CN105837893A - 一种耐寒性无卤阻燃电缆及其制备方法 - Google Patents

一种耐寒性无卤阻燃电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐寒性无卤阻燃电缆，包括如下重量份数的成分：聚乙烯40‑50份、三元乙丙橡胶20‑30份、氢氧化镁3‑8份、三水乳酸镁5‑10份、三氧化二锑2‑6份、三氧化钼3‑7份、纳米碳酸钙1‑4份、白炭黑10‑20份、季戊四醇11‑18份、丙烯酸丁酯8‑13份、对羟基苯基氯甲酸酯7‑15份、柠檬酸三丁酯12‑16份、乙二醇蓖麻醇酸酯15‑20份。该电缆具备良好地耐寒性能，能够在‑35‑0℃下保持安全导电性能，同时阻燃效果好、且无有害气体释放。

Description

一种耐寒性无卤阻燃电缆及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆制备领域，具体涉及一种耐寒性无卤阻燃电缆及其制备方法。
背景技术
随着社会的快速发展，电线电缆越来越多被广泛的应用于各个领域，如地铁、核电站、商场、医院、智能大厦等传输过程中，复杂多变的环境对电线电缆的要求越来越高。传统的电缆由于以聚氯乙烯等为基础料，由此所得到的电缆由于含有卤素在后期燃烧过程中会释放出有毒的气体，危害人民的身体健康，因此无卤阻燃电缆逐步进入人们的视野，越来越多的科研人员开始这方面的研究，然而现有无卤阻燃电缆中虽然避免了有害气体的释放，但是也对其阻燃性能产生了影响，导致阻燃性能下降；同时在一些特殊的环境下，如我国北方地区冬季严寒，电缆的耐寒性能依然成为电缆应用的一个关键因数，一旦电缆脆裂破皮，导体暴漏则会形成安全隐患，为设备维护人员和周围群众造成影响。因此，开发一种既能够满足寒冷环境，同时又具备高效阻燃性能的无卤电缆很有意义。
发明内容
针对现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种耐寒性无卤阻燃电缆及其制备方法，该电缆具备良好地耐寒性能，能够在-35-0℃下保持安全导电性能，同时阻燃效果好、且无有害气体释放。
技术方案：一种耐寒性无卤阻燃电缆，包括如下重量份数的成分：聚乙烯40-50份、三元乙丙橡胶20-30份、氢氧化镁3-8份、三水乳酸镁5-10份、三氧化二锑2-6份、三氧化钼3-7份、纳米碳酸钙1-4份、白炭黑10-20份、季戊四醇11-18份、丙烯酸丁酯8-13份、对羟基苯基氯甲酸酯7-15份、柠檬酸三丁酯12-16份、乙二醇蓖麻醇酸酯15-20份。
优选的，所述聚乙烯43-48份、三元乙丙橡胶23-28份、氢氧化镁4-7份、三水乳酸镁7-9份、三氧化二锑3-5份、三氧化钼4-6份、纳米碳酸钙2-4份、白炭黑15-18份、季戊四醇12-15份、丙烯酸丁酯10-12份、对羟基苯基氯甲酸酯10-13份、柠檬酸三丁酯13-15份、乙二醇蓖麻醇酸酯16-19份。
优选的，所述聚乙烯45份、三元乙丙橡胶26份、氢氧化镁6份、三水乳酸镁8份、三氧化二锑4份、三氧化钼5份、纳米碳酸钙3份、白炭黑17份、季戊四醇14份、丙烯酸丁酯11份、对羟基苯基氯甲酸酯12份、柠檬酸三丁酯14份、乙二醇蓖麻醇酸酯17份。
一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚乙烯40-50份、三元乙丙橡胶20-30份、氢氧化镁3-8份和三氧化二锑2-6份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到100-110℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯12-16份和乙二醇蓖麻醇酸酯15-20份加入步骤（1）中，将温度升高至120-140℃，反应5-8min；
（3）将三水乳酸镁5-10份、三氧化钼3-7份和纳米碳酸钙1-4份加入季戊四醇11-18份中，经超声分散后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯8-13份、对羟基苯基氯甲酸酯7-15份和白炭黑10-20份，保持温度为110-115℃，继续搅拌反应8-10min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为120-130℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
优选的，步骤（1）中所述温度为105℃。
优选的，步骤（2）中所述温度为130℃，反应7min。
优选的，步骤（3）中超声分散的时间为5-10min。
优选的，步骤（4）中所述保持温度为112℃，搅拌反应9min，捏合机中温度为128℃。
有益效果：本发明所述一种耐寒性无卤阻燃电缆制备方法，通过以聚乙烯和三元乙丙橡胶为基础料，并在制备过程中加入柠檬酸三丁酯、乙二醇蓖麻醇酸等物质，使其具备良好耐寒性能（在-35℃下，200h的试验后，其拉伸强度和断裂伸长率的变化率小于10%），且阻燃性好、无卤素释放，特别适用于我国寒冷地区的电缆应用；该制备方法简便、所需设备不复杂，利于技术推广。
具体实施方式
实施例1
（1）将聚乙烯40份、三元乙丙橡胶20份、氢氧化镁3份和三氧化二锑2份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到100℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯12份和乙二醇蓖麻醇酸酯15份加入步骤（1）中，将温度升高至120℃，反应5min；
（3）将三水乳酸镁5份、三氧化钼3份和纳米碳酸钙1份加入季戊四醇11份中，经超声分散5min后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯8份、对羟基苯基氯甲酸酯7份和白炭黑10份，保持温度为110℃，继续搅拌反应8min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为120℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
