CN105348592A - 一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆 - Google Patents
一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶55-58，EPDM？20-30，丁苯橡胶15-18，高阻燃性能树脂颗粒10-15，活性纳米高岭土20-25，氧化锌10-15，硼酸锌6-9，氧化镁5-8，硬脂酸3-5，聚乙烯蜡2.5-4.5，液体古马隆3-3.5，环氧大豆油2.4-2.7，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.2-2.5，硫化剂DCP？1.5-1.8，助交联剂TAIC？2-4，防老剂MB？0.8-1.2，防老剂RD？1.8-2.2。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、电缆和大型油囊；然而，普通的丁腈橡胶强度不高，不能单独加工使用。
油料工业所处多为高温、高油液污染环境，而电缆在油料工业中随处可见应用，橡胶材料属于非极性物质，往往易在油液中溶解，不利于橡胶材料在油料工业企业中使用，常用的方法是在橡胶材料中添加特定的配合剂，然而这种方法生产的橡胶材料稳定性差，满足不了需求；因此，研制一种耐油性能好且具备优异阻燃性能的电缆成为电缆制造企业重点考虑的方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，强度高，耐油、阻燃性能优异。
本发明提出的一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶55-58份，EPDM20-30份，丁苯橡胶15-18份，高阻燃性能树脂颗粒10-15份，活性纳米高岭土20-25份，氧化锌10-15份，硼酸锌6-9份，氧化镁5-8份，硬脂酸3-5份，聚乙烯蜡2.5-4.5份，液体古马隆3-3.5份，环氧大豆油2.4-2.7份，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.2-2.5份，硫化剂DCP1.5-1.8份，助交联剂TAIC2-4份，防老剂MB0.8-1.2份，防老剂RD1.8-2.2份。
优选地，外护套的原料中，丁腈橡胶、EPDM、丁苯橡胶、高阻燃性能树脂颗粒的重量比为56-57：23-26：16-17：11-13。
优选地，外护套的原料按重量份包括：丁腈橡胶56-57份，EPDM23-26份，丁苯橡胶16-17份，高阻燃性能树脂颗粒11-13份，活性纳米高岭土22-23份，氧化锌11-14份，硼酸锌7-8份，氧化镁6-7份，硬脂酸3.5-4份，聚乙烯蜡2.8-3.6份，液体古马隆3.2-3.3份，环氧大豆油2.5-2.6份，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.3-2.4份，硫化剂DCP1.6-1.7份，助交联剂TAIC2.5-3份，防老剂MB0.9-1.1份，防老剂RD1-1.1份。
优选地，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将二乙烯苯、苯乙烯和2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、将卡拉胶、氯化钠、去离子水混合均匀后，升温，接着投入物料A，然后升温，保温，再升温，保温后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、将季戊四醇和磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温后降温得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加三氧化二锑、大孔径树脂颗粒、无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
优选地，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将二乙烯苯、苯乙烯和2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、将卡拉胶、氯化钠、去离子水混合均匀后，升温至50-55℃，接着投入物料A，然后以5-7℃/h的速度升温至60-65℃，保温2-3h，再以5-7℃/h的速度升温至85-90℃，保温3-4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、将季戊四醇和质量分数为20-23wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温15-20min，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温50-55min后降温至55-60℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加三氧化二锑、大孔径树脂颗粒、无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
优选地，外护套原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.4-0.7份二乙烯苯、12-15份苯乙烯和3-5份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.1-0.2份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.2-0.4份致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.3-0.4份卡拉胶、0.2-0.3份氯化钠、60-65份去离子水混合均匀后，升温至50-55℃，接着投入7-10份物料A，然后以5-7℃/h的速度升温至60-65℃，保温2-3h，再以5-7℃/h的速度升温至85-90℃，保温3-4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将4-7份季戊四醇和5-8份质量分数为20-23wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温15-20min，接着添加1.7-2份三聚氰胺，搅拌后继续添加1.8-2.2份甲醛，保温50-55min后降温至55-60℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加1-2份三氧化二锑、40-50份大孔径树脂颗粒、120-150份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
优选地，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的。
