CN105175802A - 一种高韧性抗冲击阻燃电缆 - Google Patents

一种高韧性抗冲击阻燃电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体、包覆导体的绝缘层、包覆绝缘层的填充层、包覆填充层的屏蔽层、包覆屏蔽层的铠装层和包覆铠装层的外护套；其外护套的原料按重量份包括：天然橡胶55-58，氯丁橡胶23-26，三元乙丙橡胶7-10，石英粉22-25，氧化铝10-13，方解石10-12，炉法炭黑8-12，钛酸酯偶联剂KR-38S？1.5-1.8，邻苯二甲酸二乙酯DEP6-9，磷酸甲苯二苯酯CDPP2-4，十溴二苯乙烷3-5，三氧化二锑3-6，芳烃油4-7，蓖麻油1-3，古马隆2-4，聚乙二醇3-6，过氧化物硫化体系6-9，防老剂D-50？1.4-1.7，防老剂SP1.8-2.2。

Description

一种高韧性抗冲击阻燃电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种高韧性抗冲击阻燃电缆。
背景技术
电缆的安全使用事关人们生产生活安全，目前市面上电缆特别是电缆的外护套大多性能一般，韧性、抗冲击性能不佳，导致电缆在受到外力作用时产生龟裂。因此，研制一种高韧性、抗冲击的电缆十分必要。同时，随着电缆负荷的逐步增大，增强电缆的阻燃性能也十分必要。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性抗冲击阻燃电缆，韧性高，抗冲击、阻燃性能优良。
本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体、包覆导体的绝缘层、包覆绝缘层的填充层、包覆填充层的屏蔽层、包覆屏蔽层的铠装层和包覆铠装层的外护套；
其中外护套的原料按重量份包括：天然橡胶55-58份，氯丁橡胶23-26份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料15-18份，三元乙丙橡胶7-10份，石英粉22-25份，氧化铝10-13份，方解石10-12份，炉法炭黑8-12份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.5-1.8份，邻苯二甲酸二乙酯DEP6-9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP2-4份，十溴二苯乙烷3-5份，三氧化二锑3-6份，芳烃油4-7份，蓖麻油1-3份，古马隆2-4份，聚乙二醇3-6份，过氧化物硫化体系6-9份，防老剂D-501.4-1.7份，防老剂SP1.8-2.2份。
优选地，外护套的原料中，氯丁橡胶的含氯量为40-43％。
优选地，外护套的原料中，天然橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料、三元乙丙橡胶的重量比为56-57：24-25：16-17：8-9。
优选地，外护套的原料按重量份包括：天然橡胶56-57份，氯丁橡胶24-25份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料16-17份，三元乙丙橡胶8-9份，石英粉23-24份，氧化铝11-12份，方解石10.5-11份，炉法炭黑9-11份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.6-1.7份，邻苯二甲酸二乙酯DEP7-8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP3-3.5份，十溴二苯乙烷3.5-4份，三氧化二锑4-5份，芳烃油5-6份，蓖麻油1.5-2份，古马隆2.5-3份，聚乙二醇4-5份，过氧化物硫化体系7-8份，防老剂D-501.5-1.6份，防老剂SP1.9-2份。
优选地，外护套原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下：按重量份将10-13份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、3-6份炭黑、15-18份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、15-18份聚丙烯、7-9份聚四氟乙烯、1.7-2份顺丁烯二酸酐、0.5-0.8份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至85-90℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
优选地，外护套原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下按重量份将11-12份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、4-5份炭黑、16-17份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、16-17份聚丙烯、7.5-8份聚四氟乙烯、1.8-1.9份顺丁烯二酸酐、0.6-0.7份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至88-89℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
本发明中外护套的制备方法为：按重量比称量各种原料，预热密炼机到，将天然橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料、三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼得到橡胶主料C，密练过程中打三角包；将钛酸酯偶联剂KR-38S加入石英粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑中，搅拌得到混合物料D；将橡胶主料C、混合物料D、邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、芳烃油、蓖麻油、古马隆、聚乙二醇加入密炼机中混炼，再加入防老剂D-50、防老剂SP继续混炼，加入过氧化物硫化体系密炼，再升温混炼后，降温出料并冷却，得到外护套。
