CN105694235A - 一种高强度且阻燃性能好的电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶40-55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28-36份、高密度聚乙烯20-25份、三聚氰胺磷酸酯6-8份、纳米氢氧化镁粉末7-9份、磷酸二苯异辛酯3-5份、硬脂酸钡1-2份、复合稳定剂4-5份、抗氧剂1010 2-4份、白炭黑2-3份。本发明还提供了所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法。本发明制备的电缆料具有优良的耐老化性能，各项参数均符合国家标准，且在强度及阻燃性能方面表现优异，另外本发明制备的电缆料不含卤素，燃烧时不会产生毒气，对坏境无害，安全环保。

Description

一种高强度且阻燃性能好的电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，具体是一种高强度且阻燃性能好的电缆料及其制备方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，电缆在通讯、电力等领域的应用非常广泛。但是，由于电缆属于可燃物质，因此，随着电气火灾事故的频繁发生，电缆的阻燃问题己经引起了世界各国的重视。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险的因素，在火灾中妨碍人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。
近年来，电缆的老化引起的火灾越来越多。为了降低火灾的发生率以及发生火灾时的死亡率，低烟、阻燃、环保成为了电线电缆行业的发展方向。现有技术中，低烟阻燃电缆料的生产大多是在聚烯烃基材中加入大量的氯化石蜡来达到阻燃的效果，然而，这种方法制备的电缆料的阻燃效果并不是很理想。另外，这些电缆料的强度也不够理想，无法为内部的导线提供良好的保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度且阻燃性能好的电缆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶40-55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28-36份、高密度聚乙烯20-25份、三聚氰胺磷酸酯6-8份、纳米氢氧化镁粉末7-9份、磷酸二苯异辛酯3-5份、硬脂酸钡1-2份、复合稳定剂4-5份、抗氧剂10102-4份、白炭黑2-3份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45-50份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-34份、高密度聚乙烯21-24份、三聚氰胺磷酸酯6.5-7.5份、纳米氢氧化镁粉末7.5-8.5份、磷酸二苯异辛酯3.5-4.5份、硬脂酸钡1.2-1.8份、复合稳定剂4.3-4.8份、抗氧剂10102.5-3.5份、白炭黑2.4-2.7份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物32份、高密度聚乙烯22份、三聚氰胺磷酸酯7份、纳米氢氧化镁粉末8份、磷酸二苯异辛酯4份、硬脂酸钡1.5份、复合稳定剂4.5份、抗氧剂10103份、白炭黑2.5份。
作为本发明再进一步的方案：所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至65-70℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼3-4min，将密炼机继续升温至82-85℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼6-8min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为1-2min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通5-8次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料。
作为本发明进一步的方案：步骤5)中所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为100-105℃，第二段加热温度为120-130℃，第三段加热温度为140-150℃，第四段加热温度为155-160℃，第五段加热温度为170-180℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明制备的电缆料的拉伸强度≥30.3MPa，断裂伸长率≥263％，氧指数≥46％，20℃体积电阻率≥4.3×1012Ω·m，另外，经过158℃、168h的热空气老化试验后，其拉伸强度变化率在±8％以内，断裂伸长率变化率在±8.5％以内，具有优良的耐老化性能，各项参数均符合国家标准，且在强度及阻燃性能方面表现优异。2、本发明制备的电缆料不含卤素，燃烧时不会产生毒气，对坏境无害，安全环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28份、高密度聚乙烯20份、三聚氰胺磷酸酯6份、纳米氢氧化镁粉末7份、磷酸二苯异辛酯3份、硬脂酸钡1份、复合稳定剂4份、抗氧剂10102份、白炭黑2份；所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
本实施例中所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至65℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼3min，将密炼机继续升温至82℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼6min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为1min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通5次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料，其中，所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为100℃，第二段加热温度为120℃，第三段加热温度为140℃，第四段加热温度为155℃，第五段加热温度为170℃。
实施例2
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物36份、高密度聚乙烯25份、三聚氰胺磷酸酯8份、纳米氢氧化镁粉末9份、磷酸二苯异辛酯5份、硬脂酸钡2份、复合稳定剂5份、抗氧剂10104份、白炭黑3份；所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
本实施例中所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至70℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼4min，将密炼机继续升温至85℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼8min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为2min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通8次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料，其中，所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为105℃，第二段加热温度为130℃，第三段加热温度为150℃，第四段加热温度为160℃，第五段加热温度为180℃。
实施例3
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物32份、高密度聚乙烯22份、三聚氰胺磷酸酯7份、纳米氢氧化镁粉末8份、磷酸二苯异辛酯4份、硬脂酸钡1.5份、复合稳定剂4.5份、抗氧剂10103份、白炭黑2.5份；所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
