CN106009446A - 高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料 - Google Patents

高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料 Download PDF

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Abstract

高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，将原料配方按重量份配比混合后，经单螺杆挤出机挤出造粒而制成，其特征在于：所述原料配方由以下重量份的原料组成：15~25份线性低密度聚乙烯，30~50份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，10~15份聚甲醛树脂，20~35份半交联粉末丁腈橡胶，5~15份马来酸酐接枝三元乙丙共聚物，90~110份氢氧化铝，20~40份氢氧化镁，10~20份改性填料，3~5份硼酸锌，0.8~1.2份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，4~7份硅酮母粒，0.8~1.2份四[β‑（3，5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基）丙酸]季戊四醇，2~4份2‑巯基苯并咪唑锌盐，1.5~3份三烯丙基异三聚氰酸酯。本发明电缆料具有高耐油、高耐磨、阻燃性能好等特点，可以用于生产满足国标、欧标要求的高耐油高耐磨机车电缆。

Description

高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料
技术领域
本发明涉及电线电缆绝缘材料，尤其涉及一种高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料。
背景技术
随着轨道交通行业的迅速发展、欧盟ROHS和REACH环保法规的出台以及安全的需要，对轨道交通用线缆的要求也越来越高，要符合GB/T 12528.11-2004、TJ/CL 254-2013、EN 50306等机车车辆线缆标准，不仅要求机车线缆安全、环保、节能，对耐油、耐高低温、耐磨及阻燃性能的要求也越来越高。
在已公开的中国专利文献中，耐油型的机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料的技术信息已有很多，但常规的低烟无卤阻燃聚烯烃材料在性能上很难达到耐油和耐低温要求的平衡，而要兼具优异的耐磨性能、无卤，并通过IEC60332-1的单根垂直燃烧试验的聚烯烃材料，国内市场上尚未见到，也是一项值得攻破的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，该材料具有高耐油、强耐磨、阻燃性能良好、低烟无毒等特点。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，将其原料配方按重量份配比混合后，经密炼机和单螺杆挤出机挤出造粒而制成，其特征在于：所述原料配方由以下重量份的组分组成：
线性低密度聚乙烯 15~25份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30~50份
聚甲醛树脂 10~15份
半交联粉末丁腈橡胶 20~35份
马来酸酐接枝三元乙丙共聚物 5~15份
氢氧化铝 90~110份
氢氧化镁 25~40份
改性填料 10~20份
硼酸锌 3~5份
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.8~1.2份
硅酮粉 4~7份
四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇 0.8~1.2份
2-巯基苯并咪唑锌盐 2~4份
三烯丙基异三聚氰酸酯 1.5~3份；
所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为 0.8～1.5μm。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述改性填料为经超支化聚氨酯改性的纳米碳化锆，其中，改性填料中有效成分纳米碳化锆的质量百分含量为80~90%，平均粒径为20~60nm。
2、上述方案中，所述线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔体指数为0.08~2g/10min。
3、上述方案中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯的质量百分含量为40～65%。
4、上述方案中，所述聚甲醛树脂为美国杜邦的POM 500AF。
5、上述方案中，所述半交联粉末丁腈橡胶中的丙烯腈质量百分含量为32~43%，半交联粉末丁腈橡胶的门尼粘度为60~90ML，凝胶含量为50~70%。
6、上述方案中，所述硅酮粉中有效成分硅油和二氧化硅按照重量比例1:1组成。
7、上述方案中，所述氢氧化铝和氢氧化镁均为经过表面改性处理的氢氧化铝和氢氧化镁。
本发明的设计特点以及有益效果是：
1、本发明高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，采用高VA含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物，具有较强的极性，不仅对无机填料具有较好的包容性，而且与聚甲醛树脂、半交联粉末丁腈橡胶，及马来酸酐接枝三元乙丙共聚物具有较好的相容性，使其具有较高的耐油性能和耐磨性能。
2、本发明高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，采用改性耐磨填料，其中耐磨填料为纳米碳化锆，其晶体为NaCl型面心立方结构，具有超高的硬度；经超支化聚氨酯改性后，可以避免纳米材料团聚，均匀分布在由线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲醛、半交联化丁腈橡胶及相容剂组成的聚合物基体中，而且由于聚氨酯的存在，还可以进一步增强材料的耐油性能和耐磨性能。
3、本发明高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，采用的耐磨改性剂纳米碳化锆，由于熔点很高，在燃烧过程的高温下，也可在表面形成致密氧化层，与成碳剂硼酸锌合理复配后，进一步加强了材料的结壳性，并与表面处理的氢氧化铝、氢氧化镁组成无机阻燃体系，产生了协同阻燃的效果，致使材料具有较好的阻燃性能，可以通过IEC标准的单根垂直燃烧试验。
