐油、耐燃性能好，且因引入亚磺酰氯基做交联点硫化过程进行顺利，因硫化管道的温度可高达190摄氏度以上，长时间处于高温，氯化聚乙烯135B将产生氯化氢气体，通过在配方中添加稀土稳定剂与铅盐复合稳定剂，硫化顺利，氯化氢气体的生成量极少，添加的适量氧化镁可吸收加工和硫化过程中产生的氯化氢气体，以防止酸性物质对过氧化物的破坏影响氯化聚乙烯橡胶的硫化，碳酸钙也可起到吸收氯化氢气体的作用，作为填料使用填充效果好并可明显降低成本，加入适量防老剂RD制品橡胶材料受热、氧、光等环境条件的影响小，老化降解速度慢；在主料中配合添加阻燃剂三氧化二锑、氯化石蜡，并与硼酸锌、三氯乙基磷酸酯协同阻燃，使得制品橡胶的阻燃性能异常优异，在上述组分中添加表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷的使用可提高材料组分中有机物质与无机物质之间的相容性，使得个材料组分混炼充分均匀，提高制品护套的物理机械性能；过氧化二异丙苯与三烯丙基异三聚氰酸酯混合使用，可使得高分子材料从线性转变为立体网状，材料的机械和物理性能显著增强，交联效率高，耐热性能优异。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，一种高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B40份，氯磺化聚乙烯19份，氧化镁2.3份，邻苯二甲酸二辛酯5.5份，氯化石蜡7份，白炭黑25份，稀土稳定剂0.8份，铅盐复合稳定剂0.55份，三氧化二锑2.5份，硼酸锌11份，三氯乙基磷酸酯3.6份，炭黑N7709份，碳酸钙19份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.85份，硫化剂过氧化二异丙苯1.25份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.9份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为72，氯含量为26.2%，硫含量为1.32%。
实施例2
本实施例中，一种高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B33份，氯磺化聚乙烯18份，氧化镁1.8份，邻苯二甲酸二辛酯5.2份，氯化石蜡7.2份，白炭黑24份，稀土稳定剂0.85份，铅盐复合稳定剂0.52份，三氧化二锑4.5份，硼酸锌10.6份，三氯乙基磷酸酯3.5份，炭黑N77011份，碳酸钙18份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.85份，硫化剂过氧化二异丙苯1.25份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.62份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为72，氯含量为25.5%，硫含量为1.32%。
实施例3
本实施例中，一种高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B37份，氯磺化聚乙烯16份，氧化镁2.6份，邻苯二甲酸二辛酯5份，氯化石蜡7份，白炭黑28份，稀土稳定剂0.65份，铅盐复合稳定剂0.42份，三氧化二锑4.7份，硼酸锌9.5份，三氯乙基磷酸酯3.3份，炭黑N77010.5份，碳酸钙18.5份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.85份，硫化剂过氧化二异丙苯1.25份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.72份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为72，氯含量为26.4%，硫含量为1.35%。
实施例4
本实施例中，一种高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B35份，氯磺化聚乙烯19份，氧化镁2.4份，邻苯二甲酸二辛酯5.3份，氯化石蜡7.2份，白炭黑22.5份，稀土稳定剂0.83份，铅盐复合稳定剂0.42份，三氧化二锑4.2份，硼酸锌9.6份，三氯乙基磷酸酯3.5份，炭黑N77011.6份，碳酸钙17.3份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.85份，硫化剂过氧化二异丙苯0.8份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.82份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为75，氯含量为26.4%，硫含量为1.28%。
实施例5
本实施例中，一种高性能耐老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B35份，氯磺化聚乙烯17份，氧化镁2.25份，邻苯二甲酸二辛酯4.75份，氯化石蜡6.3份，白炭黑27份，稀土稳定剂0.75份，铅盐复合稳定剂0.425份，三氧化二锑4.6份，硼酸锌11.3份，三氯乙基磷酸酯2.8份，炭黑N77011.5份，碳酸钙17.4份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.77份，硫化剂过氧化二异丙苯0.95份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.73份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为68，氯含量为26.4%，硫含量为1.41%。
