CN105837960A - 一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料及其制备方法，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶102‑110，陶土7‑13，碳酸钙13‑20，沸石8‑15，羧甲基纤维素钠4‑9，木质素磺酸钙3‑8，氢氧化镁16‑22，环氧大豆油3‑7，纳米二氧化硅3‑6，甲基硅油2‑5。本发明价格较低，具有良好的耐磨性能，具有优异的耐候性、耐腐蚀、耐老化、耐低温、耐热性、阻燃、耐寒性性能，环保性能优越。

Description

一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆领域，特别是涉及一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料及其制备方法。
背景技术
电线电缆是中国机械行业中位置仅次于汽车行业的第二大产业，被称为国民经济的动脉与神经，占据中国电工行业近1/4的产值。随着我国经济的飞速发展，阻燃电缆市场空间也因火安全意识的提高及国家法律法规的日渐严苛而不断拓宽，阻燃电缆料遇到了前所未有的发展机遇。
申请号 201410236445.X（申请号 201110277402.2）的中国专利文献公开了一种具有优异性能的聚氯乙烯电缆料，其由以下重量份的各组分组成：100份聚氯乙烯树脂、25份无机填料、4份磷酸三苯酯、10份环氧油酸丁酯、24份氢氧化铝、0.6份抗氧剂1010、1.8份抗氧剂1024、2份氧化镁、3份氧化锌、2份硬脂酸、0.6份铝酸酯偶联剂。申请公布号CN104017305 A（申请号201410241223.7）的中国专利文献公开了一种耐磨性PVC电缆料，由下述重量份原料：PVC树脂100份，偏苯三酸三辛酯35-45份，硬脂酸钙3-7份，硬脂酸锌2-4份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2-8份。申请公布号CN 105086196 A（申请号201410609690.0）的中国专利文献公开了一种PVC电缆料配方，按重量比分由98-102的PVC树脂、3.6-4. 4的稳定剂、18-22的增塑剂、5-7的填充剂、17-19的润滑剂、1-1.4的抗氧剂和4-6的着色剂组成。
目前的电线电缆从材料上分包括PVC、PE、PP等多种电线电缆。聚氯乙烯材料具有优良的机械物理性能、柔韧性、耐化学试剂性能，价格便宜，并且加工性能优异，被广泛用于生产各种用品，如鞋、日用品、方便袋等，除此之外，电线电缆上用途也很多。但是PVC由于其成分中含有氯，在生产过程中会造成环境污染。随着社会的进步，人们的环保意识越来越高，因此，开发环保型的电线电缆势在必行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料及其制备方法。本发明价格较低，具有良好的耐磨性能，具有优异的耐候性、耐腐蚀、耐老化、耐低温、耐热性、阻燃、耐寒性能，环保性能优越。
本发明的技术方案是：
一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶102-110，陶土7-13，碳酸钙13-20，沸石8-15，羧甲基纤维素钠4-9，木质素磺酸钙3-8，氢氧化镁16-22，环氧大豆油3-7，纳米二氧化硅3-6，甲基硅油2-5。
一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，优选的方案是，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶105-108，陶土9-11，碳酸钙15-19，沸石10-13，羧甲基纤维素钠5-8，木质素磺酸钙4-7，氢氧化镁17-20，环氧大豆油4-6，纳米二氧化硅4-5，甲基硅油3-4。
一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，更加优选的方案是，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶106，陶土10，碳酸钙17，沸石11，羧甲基纤维素钠7，木质素磺酸钙6，氢氧化镁19，环氧大豆油5，纳米二氧化硅4.5，甲基硅油3.5。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过50-90目筛，送入密炼机中，在125-150℃的温度下混炼，混炼10-15分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为135-155℃，密炼18-30分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间12-20分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
优选在于步骤（1），过60-80目筛。
优选在于步骤（1），在130-145℃的温度下混炼。
优选在于步骤（1），混炼11-14分钟。
优选在于步骤（2），密炼温度为140-150℃。
优选在于步骤（2），密炼22-26分钟。
优选在于步骤（3），时间14-18分钟。
更加优选的，步骤（1）过70目筛。
更加优选的，步骤（1）在135℃的温度下混炼。
更加优选的，步骤（1）混炼13分钟。
更加优选的，步骤（2）密炼温度为145℃。
更加优选的，步骤（2）密炼24分钟。
更加优选的，步骤（3）时间16分钟。
本发明提供的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料制备方法简单。除此之外，本发明的优良效果还表现在：
1、本发明价格较低；
2、具有良好的耐磨性能，具有优异的耐候性、耐腐蚀、耐老化、耐低温、耐热性、
阻燃、耐寒性性能；
3、环保性能优越。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
