CN104292673A - 一种电缆用防霉橡胶护套料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电缆用防霉橡胶护套料，涉及一种电缆护套料，原料重量份组成为：氯化聚乙烯100份，防霉填料10～30份，增塑剂25～45份，硫化剂2.5～4份，助硫化剂3～6份，活化剂9～11.5份，防老剂1～6份，偶联剂0.5～2份。本发明的电缆用防霉橡胶护套料，该护套料具有防霉、耐用、清洁、性能稳定的特点。

Description

一种电缆用防霉橡胶护套料
技术领域
本发明涉及一种电缆护套料。
背景技术
电缆在长期使用过程中，其高分子材料(包括塑料、橡胶等)的机械性能、电气性能等性能逐渐变差以至失去其使用价值的过程称之为老化。导致老化的因素很多，大致可分为物理因素、化学因素和生物因素。对于物理因素和化学因素导致的老化，目前的研究较为成熟，且提出了很多切实可行的办法，以延长电缆的使用寿命。但对于生物因素导致的老化研究较少。生物因素包括细菌、霉菌、白蚁、昆虫等，尤其是细菌、霉菌、放线菌等微生物。这类微生物生命力强，在温湿度适宜、食源充足的情况下，不断分解有机物并从其中摄取营养而繁衍。护套作为电缆的最外层，最容易受到微生物的侵袭。微生物的繁衍必然会导致护套表面出现霉斑，使电缆的皮相变色或变差，印字变模糊，从而影响电缆的正常使用。由于微生物以有机物为食源，护套中有机物的流失，终将导致其机械性能和电气性能的下降，从而缩短电缆的使用寿命，造成浪费，并给环境卫生带来损害。
与塑料相比，橡胶具有良好的柔软性、延伸性、高弹性，因此常用作软线和软电缆的绝缘或护套。橡胶属于高分子材料，不同于低分子有机物，其本身对微生物具有抵抗性。然而，橡胶在制成电缆料的过程中必须加入增塑剂、稳定剂、润滑剂等助剂，这些有机物大多是细菌与霉菌滋生的食源，从而降低了电缆料的防霉性能。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种电缆用防霉橡胶护套料，该护套料具有防霉、耐用、清洁、性能稳定的特点。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种电缆用防霉橡胶护套料，原料重量份组成为：
作为选择，电缆用防霉橡胶护套料，原料重量份组成为：
作为进一步选择，电缆用防霉橡胶护套料，原料重量份组成为：
作为选择，所述防霉填料为吸附有无机防霉剂的凹凸棒粘土。
作为进一步选择，所述凹凸棒粘土细度为200或325目，水份≤3％，PH值4～7，吸油率≥75％，无机防霉剂为银离子类、铜离子类或锌离子类防霉剂。
上述方案中，采用特定的细度、含水量、PH和吸油率，使得该凹凸棒粘土具有良好的分散性，对无机防霉剂的良好吸附性，以及对其他有机材料的良好相容性：细度太小易结团，细度太大与有机材料相容性变差，合适的PH值是为了保证凹凸棒是偏酸性的，如果PH大于7则为碱性，那么在活化的步骤中就要增加硝酸的用量。而活化的作用，是让凹凸棒粘土吸附足够的氢离子，以便与铜离子进行离子交换。吸油率是用来衡量吸附能力的。凹凸棒的吸附能力跟目数和吸油率均有关联，规定目数和吸油率都是为了保证凹凸棒的吸附性能。因为，只有凹凸棒吸附了足够量的铜离子才会有防霉抑菌的效果。凹凸棒粘土和无机防霉剂均采用市售商品即可，本发明优先选用盱眙县骏达凹凸棒材料有限公司的凹凸棒材料。银离子的防霉抗菌能力强，但价格昂贵且容易变色，鉴于此，本发明优先选用铜离子类防霉剂，为达到最佳效果其可以采用下述方法制备：
1、原料：
选择200目或者325目凹凸棒粘土，要求水份≤3％，PH值4～7，吸油率≥75％；(0.7～0.8)mol/L的硝酸溶液；(0.04～0.06)mol/L的硝酸铜溶液。
2、酸活化：
将凹凸棒粘土与(0.7～0.8)mol/L的硝酸溶液按照固液比1:9进行混合，并在10000rpm的捣碎机中搅拌均匀(约1min)，然后在50℃的条件下反应5小时。在反应过程中，以(150±10)rpm进行搅拌。反应结束后用离心机脱水，脱水后再按固液比1:9用蒸馏水水洗两次，离心，在(105±3)℃下干燥。干燥后进入下一步骤。
3、加载：
将酸活化后的凹凸棒粘土与(0.04～0.06)mol/L的硝酸铜溶液按照固液比1:9进行混合，同样在10000rpm的捣碎机中搅拌均匀(约1min)，然后在(80±3)℃的条件下反应5小时。在反应过程中，以(150±10)rpm进行搅拌。反应结束后，离心，在(105±3)℃下干燥，粉碎后即可得本发明所述电缆用铜离子类防霉剂。
