CN103923403A - 一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶100-150、甲基乙烯基硅橡胶45-65、尼龙101030-50、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐15-25、叔丁基邻苯二酚2-4、萜烯树脂5-10、松香甘油酯4-6、妥尔油10-15、氧化锌3-5、硬脂酸1-2、防老剂4010NA1.5-2.5、防老剂10761-2、促进剂DTDM2-3、促进剂DZ1-2、氢氧化镁16-22、云母粉10-15。本发明橡胶阻燃效果好，低烟无卤，不产生有害、腐蚀气体，安全环保，且具有良好的力学性能、电绝缘性能、耐油性能、耐热性能和抗老化性能，可以用于制作各行各业的电线电缆，应用前景广阔。

Description

一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法，属于橡胶材料领域。
背景技术
随着工业与经济的迅速发展，橡胶电线电缆在核电站、高层建筑、地下建筑和地铁等方面的应用越来越大，一旦失火，将面临着火焰沿着电缆系统蔓延燃烧，引发火灾，因此电线电缆的阻燃问题受到了人们的高度重视，对橡胶进行有效的阻燃化，确保阻燃制品满足社会需要，预防火灾的发生，保护人类生命财产的安全。目前大多数阻燃橡胶制品采用含卤族元素阻燃剂与锑化合物并用作为阻燃体系，但这类阻燃体系在燃烧或高温热裂解时产生有毒化合物和腐蚀性气体，并且燃烧时烟密度较大，导致人类窒息或不易逃生，造成更大的损失而且迫切，因此急需开发不造成“二次灾害”的电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法，该橡胶制品阻燃效果好，低烟无卤，不产生有害、腐蚀气体，安全环保。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶100-150、甲基乙烯基硅橡胶45-65、尼龙1010 30-50、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 15-25、叔丁基邻苯二酚2-4、萜烯树脂5-10、松香甘油酯4-6、妥尔油10-15、氧化锌3-5、硬脂酸1-2、防老剂4010NA 1.5-2.5、防老剂1076 1-2、促进剂DTDM 2-3、促进剂DZ 1-2、氢氧化镁16-22、云母粉10-15、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) 12-18、硫代二丙酸2.5-4.5、聚己二酸丙二醇酯5-10、过氧化二异丙苯2-4、三烯丙基异氰脲酸酯1.5-2.5、改性填料 18-24；
所述改性填料的制备方法如下：（1）按重量比4-8:3-5:2-3称取夕线石、油页岩、凹凸棒土混合均匀，粉碎，过筛，然后在650-750℃纯NH3气氛下煅烧0.5-1h，再在360-420℃纯H2气氛下煅烧1-2h，自然冷却至室温；（2）取相当于矿物填料重量30-40%的20-25%纳米硅溶胶、3-5%的油酸三乙醇胺、1-2%的吐温60、2-3%的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀，再加入步骤（1）处理的矿物填料，在50-60℃水浴温度下搅拌20-30min，抽滤，烘干；（3）取相当于矿物填料重量1-2倍量的天然胶乳与步骤（2）处理后的矿物填料混合均匀，然后加入混合物重量2-3%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、4-6%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉、3-5%的纳米氮化硅、2-3%的柠檬酸、1-2%的8-氨基萘-1,6-二磺酸，搅拌2-3h，烘干，粉碎，过筛即可。
夕线石、油页岩、凹凸棒土三种无机填料经上述方法改性后，对橡胶材料有良好的相容性和分散性，从而显著提高无机填料的补强效果，提高橡胶的力学性能，并能赋予橡胶制品良好的耐磨、耐撕裂、耐热、耐老化、耐油等多种性能，延长橡胶制品的使用寿命。
本发明电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：使用开炼机先将三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、尼龙1010、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐混炼均匀,再将辊距调到2mm以下,薄通3-5次,调大辊距至3-4mm,待胶料包辊后，依次加入叔丁基邻苯二酚、促进剂、松香甘油酯、防老剂、萜烯树脂，然后加入氧化锌、硬脂酸、妥尔油、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) ，最后加入其余原料，辊温控制在60-70℃,炼胶时间控制在15-25min，下料，停放10-15h即可。
本发明的有益效果：