本发明以天然橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料、三元乙丙橡胶作为橡胶主料，使本发明具备极高的韧性和优异的抗冲击性能；聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料的制备过程中，对芳纶浆粕氧等离子处理，能够通过刻蚀作用消除芳纶浆粕主干纤维上部分超细纤维，降低芳纶浆粕纤维的比表面积，减轻芳纶浆粕与橡胶混合加工时出现的芳纶浆粕缠结严重的现象；同时，氧等离子处理能够在芳纶浆粕主干纤维表面刻蚀出凹槽，使接下来投入的炭黑易于附着在其表面，防止在接下来的加工中出现芳纶浆粕缠结的现象，提高芳纶浆粕与其他物料的界面结合力，大幅提高本发明的力学性能；添加的聚四氟乙烯是一种固体润滑剂，其具有的良好分子平滑性，能够促使芳纶浆粕与聚丙烯分子融合；而聚丙烯在引发剂过氧化二异丙苯的作用下，能与聚四氟乙烯、顺丁烯二酸酐配合作用，包裹经氧等离子处理的芳纶浆粕，经氧等离子处理的芳纶浆粕表面拥有的大量活性基团能与聚丙烯分子充分的接合，从而大大提高本发明的强度、韧性、抗冲击等特性；使用过氧化物硫化体系，大大加强了本发明主料之间的交联程度，大幅提高了本发明的韧性和抗冲击性能；石英粉、氧化铝、方解石、炉法炭黑作为补强填充剂的添加，能在钛酸酯偶联剂KR-38S作用下，均匀分布于本发明主料之中，大大提高了本发明的抗冲击、耐磨性能；古马隆的使用，提高了本发明的可塑能力；而邻苯二甲酸二乙酯DEP、磷酸甲苯二苯酯CDPP的添加，使上述填充补强材料在主料之间的分散均匀，进一步增强本发明的强度和抗冲击能力，其中磷酸甲苯二苯酯CDPP又能作为阻燃剂与十溴二苯乙烷、三氧化二锑配合，提高本发明阻燃性能；而十溴二苯乙烷、三氧化二锑可与含氯量为40-43％氯丁橡胶中的氯原子形成阻燃协同效应，大大提高了本发明的阻燃性能芳烃油、蓖麻油作为软化剂使用，在提高本发明可塑性的同时，降低了原料粘度和混炼时的温度，提高本发明的韧性、伸长率和抗冲击性能；使用聚乙二醇作为润滑剂，使本发明表面光滑、洁净，易于从模具中脱离，便于进一步加工处理；防老剂和防老剂SP的添加，增强了本发明的抗氧化性能，延长了本发明使用寿命。
附图说明
图1为本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆的径向截面结构示意图。
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
如图1所示，图1为本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆的径向截面结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：天然橡胶58份，氯丁橡胶23份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料18份，三元乙丙橡胶7份，石英粉25份，氧化铝10份，方解石12份，炉法炭黑8份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.8份，邻苯二甲酸二乙酯DEP6份，磷酸甲苯二苯酯CDPP4份，十溴二苯乙烷3份，三氧化二锑6份，芳烃油4份，蓖麻油3份，古马隆2份，聚乙二醇6份，过氧化物硫化体系6份，防老剂D-501.7份，防老剂SP1.8份；其中，外护套6的原料中，氯丁橡胶的含氯量为43％；
外护套6原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下：按重量份将10份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、6份炭黑、15份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、18份聚丙烯、7份聚四氟乙烯、2份顺丁烯二酸酐、0.5份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至90℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
实施例2
本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
其中外护套6的原料按重量份包括：天然橡胶55份，氯丁橡胶26份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料15份，三元乙丙橡胶10份，石英粉22份，氧化铝13份，方解石10份，炉法炭黑12份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.5份，邻苯二甲酸二乙酯DEP9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP2份，十溴二苯乙烷5份，三氧化二锑3份，芳烃油7份，蓖麻油1份，古马隆4份，聚乙二醇3份，过氧化物硫化体系9份，防老剂D-501.4份，防老剂SP2.2份；其中，外护套6的原料中，氯丁橡胶的含氯量为40％；
外护套6原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下：按重量份将13份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、3份炭黑、18份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、15份聚丙烯、9份聚四氟乙烯、1.7份顺丁烯二酸酐、0.8份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至85℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
实施例3
本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
外护套6的原料按重量份包括：天然橡胶57份，氯丁橡胶24份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料17份，三元乙丙橡胶8份，石英粉24份，氧化铝11份，方解石11份，炉法炭黑9份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.7份，邻苯二甲酸二乙酯DEP7-8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP3-3.5份，十溴二苯乙烷3.5份，三氧化二锑5份，芳烃油5份，蓖麻油2份，古马隆2.5份，聚乙二醇5份，过氧化物硫化体系7份，防老剂D-501.6份，防老剂SP1.9份；其中，外护套6的原料中，氯丁橡胶的含氯量为42％；