本发明外护套在制备过程中，以丁腈橡胶、EPDM、丁苯橡胶配合作为主料，使本发明外护套具有高强度、高韧性和优异的耐油、阻燃性能；而高阻燃性能树脂颗粒的添加，则能与主料配合，进一步提高本发明外护套的阻燃性能；高阻燃性能树脂颗粒的制备过程中，以二乙烯苯为交联剂、过氧化二苯甲酰为引发剂，能够有效促进苯乙烯和2-甲基丙烯酸甲酯的交联，使两种单体聚合成粒度均匀的球状物，而二甲基硅油、环己醇配合作为致孔剂，使球状物表面形成诸多孔洞，从而形成吸附性能极佳、具有较大比表面积的大孔状树脂；以卡拉胶作为分散剂，则能使两种单体在去离子水中均匀分布，同时在氯化钠的作用下避免单体在水中聚合；接下来添加的季戊四醇先喝磷酸反应生成季戊四醇二磷酸酯，接着能够和三聚氰胺、甲醛反应生成具有极佳阻燃性能的三聚氰胺—甲醛树脂；而大孔径树脂颗粒、三氧化二锑和无水乙醇的添加，能够使大孔径树脂颗粒有效吸附、团结三氧化二锑和三聚氰胺—甲醛树脂，形成的高阻燃性能树脂颗粒能够均匀地在本发明中分布，从而大大提高本发明外护套的阻燃性能；活性纳米高岭土、氧化锌、硼酸锌、氧化镁等补强填充剂的添加，使本发明具备极佳的耐磨性能和强度；而硬脂酸的添加，促进了补强填充剂在本发明外护套的均匀分布，同时作为软化剂和增塑剂，能与液体古马隆、聚乙烯蜡、环氧大豆油配合，提高本发明外护套的可塑性，使本发明外护套易于加工成型；三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的添加提高了本发明加工过程中的稳定性，防止硫化速度过快，同时也能与防老剂MB、防老剂RD配合，大大提高本发明外护套的抗氧化和耐老化性能；硫化剂DCP和助交联剂TAIC的添加，使本发明具有较温度的硫化速度，能够增大本发明外护套主料交联密度，降低本发明外护套的压缩永久变形，提高了本发明强度。
附图说明
图1为本发明提出的一种油料工业用高强度耐油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油料工业用高强度耐油阻燃电缆的径向截面结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶58份，EPDM20份,丁苯橡胶18份，高阻燃性能树脂颗粒10份，活性纳米高岭土25份，氧化锌10份,硼酸锌9份，氧化镁5份，硬脂酸5份，聚乙烯蜡2.5份，液体古马隆3.5份，环氧大豆油2.4份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.5份，硫化剂DCP1.5份，助交联剂TAIC4份，防老剂MB0.8份，防老剂RD2.2份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.4份二乙烯苯、15份苯乙烯和3份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.2份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.2份致孔剂，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.4份卡拉胶、0.2份氯化钠、65份去离子水混合均匀后，升温至50℃，接着投入10份物料A，然后以5℃/h的速度升温至65℃，保温2h，再以7℃/h的速度升温至85℃，保温4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将4份季戊四醇和8份质量分数为20wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至125℃，保温15min，接着添加2份三聚氰胺，搅拌后继续添加1.8份甲醛，保温55min后降温至55℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加2份三氧化二锑、40份大孔径树脂颗粒、150份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
实施例2
本发明提出的一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶55份，EPDM30份,丁苯橡胶15份，高阻燃性能树脂颗粒15份，活性纳米高岭土20份，氧化锌15份,硼酸锌6份，氧化镁8份，硬脂酸3份，聚乙烯蜡4.5份，液体古马隆3份，环氧大豆油2.7份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.2份，硫化剂DCP1.8份，助交联剂TAIC2份，防老剂MB1.2份，防老剂RD1.8份；
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.7份二乙烯苯、12份苯乙烯和5份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.1份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.4份致孔剂，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.3份卡拉胶、0.3份氯化钠、60份去离子水混合均匀后，升温至55℃，接着投入7份物料A，然后以7℃/h的速度升温至60℃，保温3h，再以5℃/h的速度升温至90℃，保温3h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将7份季戊四醇和5份质量分数为23wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至120℃，保温20min，接着添加1.7份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.2份甲醛，保温50min后降温至60℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加1份三氧化二锑、50份大孔径树脂颗粒、120份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
实施例3
本发明提出的一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶57份，EPDM23份,丁苯橡胶17份，高阻燃性能树脂颗粒11份，活性纳米高岭土23份，氧化锌11份,硼酸锌8份，氧化镁6份，硬脂酸4份，聚乙烯蜡2.8份，液体古马隆3.3份，环氧大豆油2.5份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.4份，硫化剂DCP1.6份，助交联剂TAIC3份，防老剂MB0.9份，防老剂RD1.1份。
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.5份二乙烯苯、14份苯乙烯和3.5份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.2份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.3份致孔剂，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.4份卡拉胶、0.2份氯化钠、62份去离子水混合均匀后，升温至52℃，接着投入9份物料A，然后以5.5℃/h的速度升温至64℃，保温2.5h，再以6℃/h的速度升温至86℃，保温4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将5份季戊四醇和7份质量分数为21wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至124℃，保温16min，接着添加1.9份三聚氰胺，搅拌后继续添加1.9份甲醛，保温53min后降温至56℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加2份三氧化二锑、43份大孔径树脂颗粒、140份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
实施例4