本发明橡胶阻燃效果好，低烟无卤，不产生有害、腐蚀气体，不会造成“二次灾害”，安全环保，且具有良好的力学性能、电绝缘性能、耐油性能、耐热性能和抗老化性能，可以用于制作各行各业的电线电缆，应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1
一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，由以下重量（kg）的原料制成：三元乙丙橡胶100、甲基乙烯基硅橡胶45、尼龙1010 30、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 15、叔丁基邻苯二酚2、萜烯树脂5、松香甘油酯4、妥尔油10、氧化锌3、硬脂酸1、防老剂4010NA 1.5、防老剂1076 1、促进剂DTDM 2、促进剂DZ 1、氢氧化镁16、云母粉10、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) 12、硫代二丙酸2.5、聚己二酸丙二醇酯5、过氧化二异丙苯2、三烯丙基异氰脲酸酯1.5、改性填料 18；
所述改性填料的制备方法如下：（1）按重量比4:3:2称取夕线石、油页岩、凹凸棒土混合均匀，粉碎，过筛，然后在650℃纯NH3气氛下煅烧1h，再在360℃纯H2气氛下煅烧2h，自然冷却至室温；（2）取相当于矿物填料重量30%的20%纳米硅溶胶、3%的油酸三乙醇胺、1%的吐温60、2%的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀，再加入步骤（1）处理的矿物填料，在50℃水浴温度下搅拌30min，抽滤，烘干；（3）取相当于矿物填料重量1倍量的天然胶乳与步骤（2）处理后的矿物填料混合均匀，然后加入混合物重量2%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、4%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉、3%的纳米氮化硅、2%的柠檬酸、1%的8-氨基萘-1,6-二磺酸，搅拌2h，烘干，粉碎，过筛即可。
电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶的制备方法，包括以下步骤：使用开炼机先将三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、尼龙1010、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐混炼均匀,再将辊距调到2mm以下,薄通3-5次,调大辊距至3-4mm,待胶料包辊后，依次加入叔丁基邻苯二酚、促进剂、松香甘油酯、防老剂、萜烯树脂，然后加入氧化锌、硬脂酸、妥尔油、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) ，最后加入其余原料，辊温控制在60-70℃,炼胶时间控制在15-25min，下料，停放10-15h即可。
实施例2
一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，由以下重量（kg）的原料制成：三元乙丙橡胶120、甲基乙烯基硅橡胶55、尼龙1010 40、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 20、叔丁基邻苯二酚3、萜烯树脂8、松香甘油酯5、妥尔油12、氧化锌4、硬脂酸1.5、防老剂4010NA 2、防老剂1076 1.5、促进剂DTDM 2.5、促进剂DZ 1.5、氢氧化镁18、云母粉12、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) 16、硫代二丙酸3.5、聚己二酸丙二醇酯8、过氧化二异丙苯3、三烯丙基异氰脲酸酯2、改性填料 22；
所述改性填料的制备方法如下：（1）按重量比6:4:2.5称取夕线石、油页岩、凹凸棒土混合均匀，粉碎，过筛，然后在700℃纯NH3气氛下煅烧1h，再在380℃纯H2气氛下煅烧1.5h，自然冷却至室温；（2）取相当于矿物填料重量35%的22%纳米硅溶胶、4%的油酸三乙醇胺、1.5%的吐温60、2.5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀，再加入步骤（1）处理的矿物填料，在55℃水浴温度下搅拌25min，抽滤，烘干；（3）取相当于矿物填料重量1.5倍量的天然胶乳与步骤（2）处理后的矿物填料混合均匀，然后加入混合物重量2.5%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、5%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉、4%的纳米氮化硅、2.5%的柠檬酸、1.5%的8-氨基萘-1,6-二磺酸，搅拌2.5h，烘干，粉碎，过筛即可。    
制备方法同实施例1。
实施例3
