CN106243479A - 一种绿色环保阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种绿色环保阻燃电缆料及其制备方法，其方法是：将三元乙丙橡胶和乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶投入密炼机混炼，再将氧化锌、防老剂、润滑剂、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼，然后将色素碳黑、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼后，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到绿色环保阻燃电缆用材料。本发明低温卷绕性能和低温冲击性能好，可效降低环保阻燃电缆料的生产成本，可有效解决乙烯‑醋酸乙烯酯橡胶EVM混炼过程中的“粘辊问题”，具有良好的弹性及可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好。

Description

一种绿色环保阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，特别是一种绿色环保阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
绿色环保阻燃电缆用于铁路、轻轨、地铁、船舰、高层建筑和石油平台用电缆、家用电器用电线、汽车低压电线、工程机械、光伏电站、核电站等有阻燃环保要求较高的地方，现在市场商业化的绿色环保阻燃电缆用材林主要有热塑性材料和热固性材料：热塑性常用TPE、TPU、PEEK、TPV、PE、PP等，热塑性的环保阻燃材料一般邵氏硬度较高，不适合柔韧性较高的电缆产品，同时TPE、TPU、PEEK、TPV等材料存在价格较高的问题，推广范围受到比较大的限制。热固性常用EPDM、EVM、MQ等，EPDM阻燃性能一般，耐油性能比较差，同时存在燃烧融滴现象，EPDM不适合有耐油要求的场所。EVM中VA含量在40～80时，其阻燃性能、耐油性能是非常优良，硫化橡胶的硬度比较低，适合柔韧性性能要求较高的电缆，低温性能一般，不适合用于低温性能要求高的场所，其材料同样存在价格高的问题，在推广的时候受到限制。MQ阻燃性能、耐油性能尚可，耐高温、耐低温性能佳，缺点是价格高，耐磨性差、抗冲击性差，电缆受外力变形严重，容易破损等问题，限制了其应用范围。故研究性价比较高的绿色环保阻燃电缆用材料十分有必要。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术的不足，而提供一种绿色环保阻燃电缆料，以解决了现有的环保阻燃EVM电缆料成本较高，低温性能不佳的问题。
实现本发明上述目的的技术方案是：一种绿色环保阻燃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60～70份，三元乙丙橡胶30～50份，氧化锌5～10份，防老剂3～5份，润滑剂0.5～1.5份，硼酸锌5～10份，色素碳黑8～15份，活性阻燃剂140～180份，加工助剂5～15份，硅烷偶联剂0.5～2份，助交联剂1～1.5份，过氧化物交联剂3～5份。
本发明进一步的技术方案是:其还包括三元乙丙橡胶30～50份。
本发明进一步的技术方案是:乙烯-醋酸乙烯酯橡胶中的VA含量为50％～80％。
本发明的目的之二是克服现有技术的不足，而提供一种绿色环保阻燃电缆料的制备方法，以解决了现有的环保阻燃EVM电缆料成本较高，低温性能不佳的问题。
实现本发明上述目的的技术方案是：一种制备上述的绿色绿色环保阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将三元乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯橡胶EVM投入密炼机混炼，使两者充分混合；
S03，再将氧化锌、防老剂、润滑剂和硼酸锌投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，然后将色素碳黑、活性阻燃剂、偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S05，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼1～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在90～110℃；
S06，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到绿色绿色环保阻燃电缆用材料。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、绿色环保阻燃电缆用材料在炼制过程中，将三元乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯橡胶一起加入密炼机混炼，使两者充分和混合。三元乙丙橡胶充分分散到乙烯-醋酸乙烯酯橡胶里面，降低了乙烯-醋酸乙烯酯橡胶的玻璃化温度，提高该材料的低温性能。
2、绿色环保阻燃电缆用材料中采用的三元乙丙橡胶是作为乙烯-醋酸乙烯酯橡胶的低温性能改善材料，三元乙丙橡胶的玻璃化温度最低可达-60℃，有效改善成品电缆-40℃时低温卷绕性能和低温冲击性能。同时三元乙丙橡胶的价格只有乙烯-醋酸乙烯酯橡胶EVM的1/3左右，可效降低环保阻燃电缆料的生产成本。由于三元乙丙橡胶由于分子结构缺少活性基团，内聚能低，自粘性和互粘性很差。利用三元乙丙橡胶的自粘性和互粘性比较差的特性，与乙烯-醋酸乙烯酯橡胶EVM共混，可有效解决乙烯-醋酸乙烯酯橡胶EVM混炼过程中的“粘辊问题”。
3、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶由于在乙烯分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，使其具有良好的柔软性，具有良好的弹性及可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，耐油性优良。
4、活性阻燃剂为活性氢氧化铝/或活性氢氧化镁，是一种同时具有手感细腻、分散好、吸油率低等特点的粉末状无机矿物原料。使用在聚烯烃材料中，可以显著提高其机械物理性能，同时，降低其生产成本。特别是在弹性、抗屈绕、尺寸稳定性、扯断伸长率、绝缘等性能方面具有相当优势。活性氢氧化铝或活性氢氧化镁从根本上上解决了传统氢氧化铝或氢氧化镁的缺陷问题。
活性阻燃剂作为添加型无卤素抑烟、阻燃材料，其特点是添加量大、阻燃效果好、成本低，很好地改进了材料的抗电弧性、增强抗冲击强度和抗弯曲强度，是到目前为止最适合聚烯烃材料使用的补强填充材料之一。
活性阻燃剂表面积较大，流动性能优良，粒度分布均匀，稳定性好，不产生腐蚀性气体。在聚烯烃材料中分散性好，加入量较多时，不易发生弯曲发白现象。使用于聚烯烃材料中，不挥发，不渗出，能长期保留在聚烯烃材料中。与其他多种物质有着良好的相容性。
本发明中活性阻燃剂主要作用是作为阻燃剂，同时兼做补强剂。
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
具体实施方式
实施例1：
一种绿色环保阻燃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60份，三元乙丙橡胶40份，氧化锌10份，防老剂3份，润滑剂1份，硼酸锌5份，色素碳黑10份，活性阻燃剂170份，加工助剂5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
实施例2：
一种绿色环保阻燃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶70份，三元乙丙橡胶30份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，硼酸锌8份，色素碳黑12份，活性阻燃剂150份，加工助剂8份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
实施例3：
一种绿色环保阻燃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60份，三元乙丙橡胶50份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂2份、硼酸锌10份，色素碳黑15份，活性阻燃剂180份，加工助剂10份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
上述实施例中助交联剂和过氧化物交联剂没做具体限制，可以采用各种适宜的助交联剂和过氧化物交联剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。助交联剂如TAC、HVA-2、TAIC等，过氧化物交联剂如DCP、无味DCP、双二五等。
上述实施例中润滑剂燃剂没做具体限制，可以采用各种适宜的润滑剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如硬脂酸锌、硬脂酸钡、聚乙烯蜡等。
上述实施例中防老剂没做具体限制，可以采用各种适宜的防老剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如防老剂RD、MB、HS-911等
上述实施例中加工助剂没做具体限制，可以采用各种适宜的加工助剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如DOA、DOS、ATBC等。
上述实施例中的绿色环保阻燃电缆料的制备方法如下：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将三元乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯橡胶投入密炼机混炼，使两者充分混合，混炼2～3min，控制密炼机的温度在90～120℃之间；
S03，再将氧化锌、防老剂、润滑剂、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，然后将色素碳黑、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S05，最后将过氧化物交联剂投入密炼机内混炼0.5～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在80～100℃；
S06，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到绿色环保阻燃电缆用材料。
采用上述制备方法生产的绿色环保阻燃电缆料，进行热空气老化试验、RM902和IRM903老化试验，氧指数试验、电导率试验、毒性指数试验、透光率试验、烟密度试验、低温拉伸及低温冲击试验对比数据如表1所示。
表1：
由表1可以看出，本发明是克服现有技术不足，采用本发明所生产的电缆料具有良好的阻燃性能、耐油性能、低温性能和物理机械性能，可以完全满足铁路、轻轨、地铁、船舰、高层建筑和石油平台用电缆、家用电器用电线、汽车低压电线、工程机械、光伏电站、核电站等场合用环保阻燃电缆的性能要求。