上述方案中，(0.7～0.8)mol/L的硝酸溶液：这个浓度较为适宜，如果小于这个浓度则活化作用不明显，如果大于这个浓度，则会导致失活。
(0.04～0.06)mol/L的硝酸铜溶液：在这个范围内，可保证凹凸棒对铜离子的吸附量，或者说是离子交换程度，达到最佳。
对于干燥温度的选择：因为水的沸点是100℃，因此为了加快干燥速率，一般采用大于100℃的温度进行干燥，若温度太高，会引发凹凸棒中一些变价离子的氧化还原反应，从而引起防霉助剂变色。因此温度必须控制在高于100℃，但尽量越低越好，所以选择了(105±3)℃。
作为选择，所述氯化聚乙烯，氯含量在35％～45％，门尼粘度介于45～60之间。其中，氯含量的规定是为了保证氯化聚乙烯具有橡胶的高弹性，因为当氯含量低于30或高于50时，氯化聚乙烯将失去高弹性而变成硬质塑料。而门尼粘度介于45～60之间是为了保证氯化聚乙烯的加工性能，门尼粘度太高则橡胶太硬不容易加工，门尼粘度太低则橡胶太软也不易加工。推荐使用潍坊亚星化学股份有限公司的CM135B型氯化聚乙烯。
作为选择，所述增塑剂选自石蜡，邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、环氧大豆油和癸二酸二辛酯中的一种或多种。
所述增塑剂，主要用来提高材料的塑性，以达到良好的加工性能。从经济性方面考虑可使用石蜡，DOP和氯化石蜡。从增塑效果方面考虑，可使用环氧大豆油和DOS。其中，DOP为邻苯二甲酸二辛酯，DOS为癸二酸二辛酯。由于DOP与氯化聚乙烯的极性相近，故其相容性较好，因而本发明优先推荐使用DOP为增塑剂。
作为选择，所述硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP)、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷或双叔丁基过氧异丙基苯。
所述硫化剂，为有机过氧化物，本发明优先选用过氧化二异丙苯。
作为选择，所述助硫化剂为三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)或三聚氰酸三丙烯酯(TAC)。
所述助硫化剂，其目的在于加速硫化和加强硫化效果。本发明优先选用液体TAIC。
作为选择，所述活化剂为活性氧化镁和硬脂酸按混合比(8～10)：(1～1.5)混合而成。
作为选择，所述防老剂为防老剂RD和/或XH-3。
作为选择，所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172。
本发明方案所述XH-3、A-172为市售试剂的商品名，凡市售合乎规定的该商品名的试剂均可使用在本发明方案。
XH-3的示例生产商：宿迁徐邦化工发展有限公司，名称：烷基化二苯胺混合物。
A-172的示例生产商：无锡恒悦集团贸易有限公司；名称：乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，分子式C11H24O6Si，密度1.004g/cm3，熔点-30℃。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。如本发明，各选择即可和其他选择任意组合，本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，在此不做穷举。
本发明涉及的电缆用橡胶护套料的制备可以采用常规的混炼、硫化工艺制备，为达到最佳效果，可以采用以下方法，具体包括以下步骤：
1、称料。称取氯化聚乙烯100份，防霉填料10～30份，增塑剂25～45份，硫化剂2.5～4份，助硫化剂3～6份，活化剂9～11.5份，防老剂1～6份，偶联剂0.5～2份待用。要求氯化聚乙烯、防霉填料和增塑剂的称量应精确至1g，硫化剂和助硫化剂应精确至0.002g，氧化镁和硬脂酸应精确至0.01g，所以其它配合剂应精确至±1％。
2、混炼。优先选用辊筒速比1.0:1.4的开炼机塑炼氯化聚乙烯。待氯化聚乙烯变成半透明状后，将辊间距调至适宜状态，沿着整个辊筒的长度加入除硫化剂和促进剂外的其它配合剂。当堆积胶和辊筒表面没有明显的游离粉料时，做3/4割刀，交替方向进行5～6次后加入硫化剂和助硫化剂。硫化剂与助硫化剂完全被胶体吸收后，将胶片从辊筒上割下，调整辊间距，将胶片薄通3～4次即可。
3、停放。混炼后的胶片应放置在平整、清洁、干燥的金属表面冷却至室温，冷却后的胶片应妥善存放以防止被其他物料污染。