一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶150、甲基乙烯基硅橡胶65、尼龙101050、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 25、叔丁基邻苯二酚4、萜烯树脂10、松香甘油酯6、妥尔油15、氧化锌5、硬脂酸2、防老剂4010NA 2.5、防老剂1076 2、促进剂DTDM 3、促进剂DZ 2、氢氧化镁22、云母粉15、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) 18、硫代二丙酸4.5、聚己二酸丙二醇酯10、过氧化二异丙苯4、三烯丙基异氰脲酸酯2.5、改性填料 24；
所述改性填料的制备方法如下：（1）按重量比8:5:3称取夕线石、油页岩、凹凸棒土混合均匀，粉碎，过筛，然后在750℃纯NH3气氛下煅烧0.5h，再在420℃纯H2气氛下煅烧1h，自然冷却至室温；（2）取相当于矿物填料重量40%的25%纳米硅溶胶、5%的油酸三乙醇胺、2%的吐温60、3%的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀，再加入步骤（1）处理的矿物填料，在60℃水浴温度下搅拌20min，抽滤，烘干；（3）取相当于矿物填料重量2倍量的天然胶乳与步骤（2）处理后的矿物填料混合均匀，然后加入混合物重量3%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、6%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉、5%的纳米氮化硅、3%的柠檬酸、2%的8-氨基萘-1,6-二磺酸，搅拌3h，烘干，粉碎，过筛即可。
制备方法同实施例1。
将实施例1、2、3 所生产的橡胶用于制备电线电缆，其性能检测结果如表1 所示。
    表1  实施例1、2、3 所生产的橡胶电线电缆性能检测结果

Claims (3)

1.一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，其特征在于，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶100-150、甲基乙烯基硅橡胶45-65、尼龙1010 30-50、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐 15-25、叔丁基邻苯二酚2-4、萜烯树脂5-10、松香甘油酯4-6、妥尔油10-15、氧化锌3-5、硬脂酸1-2、防老剂4010NA 1.5-2.5、防老剂1076 1-2、促进剂DTDM 2-3、促进剂DZ 1-2、氢氧化镁16-22、云母粉10-15、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) 12-18、硫代二丙酸2.5-4.5、聚己二酸丙二醇酯5-10、过氧化二异丙苯2-4、三烯丙基异氰脲酸酯1.5-2.5、改性填料 18-2。
2.根据权利要求1所述的电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶，其特征在于，所述改性填料的制备方法如下：（1）按重量比4-8:3-5:2-3称取夕线石、油页岩、凹凸棒土混合均匀，粉碎，过筛，然后在650-750℃纯NH3气氛下煅烧0.5-1h，再在360-420℃纯H2气氛下煅烧1-2h，自然冷却至室温；（2）取相当于矿物填料重量30-40%的20-25%纳米硅溶胶、3-5%的油酸三乙醇胺、1-2%的吐温60、2-3%的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀，再加入步骤（1）处理的矿物填料，在50-60℃水浴温度下搅拌20-30min，抽滤，烘干；（3）取相当于矿物填料重量1-2倍量的天然胶乳与步骤（2）处理后的矿物填料混合均匀，然后加入混合物重量2-3%的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、4-6%的辛烯基琥珀酸酯化淀粉、3-5%的纳米氮化硅、2-3%的柠檬酸、1-2%的8-氨基萘-1,6-二磺酸，搅拌2-3h，烘干，粉碎，过筛即可。
3.如权利要求1所述的电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：使用开炼机先将三元乙丙橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、尼龙1010、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐混炼均匀,再将辊距调到2mm以下,薄通3-5次,调大辊距至3-4mm,待胶料包辊后，依次加入叔丁基邻苯二酚、促进剂、松香甘油酯、防老剂、萜烯树脂，然后加入氧化锌、硬脂酸、妥尔油、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) ，最后加入其余原料，辊温控制在60-70℃,炼胶时间控制在15-25min，下料，停放10-15h即可。
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