外护套6原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下按重量份将11份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、5份炭黑、16份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、17份聚丙烯、7.5份聚四氟乙烯、1.9份顺丁烯二酸酐、0.6份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至89℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
实施例4
本发明提出的一种高韧性抗冲击阻燃电缆，包括导体1、包覆导体1的绝缘层2、包覆绝缘层2的填充层3、包覆填充层3的屏蔽层4、包覆屏蔽层4的铠装层5和包覆铠装层5的外护套6；
外护套6的原料按重量份包括：天然橡胶56份，氯丁橡胶25份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料16份，三元乙丙橡胶9份，石英粉23份，氧化铝12份，方解石10.5份，炉法炭黑11份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.6份，邻苯二甲酸二乙酯DEP8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP3份，十溴二苯乙烷4份，三氧化二锑4份，芳烃油6份，蓖麻油1.5份，古马隆3份，聚乙二醇4份，过氧化物硫化体系8份，防老剂D-501.5份，防老剂SP2份；其中，外护套6的原料中，氯丁橡胶的含氯量为41％；
外护套6原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下按重量份将12份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、4份炭黑、17份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、16份聚丙烯、8份聚四氟乙烯、1.8份顺丁烯二酸酐、0.7份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至88℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
对实施例1-4所得电缆进行性能测试，以市售阻燃电缆为对照组，结果如下：
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)

1.一种高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，包括导体(1)、包覆导体(1)的绝缘层(2)、包覆绝缘层(2)的填充层(3)、包覆填充层(3)的屏蔽层(4)、包覆屏蔽层(4)的铠装层(5)和包覆铠装层(5)的外护套(6)；
其中外护套(6)的原料按重量份包括：天然橡胶55-58份，氯丁橡胶23-26份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料15-18份，三元乙丙橡胶7-10份，石英粉22-25份，氧化铝10-13份，方解石10-12份，炉法炭黑8-12份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.5-1.8份，邻苯二甲酸二乙酯DEP6-9份，磷酸甲苯二苯酯CDPP2-4份，十溴二苯乙烷3-5份，三氧化二锑3-6份，芳烃油4-7份，蓖麻油1-3份，古马隆2-4份，聚乙二醇3-6份，过氧化物硫化体系6-9份，防老剂D-501.4-1.7份，防老剂SP1.8-2.2份。
2.根据权利要求1所述高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，氯丁橡胶的含氯量为40-43％。
3.根据权利要求1或2所述高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，天然橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料、三元乙丙橡胶的重量比为56-57：24-25：16-17：8-9。
4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料按重量份包括：天然橡胶56-57份，氯丁橡胶24-25份，聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料16-17份，三元乙丙橡胶8-9份，石英粉23-24份，氧化铝11-12份，方解石10.5-11份，炉法炭黑9-11份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.6-1.7份，邻苯二甲酸二乙酯DEP7-8份，磷酸甲苯二苯酯CDPP3-3.5份，十溴二苯乙烷3.5-4份，三氧化二锑4-5份，芳烃油5-6份，蓖麻油1.5-2份，古马隆2.5-3份，聚乙二醇4-5份，过氧化物硫化体系7-8份，防老剂D-501.5-1.6份，防老剂SP1.9-2份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下：按重量份将10-13份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、3-6份炭黑、15-18份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、15-18份聚丙烯、7-9份聚四氟乙烯、1.7-2份顺丁烯二酸酐、0.5-0.8份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至85-90℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
6.根据权利要求4或5所述高韧性抗冲击阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料制备方法如下按重量份将11-12份芳纶浆粕投入第一加工设备中，抽真空后通入氧气并对芳纶浆粕进行等离子处理得到物料A；再将物料A、4-5份炭黑、16-17份去离子水投入第二加工设备搅拌均匀得到物料B；将物料B、16-17份聚丙烯、7.5-8份聚四氟乙烯、1.8-1.9份顺丁烯二酸酐、0.6-0.7份过氧化二异丙苯投入第三加工设备，升高第三加工设备及其内容物温度至88-89℃，搅拌均匀后，挤出，造粒得到聚四氟乙烯改性芳纶浆粕材料。
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