CN105646994A - 一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料 - Google Patents

一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物30-55，聚丙烯20-30，尼龙改性低密度聚乙烯30-40，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4-12，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物4-10，偶联剂z-60401-2，双叔丁基过氧化二异丙苯1-1.8，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.5-1.8，二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.5-1.4，碳酸钙15-30，微胶囊化红磷20-35，聚磷酸铵2-8，氢氧化镁10-18，三聚氰胺氰脲酸盐10-14，密胺焦磷酸盐12-18，复合抗氧剂1-3，润滑剂1-2。本发明耐腐蚀，耐老化，力学性能优异。

Description

一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料
技术领域
本发明涉及电缆绝缘层技术领域，尤其涉及一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料。
背景技术
船舶用电缆由于长期受到水腐蚀及许多未知因素影响，其设计、制造和安装要求都远远高于普通的电缆，并且船舶对于耐腐蚀、防水效果的好坏很大程度上决定了其使用寿命的长短。当电缆受到海水腐蚀后，水会沿着电缆内存在的缝隙纵向扩散，使相当长的电缆不能使用，因此对于海上石油平台电缆的耐腐蚀、防水设计变的尤为重要。目前的船舶用电缆用绝缘层在使用过程中仍存在一定局限性，其耐腐蚀性、耐老化性及力学性能较差，制品性能提升受到限制。
发明内容
本发明提出了一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，耐腐蚀，耐老化，力学性能优异。
本发明提出的一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物30-55份，聚丙烯20-30份，尼龙改性低密度聚乙烯30-40份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4-12份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物4-10份，偶联剂z-60401-2份，双叔丁基过氧化二异丙苯1-1.8份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.5-1.8份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.5-1.4份，碳酸钙15-30份，微胶囊化红磷20-35份，聚磷酸铵2-8份，氢氧化镁10-18份，三聚氰胺氰脲酸盐10-14份，密胺焦磷酸盐12-18份，复合抗氧剂1-3份，润滑剂1-2份。
优选地，低密度聚乙烯的密度为0.7-0.82g/cm3，熔融指数为20-27g/10min。
优选地，复合抗氧剂按包括主抗氧剂与辅抗氧剂，主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为4-8：1-3；
主抗氧剂按重量份包括5-10份多酚抗氧剂1010、2-8份4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、1-4份2，6-二叔丁基对甲酚及1-7份2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
辅助抗氧剂按重量份包括2-8份抗氧剂618、3-7份硫代二丙酸二月桂酯及2-7份硫代二丙酸二硬脂酸酯。
优选地，尼龙改性低密度聚乙烯采用如下工艺制备：按重量份将15-30份异氰酸酯、3-7份苯乙烯送入反应器中，依次加入0.5-0.9份二正丁胺、0.1-0.3份引发剂DCP搅拌至物料溶解，加入40-75份低密度聚乙烯至充分混合，加热至175-182℃进行熔融接枝反应，反应时间为30-45min，加入80-100份二甲苯搅拌至物料全部溶解，趁热过滤，将滤液倒入丙酮中沉淀，送入真空干燥箱中干燥5-15h，干燥温度为90-98℃，加入5-15份PA67充分混合，送入流变仪中进行共混，共混温度为188-195℃，共混时间为5-15min，转速为45-85r/min，得到尼龙改性低密度聚乙烯。
优选地，乙烯-丙烯α-烯烃共聚物、聚丙烯及尼龙改性低密度聚乙烯的重量比为40-46：24-28：32-36。
优选地，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物的重量比为8-10：6-8。
优选地，双叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)的重量比为1.2-1.6：1-1.4：1.4-1.8：0.8-1.2。
优选地，尼龙改性低密度聚乙烯与复合抗氧剂的重量比为32-36：1.4-1.8。
优选地，所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物40-46份，聚丙烯24-28份，尼龙改性低密度聚乙烯32-36份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8-10份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物6-8份，偶联剂z-60401.2-1.4份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.2-1.6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1-1.4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1.4-1.8份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.8-1.2份，碳酸钙20-24份，微胶囊化红磷30-32份，聚磷酸铵4-6份，氢氧化镁12-15份，三聚氰胺氰脲酸盐12-13.5份，密胺焦磷酸盐14-16份，复合抗氧剂1.4-1.8份，润滑剂1.4-1.8份。
本发明中，采用乙烯-丙烯α-烯烃共聚物、聚丙烯及尼龙改性低密度聚乙烯作为主料，添加适量马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物作为相容剂，并采用双叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)作为硫化体系，制品具有较好的耐腐蚀性能，耐老化性能好，力学性能优异；而在尼龙改性低密度聚乙烯中，异氰酸酯、PA67一方面接枝在聚丙烯上，生成极性产物，另一方面在接枝过程中，未发生反应的聚丙烯缠绕程度降低，导致聚丙烯分子链结晶更容易，综合作用，制品力学性能好，耐腐性性能进一步增强，且可有效抑制制品老化，制品使用寿命长，加入复合抗氧剂，并合理控制主抗氧剂与辅抗氧剂的含量及组分比例，与润滑剂共同作用，制品塑性好，热稳定效果好，耐酸碱抗紫外线能力强，兼具优异的耐腐性性能及耐老化性能。本发明耐腐蚀及耐老化性能好，力学性能优异。本发明中，制品在145烘箱放置200h，抗拉强度保留率在90％以上，拉伸率保留率在80％以上,，对内部金属材质无污染，导体表面无变色现象，所应用的电伴热带可安全使用至少10年。