总之，本发明采用特定参数的线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚甲醛树脂、半交联粉末丁腈橡胶和马来酸酐接枝三元乙丙共聚物作为基体材料，与改性填料、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌混合，并配有甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、润滑剂和抗氧剂等原料，具有高耐油、高耐磨、阻燃性能好、低烟无毒等特点，可以用于生产满足国标、欧标要求的高耐油高耐磨机车电缆。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~3：高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料
制备方法：将原料配方中的材料按照重量份数配好，放入高速混合机中混5~10min，投入加压式密炼机中混炼，其密炼温度为140~150℃，送入单螺杆挤出机中挤出造粒，其挤出温度为110~150℃，挤出速度为200~300r/min。
将粒料在开炼机上塑化、出片，所述开炼机温度为130~145℃。
将片料置于160~170℃液压机中不加压预热6min，加压加热4min，压力大于15MPa，然后加压冷却至室温。
将试片进行辐照交联，辐照剂量为15~18Mard，热延伸控制在5~30%。
原料配方由以下重量份的组分组成，如表1所示：
表1
其中，所述改性填料为经超支化聚氨酯改性的纳米碳化锆。
所述改性填料中有效成分纳米碳化锆的质量百分含量为80~90%，改性填料的平均粒径为20~60nm。
所述线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔体指数为0.08~2g/10min。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯的质量百分含量为40～65%。
所述聚甲醛树脂为美国杜邦的POM 500AF。
所述半交联粉末丁腈橡胶中的丙烯腈质量百分含量为32~43%，半交联粉末丁腈橡胶的门尼粘度为60~90ML，凝胶含量为50~70%。
所述硅酮粉中有效成分硅油和二氧化硅按照重量比例1:1组成。
实施例1~3所制得的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料的性能测试数据如表2所示：
表2
从表中性能可以看出，本发明高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，具有高耐油、高耐磨、阻燃性能好、低烟无毒等特点，可以用于生产满足国标、欧标要求的高耐油高耐磨机车电线电缆。
实施例4~5：高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料
制备方法同实施例1~3，原料配方由以下重量份的组分组成，如表3所示：
表3
其中，所述改性填料为经超支化聚氨酯改性的纳米碳化锆。
所述改性填料中有效成分纳米碳化锆的质量百分含量为80~90%，改性填料的平均粒径为20~60nm。
所述线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔体指数为0.08~2g/10min。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯的质量百分含量为40～65%。
所述聚甲醛树脂为美国杜邦的POM 500AF。
所述半交联粉末丁腈橡胶中的丙烯腈质量百分含量为32~43%，半交联粉末丁腈橡胶的门尼粘度为60~90ML，凝胶含量为50~70%。
所述硅酮粉中有效成分硅油和二氧化硅按照重量比例1:1组成。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，将其原料配方按重量份配比混合后，经密炼机和单螺杆挤出机挤出造粒而制成，其特征在于：所述原料配方由以下重量份的组分组成：
线性低密度聚乙烯 15~25份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30~50份
聚甲醛树脂 10~15份
半交联粉末丁腈橡胶 20~35份
马来酸酐接枝三元乙丙共聚物 5~15份
氢氧化铝 90~110份
氢氧化镁 25~40份
改性填料 10~20份
硼酸锌 3~5份
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 0.8~1.2份
硅酮粉 4~7份
四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇 0.8~1.2份
2-巯基苯并咪唑锌盐 2~4份
三烯丙基异三聚氰酸酯 1.5~3份；
所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为 0.8～1.5μm。
2.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述改性填料为经超支化聚氨酯改性的纳米碳化锆。
3.根据权利要求2所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述改性填料中有效成分纳米碳化锆的质量百分含量为80~90%，改性填料的平均粒径为20~60nm。
4.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述线性低密度聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯，熔体指数为0.08~2g/10min。
5.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯的质量百分含量为40～65%。
6.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述聚甲醛树脂为美国杜邦的POM 500AF。
7.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述半交联粉末丁腈橡胶中的丙烯腈质量百分含量为32~43%，半交联粉末丁腈橡胶的门尼粘度为60~90ML，凝胶含量为50~70%。
8.根据权利要求1所述的高耐油高耐磨机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述硅酮粉中有效成分硅油和二氧化硅按照重量比例1:1组成。
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