实施例2
（1）将聚乙烯50份、三元乙丙橡胶30份、氢氧化镁8份和三氧化二锑6份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到110℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯16份和乙二醇蓖麻醇酸酯20份加入步骤（1）中，将温度升高至140℃，反应8min；
（3）将三水乳酸镁10份、三氧化钼7份和纳米碳酸钙4份加入季戊四醇18份中，经超声分散10min后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯13份、对羟基苯基氯甲酸酯15份和白炭黑20份，保持温度为115℃，继续搅拌反应10min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为130℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
实施例3
（1）将聚乙烯43份、三元乙丙橡胶23份、氢氧化镁4份和三氧化二锑3份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到110℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯13份和乙二醇蓖麻醇酸酯16份加入步骤（1）中，将温度升高至140℃，反应8min；
（3）将三水乳酸镁7份、三氧化钼4份和纳米碳酸钙2份加入季戊四醇12份中，经超声分散10min后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯10份、对羟基苯基氯甲酸酯10份和白炭黑15份，保持温度为115℃，继续搅拌反应10min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为130℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
实施例4
（1）将聚乙烯48份、三元乙丙橡胶28份、氢氧化镁7份和三氧化二锑5份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到100℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯15份和乙二醇蓖麻醇酸酯19份加入步骤（1）中，将温度升高至120℃，反应5min；
（3）将三水乳酸镁9份、三氧化钼6份和纳米碳酸钙4份加入季戊四醇15份中，经超声分散5min后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯12份、对羟基苯基氯甲酸酯13份和白炭黑18份，保持温度为110℃，继续搅拌反应8min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为120℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
实施例5
（1）将聚乙烯45份、三元乙丙橡胶26份、氢氧化镁6份和三氧化二锑4份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到105℃；
（2）随后将柠檬酸三丁酯14份和乙二醇蓖麻醇酸酯17份加入步骤（1）中，将温度升高至130℃，反应7min；
（3）将三水乳酸镁8份、三氧化钼5份和纳米碳酸钙3份加入季戊四醇14份中，经超声分散6min后得到分散液；
（4）将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯11份、对羟基苯基氯甲酸酯12份和白炭黑17份，保持温度为112℃，继续搅拌反应9min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为128℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
对比例1
（1）将聚乙烯40份、三元乙丙橡胶20份、氢氧化镁3份和三氧化二锑2份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到100℃；
（2）向步骤（1）中加入丙烯酸丁酯8份，保持温度为110℃，继续搅拌反应8min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为120℃时下料至开炼机即可得到电缆。
对比例2
（1）将聚乙烯50份、三元乙丙橡胶30份、氢氧化镁8份和三氧化二锑6份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到110℃；
（2）向步骤（1）中加入丙烯酸丁酯13份，保持温度为115℃，继续搅拌反应10min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为130℃时下料至开炼机即可得到电缆。
对上述各个实施例和对比例中所得电缆性能测试，具体如下：
试验 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 拉伸强度（MPa，-35℃下，200h的试验） 断裂伸长率（%，-35℃下，200h的试验） 氧指数（%）
实施例1 12.68 180.3 11.6 165.9 32
对比例1 10.65 190.3 / / 20
实施例2 13.16 183.7 12.1 169.1 33
对比例2 12.86 182.3 / / 25
实施例3 13.38 186.9 12.3 172.0 34
实施例4 13.52 190.3 12.5 175.1 35
实施例5 14.03 192.5 13.0 177.2 35