本实施例中所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至68℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼3.5min，将密炼机继续升温至83℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼7min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为1.5min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通6次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料，其中，所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为103℃，第二段加热温度为125℃，第三段加热温度为145℃，第四段加热温度为157℃，第五段加热温度为175℃。
实施例4
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶43份、乙烯-醋酸乙烯共聚物32份、高密度聚乙烯24份、三聚氰胺磷酸酯6份、纳米氢氧化镁粉末9份、磷酸二苯异辛酯4份、硬脂酸钡2份、复合稳定剂4份、抗氧剂10104份、白炭黑2.5份；所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
本实施例中所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至69℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼4min，将密炼机继续升温至84℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼7min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为2min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通8次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料，其中，所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为102℃，第二段加热温度为130℃，第三段加热温度为144℃，第四段加热温度为160℃，第五段加热温度为175℃。
实施例5
一种高强度且阻燃性能好的电缆料，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶52份、乙烯-醋酸乙烯共聚物36份、高密度聚乙烯21份、三聚氰胺磷酸酯7份、纳米氢氧化镁粉末7份、磷酸二苯异辛酯4份、硬脂酸钡1份、复合稳定剂4.5份、抗氧剂10103份、白炭黑3份；所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
本实施例中所述高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，步骤如下：
1)称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2)称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至66℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼3.5min，将密炼机继续升温至85℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼8min，获得主材料；
3)称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为2min，获得第一混合料；
4)将第一混合料投入到开炼机中薄通5次，获得第二混合料；
5)将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料，其中，所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为101℃，第二段加热温度为128℃，第三段加热温度为150℃，第四段加热温度为156℃，第五段加热温度为179℃。
对本发明实施例1-5所制备的电缆料进行检测，获得的各项性能数据如表1所示。
表1电缆料性能检测结果
从上表可以看出，本发明制备的电缆料的拉伸强度≥30.3MPa，断裂伸长率≥263％，氧指数≥46％，20℃体积电阻率≥4.3×1012Ω·m，另外，经过158℃、168h的热空气老化试验后，其拉伸强度变化率在±8％以内，断裂伸长率变化率在±8.5％以内，各项参数均符合国家标准，且在强度及阻燃性能方面表现优异。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种高强度且阻燃性能好的电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶40-55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28-36份、高密度聚乙烯20-25份、三聚氰胺磷酸酯6-8份、纳米氢氧化镁粉末7-9份、磷酸二苯异辛酯3-5份、硬脂酸钡1-2份、复合稳定剂4-5份、抗氧剂10102-4份、白炭黑2-3份。
2.根据权利要求1所述的高强度且阻燃性能好的电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45-50份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30-34份、高密度聚乙烯21-24份、三聚氰胺磷酸酯6.5-7.5份、纳米氢氧化镁粉末7.5-8.5份、磷酸二苯异辛酯3.5-4.5份、硬脂酸钡1.2-1.8份、复合稳定剂4.3-4.8份、抗氧剂10102.5-3.5份、白炭黑2.4-2.7份。
3.根据权利要求2所述的高强度且阻燃性能好的电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：三元乙丙橡胶48份、乙烯-醋酸乙烯共聚物32份、高密度聚乙烯22份、三聚氰胺磷酸酯7份、纳米氢氧化镁粉末8份、磷酸二苯异辛酯4份、硬脂酸钡1.5份、复合稳定剂4.5份、抗氧剂10103份、白炭黑2.5份。
4.根据权利要求1或2或3所述的高强度且阻燃性能好的电缆料，其特征在于，所述复合稳定剂由氧化镁、三氧化二铝和铬盐按照重量比2:3:2混合而成。
5.一种如权利要求1-4任一所述的高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）称取氧化镁、三氧化二铝和铬盐，并按照重量比2:3:2混合，制得复合稳定剂，备用；
2）称取三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，打开密炼机并预热至65-70℃，将三元乙丙橡胶投入密炼机中密炼3-4min，将密炼机继续升温至82-85℃，并投入乙烯-醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯，继续密炼6-8min，获得主材料；
3）称取三聚氰胺磷酸酯、纳米氢氧化镁粉末、磷酸二苯异辛酯、硬脂酸钡、复合稳定剂、抗氧剂1010和白炭黑，投入到主材料中，混炼混合均匀，混炼时间为1-2min，获得第一混合料；
4）将第一混合料投入到开炼机中薄通5-8次，获得第二混合料；
5）将第二混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，获得高强度且阻燃性能好的电缆料。
6.根据权利要求5所述的高强度且阻燃性能好的电缆料的制备方法，其特征在于，步骤5）中所述双螺杆挤出机分五段加热，第一段加热温度为100-105℃，第二段加热温度为120-130℃，第三段加热温度为140-150℃，第四段加热温度为155-160℃，第五段加热温度为170-180℃。
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