CN104194176A - 一种高强耐氧化阻燃电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯20-40份，氯化聚乙烯30-40份，GNA型氯丁橡胶20-25份，环氧化脂肪酸单酯1-2.5份，高耐磨炭黑5-8份，滑石粉23-25份，半精炼石蜡0.2-0.5份，稳定剂2-2.5份，阻燃体系20-40份，抗氧剂0.15-0.34份，硫化体系0.25-0.45份，其中硫化体系按重量百分比包括60-80wt％四硫化双戊撑秋兰姆及20-40wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；阻燃体系由40-60wt％氢氧化镁、20-40wt％三氧化二锑及5-20wt％微胶囊化红磷组成。本发明具有优异的阻燃耐热性能和耐老化性能，而且密封性能好。

Description

一种高强耐氧化阻燃电缆料
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，尤其涉及一种高强耐氧化阻燃电缆料。
背景技术
氯化聚乙烯树脂是一种新型的合成材料，具有一系列优异性能。它是PVC塑料优良的抗冲击改性剂，也是综合性能良好的合成橡胶，有着极为广泛的应用领域，已广泛用于电缆、电线、胶管、胶布、橡塑制品、密封材料、阻燃运输带、防水卷材、薄膜和种种异型材等制品。CPE还能与聚丙烯、高低压聚乙烯、ABS等共混，改善这些塑料的阻燃性能、耐老化性能和制品的印刷性能。CPE可看作是乙烯、聚乙烯和1,2一二氯乙烯的无规共聚物，它分子链饱和，极性氯原子无规分布，因为具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于机械、电力、化工、建材和矿山工业。CPE耐热性、耐臭氧和耐候、耐老化优于多数橡胶，耐油性优于丁腈胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)，耐老化优于氯磺化氯乙烯(CSM)；耐酸、碱、盐等腐蚀性质、无毒、难燃、无爆炸危险。
氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得。为白色或黄色弹性体，能溶解于芳香烃及氯代烃不溶于脂肪及醇中，在酮和醚中只能溶胀不能溶解，有优异的耐臭氧性、耐大气老化性、耐化学腐蚀性等，较好的物理机械性能、耐老化性能、耐热耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性及耐电绝缘性。但目前世界上仅有美国、日本、俄罗斯和中国等少数国家建有装置，全球总年产能力约7.5万吨，使得产品成本过高。
21世纪，随着电缆行业不断发展，对于电缆保护层提出了更高的要求，需要更强的阻燃耐热性能和耐老化性能，而且密封性能好。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐氧化阻燃电缆料，具有优异的阻燃耐热性能和耐老化性能，而且密封性能好。
本发明提出的一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯20-40份，氯化聚乙烯30-40份，GNA型氯丁橡胶20-25份，环氧化脂肪酸单酯1-2.5份，高耐磨炭黑5-8份，滑石粉23-25份，半精炼石蜡0.2-0.5份，稳定剂2-2.5份，阻燃体系20-40份，抗氧剂0.15-0.34份，硫化体系0.25-0.45份，其中阻燃体系由40-60wt％氢氧化镁、20-40wt％三氧化二锑及5-20wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由2-5份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、1-3份硫代二丙酸双酯及0.5-2.5份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括60-80wt％四硫化双戊撑秋兰姆及20-40wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至50-55℃，然后加入混合弹性体密炼1-3min，再将温度升至80-90℃继续密炼4-5min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至105-110℃后，加入硫化体系混炼45-50s，送至开炼机中薄通6-7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为185-188℃，在挤出过程中蒸汽压为0.85-1.3MPa。
优选地，氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和GNA型氯丁橡胶的重量比为30-35:35-38:22-24。
优选地，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯30-35份，氯化聚乙烯35-38份，GNA型氯丁橡胶22-24份，环氧化脂肪酸单酯1.5-2份，高耐磨炭黑6-7份，滑石粉23.5-24.5份，半精炼石蜡0.4-0.45份，稳定剂2.2-2.4份，阻燃体系35-38份，抗氧剂0.18-0.3份，硫化体系0.3-0.4份。
优选地，硫化体系按重量百分比包括65-70wt％四硫化双戊撑秋兰姆及30-35wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
优选地，2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、硫代二丙酸双酯及亚磷酸酯的重量比为3-4:2:1-2。
优选地，在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至52-54℃，然后加入混合弹性体密炼2.1-2.8min，再将温度升至85-88℃继续密炼4.1-4.6min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至107-109℃后，加入硫化体系混炼47-48s，送至开炼机中薄通6-7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为186-187℃，在挤出过程中蒸汽压为1-1.2MPa。