Claims (8)

1.一种耐寒性无卤阻燃电缆，其特征在于，包括如下重量份数的成分：聚乙烯40-50份、三元乙丙橡胶20-30份、氢氧化镁3-8份、三水乳酸镁5-10份、三氧化二锑2-6份、三氧化钼3-7份、纳米碳酸钙1-4份、白炭黑10-20份、季戊四醇11-18份、丙烯酸丁酯8-13份、对羟基苯基氯甲酸酯7-15份、柠檬酸三丁酯12-16份、乙二醇蓖麻醇酸酯15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆，其特征在于，所述聚乙烯43-48份、三元乙丙橡胶23-28份、氢氧化镁4-7份、三水乳酸镁7-9份、三氧化二锑3-5份、三氧化钼4-6份、纳米碳酸钙2-4份、白炭黑15-18份、季戊四醇12-15份、丙烯酸丁酯10-12份、对羟基苯基氯甲酸酯10-13份、柠檬酸三丁酯13-15份、乙二醇蓖麻醇酸酯16-19份。
3.根据权利要求2所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆，其特征在于，所述聚乙烯45份、三元乙丙橡胶26份、氢氧化镁6份、三水乳酸镁8份、三氧化二锑4份、三氧化钼5份、纳米碳酸钙3份、白炭黑17份、季戊四醇14份、丙烯酸丁酯11份、对羟基苯基氯甲酸酯12份、柠檬酸三丁酯14份、乙二醇蓖麻醇酸酯17份。
4.一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚乙烯40-50份、三元乙丙橡胶20-30份、氢氧化镁3-8份和三氧化二锑2-6份加入密炼机内混料，边混合、边加热，直至温度达到100-110℃；
随后将柠檬酸三丁酯12-16份和乙二醇蓖麻醇酸酯15-20份加入步骤（1）中，将温度升高至120-140℃，反应5-8min；
将三水乳酸镁5-10份、三氧化钼3-7份和纳米碳酸钙1-4份加入季戊四醇11-18份中，经超声分散后得到分散液；
将步骤（3）中所述分散液加入步骤（2）中，同时加入丙烯酸丁酯8-13份、对羟基苯基氯甲酸酯7-15份和白炭黑10-20份，保持温度为110-115℃，继续搅拌反应8-10min；随后经捏合机捏合，当捏合机中温度为120-130℃时下料至开炼机即可得到所述耐寒性无卤阻燃电缆。
5.根据权利要求4所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述温度为105℃。
6.根据权利要求4所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述温度为130℃，反应7min。
7.根据权利要求4所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，步骤（3）中超声分散的时间为5-10min。
8.根据权利要求4所述的一种耐寒性无卤阻燃电缆的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述保持温度为112℃，搅拌反应9min，捏合机中温度为128℃。
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