4、硫化。混炼后的胶片停放至少16h后，裁剪适宜大小的胶片放入平板硫化机的模具中硫化。硫化条件为160℃,15min，硫化期间保持模腔压力不小于3.5MPa。
5、检测。硫化片至少放置16h后，方可进行相关性能检测。
本发明的有益效果：
1、本发明的新型电缆用防霉橡胶护套料，与通用的护套料相比，该材料可阻碍电缆的微生物老化进程，从而延长电缆的使用寿命。
2、该电缆用防霉橡胶护套料，加工工艺简单，容易批量生产。
3、凹凸棒因其独特的层链状结构而具有很强的吸附性能，是良好的防霉剂载体。另外凹凸棒矿产资源较大，容易购买。
4、本发明中所用的防霉填料选用无机防霉剂，耐热性能好、抗菌谱广、有效期长。从而保证防霉橡胶护套料在电缆连续硫化过程中不会失效，并在电缆使用过程中长期有效。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
一种电缆用防霉橡胶护套料，原料重量份组成为：
其中，作为优选：防霉填料为吸附有无机防霉剂的凹凸棒粘土；凹凸棒粘土细度为200或325目，水份≤3％，PH值4～7，吸油率≥75％，无机防霉剂为银离子类、铜离子类或锌离子类防霉剂；氯化聚乙烯，氯含量在35％～45％，门尼粘度介于45～60之间；增塑剂为石蜡，邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、环氧大豆油或癸二酸二辛酯中的一种或多种；硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷或双叔丁基过氧异丙基苯；助硫化剂为三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯；活化剂为活性氧化镁和硬脂酸按混合比(8～10)：(1～1.5)混合而成；防老剂为防老剂RD和/或XH-3；偶联剂为硅烷偶联剂A-172。
具体示例见下表：
表1实施例配方
实施例配方所得产品的性能见表2所示：
表2实施例配方所得产品性能
注：防霉性1#：选用大肠杆菌为实验菌株以衡量产品防霉性；防霉性2#：选用雪白色念珠菌为实验菌株以衡量产品防霉性。前述试验方法按照GB/T2951-2008进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于原料重量份组成为：
2.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述防霉填料为吸附有无机防霉剂的凹凸棒粘土。
3.如权利要求2所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述凹凸棒粘土细度为200或325目，水份≤3％，PH值4～7，吸油率≥75％，无机防霉剂为银离子类、铜离子类或锌离子类防霉剂。
4.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述氯化聚乙烯，氯含量在35％～45％，门尼粘度介于45～60之间。
5.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述增塑剂选自石蜡，邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、环氧大豆油和癸二酸二辛酯中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷或双叔丁基过氧异丙基苯。
7.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述助硫化剂为三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯。
8.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述活化剂为活性氧化镁和硬脂酸按混合比(8～10)：(1～1.5)混合而成。
9.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述防老剂为防老剂RD和/或者XH-3。
10.如权利要求1所述的电缆用防霉橡胶护套料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172。
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