实施例1一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1800g）：乙丙橡胶102份，陶土7份，碳酸钙13份，沸石8份，羧甲基纤维素钠4份，木质素磺酸钙3份，氢氧化镁16份，环氧大豆油3份，纳米二氧化硅3份，甲基硅油2份。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过50目筛，送入密炼机中，在125℃的温度下混炼，混炼10分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为155℃，密炼30分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间20分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
实施例2一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1800g）：乙丙橡胶110份，陶土13份，碳酸钙20份，沸石15份，羧甲基纤维素钠9份，木质素磺酸钙8份，氢氧化镁22份，环氧大豆油7份，纳米二氧化硅6份，甲基硅油5份。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过90目筛，送入密炼机中，在150℃的温度下混炼，混炼15分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为155℃，密炼30分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间20分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
实施例3一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1800g）：乙丙橡胶105份，陶土9份，碳酸钙15份，沸石10份，羧甲基纤维素钠5份，木质素磺酸钙4份，氢氧化镁17份，环氧大豆油4份，纳米二氧化硅4份，甲基硅油3份。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过60目筛，送入密炼机中，在130℃的温度下混炼，混炼11分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为140℃，密炼22分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间14分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
实施例4一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1800g）：乙丙橡胶108份，陶土11份，碳酸钙19份，沸石13份，羧甲基纤维素钠8份，木质素磺酸钙7份，氢氧化镁20份，环氧大豆油6份，纳米二氧化硅5份，甲基硅油4份。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过80目筛，送入密炼机中，在145℃的温度下混炼，混炼14分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为150℃，密炼26分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间18分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
实施例5一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，取下述重量份的主要原料制备而成（每份为1800g）：乙丙橡胶106份，陶土10份，碳酸钙17份，沸石11份，羧甲基纤维素钠7份，木质素磺酸钙6份，氢氧化镁19份，环氧大豆油5份，纳米二氧化硅4.5份，甲基硅油3.5份。
上述无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法是：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过70目筛，送入密炼机中，在135℃的温度下混炼，混炼13分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为145℃，密炼24分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间16分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
本发明所用主要原料：
乙丙橡胶：乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，依据分子链中单体组成的不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分，前者为乙烯和丙烯的共聚物，以EPM表示，后者为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物，以EPDM表示。两者统称为乙丙橡胶。广泛应用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油添加剂及其它制品。
陶土：陶土，是指含有铁质而带黄褐色、灰白色、红紫色等色调，具有良好可塑性的粘土。特性：1、优异的抗冻融特性：在吸水率达到10%的情况下，瓷质砖在-15℃时冻融三次已经全部冻裂，而陶砖却可以在-45℃的环境下冻融50次不出现裂痕。2、良好的抗光污染性能：陶砖能够将90%以上的光全部折射，对保护人体视力、减少光污染有很好的作用。3、良好的吸音作用：由于陶砖通体富含大量均匀细密的开放性气孔，故能将声波全部或部分折射出去，取到室外降低噪音，室内消除回音的效果，是创造城市优良居住环境的绝佳材料。4、良好的透气性、透水性：陶砖透气、透水的优越性在绿色文明的今天得到充分的展示，其古朴的韵味与自然景观相融合，体现了人与自然的和谐对话。5、良好的耐风化耐腐蚀性：随着工业污染的加重，雨水中的酸性一天天在增加，很多建筑材料因为无法接受这个考验而被淘汰。纯天然的加工工序使得陶砖本身只含有少量的化学杂质，其内部结构也不易受到酸雨的影响，陶土抗碱腐蚀性的特性更的其他材料无法与之相比的。