本发明中，线芯外部由内向外依次为填充层、内护套、云母耐火层、阻水层、阻燃层和外护套，有效的保证了本发明的密封性和阻燃耐火的性能；其中外护套以氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶为主料，GNA型氯丁橡胶以氯丁橡胶CR1212相近，有良好的物理机械性能，耐油、耐热、耐燃、耐日光、耐臭氧、耐酸碱、耐化学试剂，提高外护套阻燃耐热、耐老化、耐腐蚀的性能；外护套以环氧化脂肪酸单酯和半精炼石蜡作为增塑剂，使微粒分子更均匀散布，提高外护套的延展性、弹性及柔软度，而环氧化脂肪酸单酯作为环氧增塑剂，在分子中含有环氧结构，使外护套具有良好的耐热、耐光性能；外护套中的阻燃体系包括氢氧化镁、三氧化二锑及微胶囊化红磷组成，其中三氧化二锑与外护套主料中的卤素配合产生协同作用，在外护套表面形成保护膜隔绝空气，通过内部吸热反应，降低燃烧温度，在高温状态下三氧化二锑被气化，稀释了空气中氧浓度，从而进一步起到阻燃作用，而氢氧化镁通过受热分解时一方面释放出结合水吸热降温，另一方面分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，上述三者配合使用，使外护套具有极为优异的阻燃耐热性能；2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚作为外护套的主抗氧剂，硫代二丙酸双酯及亚磷酸酯作为外护套的辅助抗氧剂，可大幅提升外护套抗氧化和耐老化性能；四硫化双戊撑秋兰姆和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作为主料的硫化剂，大大提高主料分子之间的交联程度和交联密度，进一步提高外护套的耐热、抗氧化和耐老化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯20份，氯化聚乙烯40份，GNA型氯丁橡胶20份，环氧化脂肪酸单酯2.5份，高耐磨炭黑5份，滑石粉25份，半精炼石蜡0.2份，稳定剂2.5份，阻燃体系20份，抗氧剂0.34份，硫化体系0.25份，其中阻燃体系由60wt％氢氧化镁、20wt％三氧化二锑及20wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由2份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、3份硫代二丙酸双酯及0.5份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括80wt％四硫化双戊撑秋兰姆及20wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至55℃，然后加入混合弹性体密炼1min，再将温度升至90℃继续密炼4min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至110℃后，加入硫化体系混炼45s，送至开炼机中薄通7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为185℃，在挤出过程中蒸汽压为1.3MPa。
实施例2
本发明提出的一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯40份，氯化聚乙烯30份，GNA型氯丁橡胶25份，环氧化脂肪酸单酯1份，高耐磨炭黑8份，滑石粉23份，半精炼石蜡0.5份，稳定剂2份，阻燃体系40份，抗氧剂0.15份，硫化体系0.45份，其中阻燃体系由40wt％氢氧化镁、40wt％三氧化二锑及20wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由5份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、1份硫代二丙酸双酯及2.5份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括60wt％四硫化双戊撑秋兰姆及40wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至50℃，然后加入混合弹性体密炼3min，再将温度升至80℃继续密炼5min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至105℃后，加入硫化体系混炼50s，送至开炼机中薄通6次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为188℃，在挤出过程中蒸汽压为0.85MPa。
实施例3
本发明提出的一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯35份，氯化聚乙烯35份，GNA型氯丁橡胶24份，环氧化脂肪酸单酯1.5份，高耐磨炭黑7份，滑石粉23.5份，半精炼石蜡0.45份，稳定剂2.2份，阻燃体系38份，抗氧剂0.18份，硫化体系0.4份，其中阻燃体系由55wt％氢氧化镁、40wt％三氧化二锑及5wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由4份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、2份硫代二丙酸双酯及1份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括70wt％四硫化双戊撑秋兰姆及30wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至52℃，然后加入混合弹性体密炼2.8min，再将温度升至85℃继续密炼4.6min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至109℃后，加入硫化体系混炼47s，送至开炼机中薄通6次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为186℃，在挤出过程中蒸汽压为1.2MPa。
