CN106117764B - 耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料 - Google Patents

耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料 Download PDF

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Abstract

耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，将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制成，其特征在于：原料配方由以下重量份的原料组成：20~25份线性低密度聚乙烯，30~50份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，10~25份三元尼龙，15~25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，30~50份氢氧化镁，5~10份耐磨改性剂，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，3~6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。本发明电缆料具有耐油性能突出、耐磨性能优异、耐低温性好等特点，可用于生产满足国标、欧标要求的耐油机车电缆。

Description

耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料
技术领域
本发明涉及电线电缆绝缘材料，尤其涉及一种耐油耐磨耐低温型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机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，该材料具有耐油性能突出、耐磨性能优异、耐低温性好、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：耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，将其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：
线性低密度聚乙烯 20~25份，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30~50份，
三元尼龙 10~25份，
半交联粉末丁腈橡胶 15~25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 30~50份，
耐磨改性剂 5~10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，
硅酮母粒 3~6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；
其中，所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为0.8~1.5μm；
所述耐磨改性剂为纳米碳化锆，平均粒径为20~60nm；
所述硅酮母粒中有效成分硅酮的质量含量为50~55%。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、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。
2、上述方案中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯质量百分含量为40～65%，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体指数为2~10g/10min。
3、上述方案中，所述三元尼龙为PA6/PA66/PA1010三元共聚物，其中，PA6、PA66以及PA1010三者的重量比为1:2:7，上海亿浩化工有限公司生产的PAM15。
4、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%。
5、上述方案中，所述马来酸酐接枝三元乙丙共聚物的接枝率为0.8~2.0%。
6、上述方案中，所述四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇与2-巯基苯并咪唑锌盐的重量比例为1：（2~4）。
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。
8、上述方案中，所述耐磨改性剂纳米碳化锆的平均粒径最好为20~50nm。
本发明的设计特点以及有益效果是：
1、本发明耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，采用高VA（即醋酸乙烯酯）含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物，具有较强的极性，耐低温性能较好；同时，添加三元尼龙共聚物和半交联粉末丁腈橡胶，并配以马来酸酐接枝三元乙丙共聚物作为相容剂，使其具有较高的耐油性能和耐磨性能。
2、本发明耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃聚烯烃电缆料，采用纳米碳化锆作耐磨改性剂，其晶体为NaCl型面心立方结构，具有超高的硬度，与线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元尼龙、半交联化丁腈橡胶及相容剂进行合理复配后，纳米碳化锆作为强化相能够直接阻止位错的移动或稳定晶界和亚晶界，限制可移动位错的滑移或攀移，因而使得材料具有较强的抗磨损能力。
3、本发明耐油耐磨耐低温型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、三元尼龙共聚物、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，与纳米碳化锆、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，具有耐油性能突出、耐磨性能优异、耐低温性好、阻燃性能好、低烟无毒等特点，可以用于生产满足国标、欧标要求的耐油机车电缆。
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：耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料
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，均匀后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，所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为0.8~1.5μm；
所述纳米碳化锆的平均粒径为20~60nm；
所述硅酮母粒中有效成分硅酮的质量含量为50~55%。
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质量百分含量为40～65%，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体指数为2~10g/10min。
所述三元尼龙为PA6/PA66/PA1010三元共聚物，其中，PA6、PA66以及PA1010三者的重量比为1:2:7。
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%。
所述马来酸酐接枝三元乙丙共聚物的接枝率为0.8~2.0%。
所述四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇与2-巯基苯并咪唑锌盐的重量比例为1：2~4。
实施例1~3所制得的耐油耐磨耐低温型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
实施例4~5：耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料
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，所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为0.8~1.5μm；
所述纳米碳化锆的平均粒径为20~60nm；
所述硅酮母粒中有效成分硅酮的质量含量为50~55%。
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质量百分含量为40～65%，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔体指数为2~10g/10min。
所述三元尼龙为PA6/PA66/PA1010三元共聚物，其中，PA6、PA66以及PA1010三者的重量比为1:2:7。
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%。
所述马来酸酐接枝三元乙丙共聚物的接枝率为0.8~2.0%。
所述四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇与2-巯基苯并咪唑锌盐的重量比例为1：2~4。
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 (4)

1.耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，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原料组成：
线性低密度聚乙烯 20~25份，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30~50份，
三元尼龙 10~25份，
半交联粉末丁腈橡胶 15~25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 30~50份，
耐磨改性剂 5~10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，
硅酮母粒 3~6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；
其中，所述氢氧化铝和氢氧化镁的平均粒径均为0.8~1.5μm；
所述耐磨改性剂为纳米碳化锆，平均粒径为20~60nm；
所述硅酮母粒中有效成分硅酮的质量含量为50~55%；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯百分含量为40～65%，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔体指数为2~10g/10min；
所述三元尼龙为PA6/PA66/PA1010三元共聚物，其中，PA6、PA66以及PA1010三者的重量比为1:2:7；
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%。
2.根据权利要求1所述的耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，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。
3.根据权利要求1所述的耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述马来酸酐接枝三元乙丙共聚物的接枝率为0.8~2.0%。
4.根据权利要求1所述的耐油耐磨耐低温型机车电缆用辐照交联无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇与2-巯基苯并咪唑锌盐的重量比例为1：2~4。
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