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
一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物30份，聚丙烯30份，尼龙改性低密度聚乙烯30份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物12份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物4份，偶联剂z-60402份，双叔丁基过氧化二异丙苯1份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1.8份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)1.4份，碳酸钙15份，微胶囊化红磷35份，聚磷酸铵2份，氢氧化镁18份，三聚氰胺氰脲酸盐10份，密胺焦磷酸盐18份，复合抗氧剂1份，润滑剂2份。
实施例2
一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物55份，聚丙烯20份，尼龙改性低密度聚乙烯40份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物10份，偶联剂z-60401份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.8份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.5份，二甲基丙烯酸乙二醇酯3份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.5份，碳酸钙30份，微胶囊化红磷20份，聚磷酸铵8份，氢氧化镁10份，三聚氰胺氰脲酸盐14份，密胺焦磷酸盐12份，复合抗氧剂3份，润滑剂1份。
实施例3
一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物46份，聚丙烯24份，尼龙改性低密度聚乙烯36份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物8份，偶联剂z-60401.2份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1.8份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.8份，碳酸钙24份，微胶囊化红磷30份，聚磷酸铵6份，氢氧化镁12份，三聚氰胺氰脲酸盐13.5份，密胺焦磷酸盐14份，复合抗氧剂1.8份，润滑剂1.4份。
低密度聚乙烯的密度为0.82g/cm3，熔融指数为20g/10min。
复合抗氧剂按包括主抗氧剂与辅抗氧剂，主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为8：1；
主抗氧剂按重量份包括10份多酚抗氧剂1010、2份4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、4份2，6-二叔丁基对甲酚及1份2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
辅助抗氧剂按重量份包括8份抗氧剂618、3份硫代二丙酸二月桂酯及7份硫代二丙酸二硬脂酸酯。
尼龙改性低密度聚乙烯采用如下工艺制备：按重量份将15份异氰酸酯、7份苯乙烯送入反应器中，依次加入0.5份二正丁胺、0.3份引发剂DCP搅拌至物料溶解，加入40份低密度聚乙烯至充分混合，加热至182℃进行熔融接枝反应，反应时间为30min，加入100份二甲苯搅拌至物料全部溶解，趁热过滤，将滤液倒入丙酮中沉淀，送入真空干燥箱中干燥5h，干燥温度为98℃，加入5份PA67充分混合，送入流变仪中进行共混，共混温度为195℃，共混时间为5min，转速为85r/min，得到尼龙改性低密度聚乙烯。
实施例4
一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物40份，聚丙烯28份，尼龙改性低密度聚乙烯32份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物6份，偶联剂z-60401.4份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.2份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1.4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1.4份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)1.2份，碳酸钙20份，微胶囊化红磷32份，聚磷酸铵4份，氢氧化镁15份，三聚氰胺氰脲酸盐12份，密胺焦磷酸盐16份，复合抗氧剂1.4份，润滑剂1.8份。
低密度聚乙烯的密度为0.7g/cm3，熔融指数为27g/10min。
复合抗氧剂按包括主抗氧剂与辅抗氧剂，主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为4：3；
主抗氧剂按重量份包括5份多酚抗氧剂1010、8份4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、1份2，6-二叔丁基对甲酚及7份2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
辅助抗氧剂按重量份包括2份抗氧剂618、7份硫代二丙酸二月桂酯及2份硫代二丙酸二硬脂酸酯。
尼龙改性低密度聚乙烯采用如下工艺制备：按重量份将30份异氰酸酯、3份苯乙烯送入反应器中，依次加入0.9份二正丁胺、0.1份引发剂DCP搅拌至物料溶解，加入75份低密度聚乙烯至充分混合，加热至175℃进行熔融接枝反应，反应时间为45min，加入80份二甲苯搅拌至物料全部溶解，趁热过滤，将滤液倒入丙酮中沉淀，送入真空干燥箱中干燥15h，干燥温度为90℃，加入15份PA67充分混合，送入流变仪中进行共混，共混温度为188℃，共混时间为15min，转速为45r/min，得到尼龙改性低密度聚乙烯。
实施例5