实施例4
本发明提出的一种高强耐氧化阻燃电缆料，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯30份，氯化聚乙烯38份，GNA型氯丁橡胶22份，环氧化脂肪酸单酯2份，高耐磨炭黑6份，滑石粉24.5份，半精炼石蜡0.4份，稳定剂2.4份，阻燃体系35份，抗氧剂0.3份，硫化体系0.3份，其中阻燃体系由50wt％氢氧化镁、35wt％三氧化二锑及15wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由3份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、2份硫代二丙酸双酯及2份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括65wt％四硫化双戊撑秋兰姆及35wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至54℃，然后加入混合弹性体密炼2.1min，再将温度升至88℃继续密炼4.1min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至107℃后，加入硫化体系混炼48s，送至开炼机中薄通7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为187℃，在挤出过程中蒸汽压为1MPa。
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 (6)

1.一种高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，其原料按重量份包括:
氯磺化聚乙烯20-40份，氯化聚乙烯30-40份，GNA型氯丁橡胶20-25份，环氧化脂肪酸单酯1-2.5份，高耐磨炭黑5-8份，滑石粉23-25份，半精炼石蜡0.2-0.5份，稳定剂2-2.5份，阻燃体系20-40份，抗氧剂0.15-0.34份，硫化体系0.25-0.45份，其中阻燃体系由40-60wt％氢氧化镁、20-40wt％三氧化二锑及5-20wt％微胶囊化红磷组成；抗氧剂按重量份由2-5份2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、1-3份硫代二丙酸双酯及0.5-2.5份亚磷酸酯组成；硫化体系按重量百分比包括60-80wt％四硫化双戊撑秋兰姆及20-40wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；
在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至50-55℃，然后加入混合弹性体密炼1-3min，再将温度升至80-90℃继续密炼4-5min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至105-110℃后，加入硫化体系混炼45-50s，送至开炼机中薄通6-7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为185-188℃，在挤出过程中蒸汽压为0.85-1.3MPa。
2.根据权利要求1所述高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯和GNA型氯丁橡胶的重量比为30-35:35-38:22-24。
3.根据权利要求1或2所述高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯30-35份，氯化聚乙烯35-38份，GNA型氯丁橡胶22-24份，环氧化脂肪酸单酯1.5-2份，高耐磨炭黑6-7份，滑石粉23.5-24.5份，半精炼石蜡0.4-0.45份，稳定剂2.2-2.4份，阻燃体系35-38份，抗氧剂0.18-0.3份，硫化体系0.3-0.4份。
4.根据权利要求1-3任一项所述高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，硫化体系按重量百分比包括65-70wt％四硫化双戊撑秋兰姆及30-35wt％三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求1-4任一项所述高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，2,6-二叔丁基-4(二甲氨甲基)苯酚、硫代二丙酸双酯及亚磷酸酯的重量比为3-4:2:1-2。
6.根据权利要求1-5任一项所述高强耐氧化阻燃电缆料，其特征在于，在制备过程中，将氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯及GNA型氯丁橡胶混合均匀后，置于单螺杆挤出机中共混并造粒得到混合弹性体，打开密炼机并预热至52-54℃，然后加入混合弹性体密炼2.1-2.8min，再将温度升至85-88℃继续密炼4.1-4.6min得到主料；向主料中加入环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、滑石粉、半精炼石蜡、稳定剂、阻燃体系及抗氧剂混合均匀得到混合物料，其中环氧化脂肪酸单酯、高耐磨炭黑、半精炼石蜡和滑石粉在添加过程中分次交替加入；将混合物料的温度升至107-109℃后，加入硫化体系混炼47-48s，送至开炼机中薄通6-7次，投入螺杆挤出机中挤出得到高强耐氧化阻燃电缆料，其中挤出温度为186-187℃，在挤出过程中蒸汽压为1-1.2MPa。
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