本发明提出的一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶56份，EPDM26份,丁苯橡胶16份，高阻燃性能树脂颗粒13份，活性纳米高岭土22份，氧化锌14份,硼酸锌7份，氧化镁7份，硬脂酸3.5份，聚乙烯蜡3.6份，液体古马隆3.2份，环氧大豆油2.6份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.3份，硫化剂DCP1.7份，助交联剂TAIC2.5份，防老剂MB1.1份，防老剂RD1份。
上述复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.6份二乙烯苯、13份苯乙烯和4.5份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.1份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.4份致孔剂，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.3份卡拉胶、0.3份氯化钠、61份去离子水混合均匀后，升温至54℃，接着投入8份物料A，然后以6℃/h的速度升温至61℃，保温3h，再以5℃/h的速度升温至88℃，保温3.5h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将6份季戊四醇和6份质量分数为22wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至123℃，保温18min，接着添加1.8份三聚氰胺，搅拌后继续添加2.1份甲醛，保温52min后降温至58℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加1份三氧化二锑、48份大孔径树脂颗粒、130份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
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 (7)
1.一种油料工业用高强度耐油阻燃电缆，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：丁腈橡胶55-58份，EPDM20-30份，丁苯橡胶15-18份，高阻燃性能树脂颗粒10-15份，活性纳米高岭土20-25份，氧化锌10-15份，硼酸锌6-9份，氧化镁5-8份，硬脂酸3-5份，聚乙烯蜡2.5-4.5份，液体古马隆3-3.5份，环氧大豆油2.4-2.7份，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.2-2.5份，硫化剂DCP1.5-1.8份，助交联剂TAIC2-4份，防老剂MB0.8-1.2份，防老剂RD1.8-2.2份。
2.根据权利要求1所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料中，丁腈橡胶、EPDM、丁苯橡胶、高阻燃性能树脂颗粒的重量比为56-57：23-26：16-17：11-13。
3.根据权利要求1或2所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)的原料按重量份包括：丁腈橡胶56-57份，EPDM23-26份，丁苯橡胶16-17份，高阻燃性能树脂颗粒11-13份，活性纳米高岭土22-23份，氧化锌11-14份，硼酸锌7-8份，氧化镁6-7份，硬脂酸3.5-4份，聚乙烯蜡2.8-3.6份，液体古马隆3.2-3.3份，环氧大豆油2.5-2.6份，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.3-2.4份，硫化剂DCP1.6-1.7份，助交联剂TAIC2.5-3份，防老剂MB0.9-1.1份，防老剂RD1-1.1份。
4.根据权利要求1-3任一项所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将二乙烯苯、苯乙烯和2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、将卡拉胶、氯化钠、去离子水混合均匀后，升温，接着投入物料A，然后升温，保温，再升温，保温后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、将季戊四醇和磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温后降温得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加三氧化二锑、大孔径树脂颗粒、无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
5.根据权利要求1-4任一项所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、将二乙烯苯、苯乙烯和2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、将卡拉胶、氯化钠、去离子水混合均匀后，升温至50-55℃，接着投入物料A，然后以5-7℃/h的速度升温至60-65℃，保温2-3h，再以5-7℃/h的速度升温至85-90℃，保温3-4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、将季戊四醇和质量分数为20-23wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温15-20min，接着添加三聚氰胺，搅拌后继续添加甲醛，保温50-55min后降温至55-60℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加三氧化二锑、大孔径树脂颗粒、无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
6.根据权利要求1-5任一项所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，外护套(6)原料中的复合阻燃相变微囊制备方法如下：
S1、按重量份将0.4-0.7份二乙烯苯、12-15份苯乙烯和3-5份2-甲基丙烯酸甲酯混合均匀，接着加入0.1-0.2份过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后继续加入0.2-0.4份致孔剂，搅拌得到物料A；
S2、按重量份将0.3-0.4份卡拉胶、0.2-0.3份氯化钠、60-65份去离子水混合均匀后，升温至50-55℃，接着投入7-10份物料A，然后以5-7℃/h的速度升温至60-65℃，保温2-3h，再以5-7℃/h的速度升温至85-90℃，保温3-4h后，清洗，过滤，干燥得到大孔径树脂颗粒；
S3、按重量份将4-7份季戊四醇和5-8份质量分数为20-23wt％的磷酸水溶液混合均匀，升温至120-125℃，保温15-20min，接着添加1.7-2份三聚氰胺，搅拌后继续添加1.8-2.2份甲醛，保温50-55min后降温至55-60℃得到三聚氰胺甲醛树脂，接着向三聚氰胺甲醛树脂中添加1-2份三氧化二锑、40-50份大孔径树脂颗粒、120-150份无水乙醇，搅拌均匀后，喷雾干燥得到高阻燃性能树脂颗粒。
7.根据权利要求1-6任一项所述油料工业用高强度耐油阻燃电缆，其特征在于，致孔剂为二甲基硅油、环己醇按体积比为2-4:1-3混合制成的。
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