一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物43份，聚丙烯26份，尼龙改性低密度聚乙烯34份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物9份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物7份，偶联剂z-60401.3份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.4份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1.2份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1.6份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)1份，碳酸钙22份，微胶囊化红磷31份，聚磷酸铵5份，氢氧化镁13份，三聚氰胺氰脲酸盐13份，密胺焦磷酸盐15份，复合抗氧剂1.6份，润滑剂1.6份。
低密度聚乙烯的密度为0.78g/cm3，熔融指数为24g/10min。
复合抗氧剂按包括主抗氧剂与辅抗氧剂，主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为3：1；
主抗氧剂按重量份包括8份多酚抗氧剂1010、5份4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、2份2，6-二叔丁基对甲酚及4份2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
辅助抗氧剂按重量份包括5份抗氧剂618、5份硫代二丙酸二月桂酯及4.5份硫代二丙酸二硬脂酸酯。
尼龙改性低密度聚乙烯采用如下工艺制备：按重量份将23份异氰酸酯、5份苯乙烯送入反应器中，依次加入0.7份二正丁胺、0.2份引发剂DCP搅拌至物料溶解，加入60份低密度聚乙烯至充分混合，加热至178℃进行熔融接枝反应，反应时间为38min，加入90份二甲苯搅拌至物料全部溶解，趁热过滤，将滤液倒入丙酮中沉淀，送入真空干燥箱中干燥10h，干燥温度为94℃，加入10份PA67充分混合，送入流变仪中进行共混，共混温度为192℃，共混时间为10min，转速为65r/min，得到尼龙改性低密度聚乙烯。
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 (9)

1.一种耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物30-55份，聚丙烯20-30份，尼龙改性低密度聚乙烯30-40份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4-12份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物4-10份，偶联剂z-60401-2份，双叔丁基过氧化二异丙苯1-1.8份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.5-1.8份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.5-1.4份，碳酸钙15-30份，微胶囊化红磷20-35份，聚磷酸铵2-8份，氢氧化镁10-18份，三聚氰胺氰脲酸盐10-14份，密胺焦磷酸盐12-18份，复合抗氧剂1-3份，润滑剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，低密度聚乙烯的密度为0.7-0.82g/cm3，熔融指数为20-27g/10min。
3.根据权利要求1或2所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，复合抗氧剂按包括主抗氧剂与辅抗氧剂，主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为4-8：1-3；
主抗氧剂按重量份包括5-10份多酚抗氧剂1010、2-8份4，4′-硫代双(6-叔丁基间甲酚)、1-4份2，6-二叔丁基对甲酚及1-7份2，2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；
辅助抗氧剂按重量份包括2-8份抗氧剂618、3-7份硫代二丙酸二月桂酯及2-7份硫代二丙酸二硬脂酸酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，尼龙改性低密度聚乙烯采用如下工艺制备：按重量份将15-30份异氰酸酯、3-7份苯乙烯送入反应器中，依次加入0.5-0.9份二正丁胺、0.1-0.3份引发剂DCP搅拌至物料溶解，加入40-75份低密度聚乙烯至充分混合，加热至175-182℃进行熔融接枝反应，反应时间为30-45min，加入80-100份二甲苯搅拌至物料全部溶解，趁热过滤，将滤液倒入丙酮中沉淀，送入真空干燥箱中干燥5-15h，干燥温度为90-98℃，加入5-15份PA67充分混合，送入流变仪中进行共混，共混温度为188-195℃，共混时间为5-15min，转速为45-85r/min，得到尼龙改性低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，乙烯-丙烯α-烯烃共聚物、聚丙烯及尼龙改性低密度聚乙烯的重量比为40-46：24-28：32-36。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物的重量比为8-10：6-8。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，双叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)的重量比为1.2-1.6：1-1.4：1.4-1.8：0.8-1.2。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，尼龙改性低密度聚乙烯与复合抗氧剂的重量比为32-36：1.4-1.8。
9.根据权利要求1-8任一项所述的耐老化且具有优异力学性能的船舶电缆用绝缘层材料，其特征在于，其原料按重量份包括：乙烯-丙烯α-烯烃共聚物40-46份，聚丙烯24-28份，尼龙改性低密度聚乙烯32-36份，马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8-10份，马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸酯共聚物6-8份，偶联剂z-60401.2-1.4份，双叔丁基过氧化二异丙苯1.2-1.6份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷1-1.4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯1.4-1.8份，过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)0.8-1.2份，碳酸钙20-24份，微胶囊化红磷30-32份，聚磷酸铵4-6份，氢氧化镁12-15份，三聚氰胺氰脲酸盐12-13.5份，密胺焦磷酸盐14-16份，复合抗氧剂1.4-1.8份，润滑剂1.4-1.8份。
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