CN105949629A - 一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，30～40份；聚氯乙烯，10～20份；石油树脂，12～14份；柠檬酸三丁酯，15～25份；硅藻土，12～14份；高岭土，14～16份；促进剂TMTD，1～3份；氯铂酸，1～3份；三氧化二铋，2～4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1～3份；氧化铈，0.1～0.3份；氧化镧，0.2～0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3～5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2～4:1。本发明提供的电缆材料阻燃耐老化性能优异，这可能与原料中单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比有关，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份比为2～4:1时，效果最好。

Description

一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料，具体涉及一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，需要使用电缆的场所变得多样化，对电缆用护套材料的性能指标有了更加严格和多样的要求，比如绝缘性、拉伸强度、使用温度、阻燃性能等指标均有严格的要求，不断的提高护套材料的性能，是经济和社会发展的迫切需求，传统的护套材料多存在阻燃性差、化学稳定性差，高温易变形、力学性能差、使用寿命短等问题，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，急需改变原有护套材料配方，改进材料性能，以适应电缆市场多样的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃耐老化电缆材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种阻燃耐老化电缆材料，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，30～40份；聚氯乙烯，10～20份；石油树脂，12～14份；柠檬酸三丁酯，15～25份；硅藻土，12～14份；高岭土，14～16份；促进剂TMTD，1～3份；氯铂酸，1～3份；三氧化二铋，2～4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1～3份；氧化铈，0.1～0.3份；氧化镧，0.2～0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3～5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2～4:1。
进一步地，所述的阻燃耐老化电缆材料通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为3:1。
进一步地，所述的阻燃耐老化电缆材料通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，30份；聚氯乙烯，10份；石油树脂，12份；柠檬酸三丁酯，15份；硅藻土，12份；高岭土，14份；促进剂TMTD，1份；氯铂酸，1份；三氧化二铋，2份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1份；氧化铈，0.1份；氧化镧，0.2份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2:1。
进一步地，所述的阻燃耐老化电缆材料通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，40份；聚氯乙烯，20份；石油树脂，14份；柠檬酸三丁酯，25份；硅藻土，14份；高岭土，16份；促进剂TMTD，3份；氯铂酸，3份；三氧化二铋，4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，3份；氧化铈，0.3份；氧化镧，0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为4:1。
上述阻燃耐老化电缆材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
本发明的优点：
本发明提供的电缆材料阻燃耐老化性能优异，这可能与原料中单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比有关，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2～4:1时，效果最好。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：阻燃耐老化电缆材料的制备
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为3:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例2：阻燃耐老化电缆材料的制备
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，30份；聚氯乙烯，10份；石油树脂，12份；柠檬酸三丁酯，15份；硅藻土，12份；高岭土，14份；促进剂TMTD，1份；氯铂酸，1份；三氧化二铋，2份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1份；氧化铈，0.1份；氧化镧，0.2份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例3：阻燃耐老化电缆材料的制备
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，40份；聚氯乙烯，20份；石油树脂，14份；柠檬酸三丁酯，25份；硅藻土，14份；高岭土，16份；促进剂TMTD，3份；氯铂酸，3份；三氧化二铋，4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，3份；氧化铈，0.3份；氧化镧，0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为4:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例4：阻燃耐老化电缆材料的制备
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例5：阻燃耐老化电缆材料的制备
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为4:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例6：对比实施例，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为1:1
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为1:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例7：对比实施例，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为5:1
原料重量份比：
三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为5:1。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
实施例8：效果实施例
测试实施例1～7制备的电缆材料的阻燃性能，指标包括：氧指数和水平垂直燃烧等级。
测试结果见下表：
实施例1 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
氧指数 53 51 52 21 22
水平垂直燃烧等级 UL94V-0 UL94V-0 UL94V-0 UL94V-2 UL94V-2
实施例2、3制备的电缆材料的性能与实施例4、5制备的电缆材料的性能相近。
通过120℃温度下100天后的抗张强度保持率(％)、断裂伸长保持率(％)和硬度保持率(％)测试实施例1～7制备的电缆材料的抗老化性能，结果见下表。
实施例2、3制备的电缆材料的性能与实施例4、5制备的电缆材料的性能相近。
上述实验结果表明，本发明提供的电缆材料阻燃耐老化性能优异，这可能与原料中单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比有关，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2～4:1时，效果最好。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (5)

1.一种阻燃耐老化电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，30～40份；聚氯乙烯，10～20份；石油树脂，12～14份；柠檬酸三丁酯，15～25份；硅藻土，12～14份；高岭土，14～16份；促进剂TMTD，1～3份；氯铂酸，1～3份；三氧化二铋，2～4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1～3份；氧化铈，0.1～0.3份；氧化镧，0.2～0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3～5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2～4:1。
2.根据权利要求1所述的阻燃耐老化电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，35份；聚氯乙烯，15份；石油树脂，13份；柠檬酸三丁酯，20份；硅藻土，13份；高岭土，15份；促进剂TMTD，2份；氯铂酸，2份；三氧化二铋，3份；二季戊四醇六丙烯酸酯，2份；氧化铈，0.2份；氧化镧，0.3份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共4份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为3:1。
3.根据权利要求1所述的阻燃耐老化电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，30份；聚氯乙烯，10份；石油树脂，12份；柠檬酸三丁酯，15份；硅藻土，12份；高岭土，14份；促进剂TMTD，1份；氯铂酸，1份；三氧化二铋，2份；二季戊四醇六丙烯酸酯，1份；氧化铈，0.1份；氧化镧，0.2份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共3份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为2:1。
4.根据权利要求1所述的阻燃耐老化电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，40份；聚氯乙烯，20份；石油树脂，14份；柠檬酸三丁酯，25份；硅藻土，14份；高岭土，16份；促进剂TMTD，3份；氯铂酸，3份；三氧化二铋，4份；二季戊四醇六丙烯酸酯，3份；氧化铈，0.3份；氧化镧，0.4份；单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯共5份，单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯重量份之比为4:1。
5.权利要求1～4任一所述阻燃耐老化电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、石油树脂混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至50～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4～6min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入柠檬酸三丁酯、硅藻土、高岭土、促进剂TMTD、氯铂酸、三氧化二铋、二季戊四醇六丙烯酸酯、氧化铈、氧化镧，1000转/min搅拌5～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至110～120℃，加入单硬脂酸甘油酯和棕榈酸异丙酯混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290～300℃注塑成型即得。
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