沸石：沸石是一种矿石。沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。
羧甲基纤维素钠：羧甲基纤维素钠，（又称：羧甲基纤维素钠盐，羧甲基纤维素，是当今世界上使用范围最广、用量最大的纤维素种类。简称CMC-Na，是葡萄糖聚合度为100~2000的纤维素衍生物，相对分子质量242.16。白色纤维状或颗粒状粉末。无臭，无味，无味，有吸湿性，不溶于有机溶剂。主要用途：食品工业中用作增稠剂，医药工业中用作药物载体，日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂。印染工业中用作上浆剂和印花糊料的保护胶体等。在石油化工中可作为采油压裂液成分。
木质素磺酸钙：木质素磺酸钙（简称木钙）是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，分子量一般在800～10000之间，具有很强的分散性、粘结性、螯合性。通常来自酸法制浆（或称为亚硫酸盐法制浆）的蒸煮废液，经喷雾干燥而成。可含有高达30%的还原糖。溶于水，但不溶于任何普通的有机溶剂。其1%水溶液的pH值约3～11。主要性能：1、用作混凝土减水剂：掺水泥量的0.25～0.3%， 可以减少用水量10～14以上，改善混凝土和易性，提高工程质量。夏季使用，可抑制坍落度损失，一般都与高效减水剂复配使用。2、用作矿粘结剂：冶炼业，用木质素磺酸钙与矿 粉混合，制成矿粉球，干燥后放入窑中，可大幅度 提高冶炼回收率。3、耐火材料：制造耐火材料砖瓦时，使用木质素 磺酸钙做分散剂和粘合剂，能显著改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果。4、陶瓷：木质素磺酸钙用于陶瓷制品，可以降低 碳含量增加生坯强度，减少塑性粘土用量，泥浆流 动性好，提高成品率70-90%，烧结速度由70分钟减少为40分钟。5、用作饲料粘合剂，可提高家畜和家禽的喜食性，颗粒强度好，减少饲料的微粉量，减少粉料反回率，降低成本。模的损失减少，生产能力提高10-20%，美国与加拿大在饲料中允许掺量为4.0%。6、其它：木质素磺酸钙还可用于精炼助剂、铸造、农药可湿性粉剂加工、型煤压制、采矿、选矿业的选矿剂，道路、土壤、粉尘的控制、制革鞣革 填料、炭黑造粒等方面。
环氧大豆油：环氧大豆油是用大豆油经过氧化处理后制得的一种化工产品，常温下为浅黄色粘稠油状液体，是一种使用广泛的聚氯乙烯无毒增塑剂兼稳定剂：与PVC树脂相容性好，挥发性低、迁移性小。具有优良的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性，是国际认可的用于食品包装材料的化学工艺助剂。
纳米二氧化硅：纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1-100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
试验例 为了测试本发明所得无卤阻燃乙丙橡胶电缆料（实施例5）的性能，对其各指标进行了测定，结果如表1所示。
表1：本发明所得产品性能指标测试
由表1可以得出，本发明所得产品具有优异的耐热性和可加工性，具有优越的阻燃性能。
最后应说明的是，实施例只是本发明最优的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶102-110，陶土7-13，碳酸钙13-20，沸石8-15，羧甲基纤维素钠4-9，木质素磺酸钙3-8，氢氧化镁16-22，环氧大豆油3-7，纳米二氧化硅3-6，甲基硅油2-5。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶105-108，陶土9-11，碳酸钙15-19，沸石10-13，羧甲基纤维素钠5-8，木质素磺酸钙4-7，氢氧化镁17-20，环氧大豆油4-6，纳米二氧化硅4-5，甲基硅油3-4。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料，其特征在于，取下述重量配比的主要原料制备而成：乙丙橡胶106，陶土10，碳酸钙17，沸石11，羧甲基纤维素钠7，木质素磺酸钙6，氢氧化镁19，环氧大豆油5，纳米二氧化硅4.5，甲基硅油3.5。
4.如权利要求1～3任一所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将乙丙橡胶、陶土、沸石硅和纳米二氧化硅分别粉碎，过50-90目筛，送入密炼机中，在125-150℃的温度下混炼，混炼10-15分钟；
（2）向步骤（1）所得物中加入碳酸钙、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钙、氢氧化镁、环氧大豆油和甲基硅油，继续密炼，密炼温度为135-155℃，密炼18-30分钟；
（3）将步骤（2）所得转移到冷却混合机进行冷搅，时间12-20分钟，保证出料温度在30℃；
（4）将步骤（3）所得送入双螺杆挤出造粒机中，进行塑化造粒，即得。
5.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）过60-80目筛（优选过70目筛）。
6.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）在130-145℃的温度下混炼（优选在135℃的温度下混炼）。
7.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（1）混炼11-14分钟（优选混炼13分钟）。
8.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）密炼温度为140-150℃（优选密炼温度为145℃）。
9.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）密炼22-26分钟（优选密炼24分钟）。
10.如权利要求4所述的无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，步骤（3）时间14-18分钟（优选时间16分钟）。
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