实施例1-5中所述高性能耐老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
首先按配比将氯化聚乙烯135B与氯磺化聚乙烯置于密炼机中进行塑炼，塑炼温度为65-75摄氏度，塑炼时间为3-4min；向得到的物料中按配比加入白炭黑、炭黑N770、稀土稳定剂、铅盐复合稳定剂、氧化镁、三氯乙基磷酸酯、三氧化二锑、碳酸钙进行混炼，混炼时间为3-4min；向制备的物料中继续加入邻苯二甲酸二辛酯、氯化石、硼酸锌、表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷混炼得到混炼胶，混炼时间为5-7min，待混炼胶温度为95-100摄氏度时排胶；
将上述得到的胶料置于开炼机上薄通并摆胶，薄通次数为3-5次，摆胶次数为6-7次，然后通过压延机压延；然后置于密炼机中混炼，待温度达到105摄氏度时加入硫化剂过氧化二异丙苯、助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯继续混炼1-2min，排料得到胶料；
将得到的胶料送入开炼机中薄通3-4次，并摆胶3-4次，然后送入三辊压延机上开条出片，冷却得到高性能耐老化电缆护套材料。
将上述制备的高性能耐老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
Figure BDA0000471709390000061
在上述实施例1-5中，氯化聚乙烯135B性能稳定，其与氯磺化聚乙烯共用，并使用过氧化二异丙苯作为硫化剂及三烯丙基异三聚氰酸酯作为助硫化剂，制品橡胶材料的耐臭氧、耐候、耐老化、耐油、耐燃性能好，且因引入亚磺酰氯基做交联点硫化过程进行顺利，因硫化管道的温度可高达190摄氏度以上，长时间处于高温，氯化聚乙烯135B将产生氯化氢气体，通过在配方中添加稀土稳定剂与铅盐复合稳定剂，硫化顺利，氯化氢气体的生成量极少，添加的适量氧化镁可吸收加工和硫化过程中产生的氯化氢气体，以防止酸性物质对过氧化物的破坏影响氯化聚乙烯橡胶的硫化，碳酸钙也可起到吸收氯化氢气体的作用，作为填料使用填充效果好并可明显降低成本，加入适量防老剂RD制品橡胶材料受热、氧、光等环境条件的影响小，老化降解速度慢；在主料中配合添加阻燃剂三氧化二锑、氯化石蜡，并与硼酸锌、三氯乙基磷酸酯协同阻燃，使得制品橡胶的阻燃性能异常优异，在上述组分中添加表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷的使用可提高材料组分中有机物质与无机物质之间的相容性，使得个材料组分混炼充分均匀，提高制品护套的物理机械性能；过氧化二异丙苯与三烯丙基异三聚氰酸酯混合使用，可使得高分子材料从线性转变为立体网状，材料的机械和物理性能显著增强，交联效率高，耐热性能优异。
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)

1.一种高性能耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B30-40份，氯磺化聚乙烯15-20份，氧化镁1.5-3份，邻苯二甲酸二辛酯4-6份，氯化石蜡5-8份，白炭黑20-30份，稀土稳定剂0.5-1份，铅盐复合稳定剂0.3-0.6份，三氧化二锑2-5份，硼酸锌8-12份，三氯乙基磷酸酯2-4份，炭黑N7708-12份，碳酸钙15-20份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.7-0.9份，硫化剂过氧化二异丙苯0.5-1.3份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.5-1份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为65-75，氯含量为24.5-27.3%，硫含量为1.25-1.45%。
2.根据权利要求1所述的高性能耐老化电缆护套材料，其特征在于，氯化聚乙烯与氯磺化聚乙烯的重量比为（8-9）：（4-5），氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为67-70，氯含量为25-27%，硫含量为1.3-1.42%。
3.根据权利要求1所述的高性能耐老化电缆护套材料，其特征在于，稀土稳定剂与铅盐复合稳定剂的重量比为（3-4）：（2-3）。
4.根据权利要求1所述的高性能耐老化电缆护套材料，其特征在于，氯化聚乙烯135B、硫化剂过氧化二异丙苯与助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯的重量比为70：（1-2）：（1-2）。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高性能耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
氯化聚乙烯135B35份，氯磺化聚乙烯16-20份，氧化镁1.8-2.3份，邻苯二甲酸二辛酯4.5-5份，氯化石蜡6-7份，白炭黑25-28份，稀土稳定剂0.6-0.8份，铅盐复合稳定剂0.4-0.55份，三氧化二锑3.5-4.8份，硼酸锌10-12份，三氯乙基磷酸酯2.5-3份，炭黑N77010-12份，碳酸钙16-18份，表面活性剂γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.75-0.83份，硫化剂过氧化二异丙苯0.8-1.2份，助硫化剂三烯丙基异三聚氰酸酯0.6-0.8份；氯磺化聚乙烯的门尼粘度（ML1+40100℃）为67-70，氯含量为25-27%，硫含量为1.3-1.42%。
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