Claims (10)

1.一种绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60～70份，氧化锌5～10份，防老剂3～5份，润滑剂0.5～1.5份，硅烷偶联剂1～3份，硼酸锌5～10份，色素碳黑8～15份，阻燃剂140～180份，加工助剂5～15份，偶联剂0.5～2份，助交联剂1～1.5份，过氧化物交联剂3～5份。
2.如权利要求1所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其还包括三元乙丙橡胶30～50份。
3.如权利要求1所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是；乙烯-醋酸乙烯酯橡胶中的VA含量为50％～80％。
4.如权利要求1-3所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60份，三元乙丙橡胶40份，氧化锌10份，防老剂3份，润滑剂1份，硼酸锌5份，色素碳黑10份，活性阻燃剂170份，加工助剂5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
5.如权利要求1-3所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶70份，三元乙丙橡胶30份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，硼酸锌8份，色素碳黑12份，活性阻燃剂150份，加工助剂8份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
6.如权利要求1-3所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶65份，三元乙丙橡胶50份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂2份、硼酸锌10份，色素碳黑15份，活性阻燃剂180份，加工助剂10份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
7.一种制备如权利要求2所述的绿色环保阻燃电缆用材料的方法，其特征是，包括如下步骤：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将三元乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯橡胶投入密炼机混炼，使两者充分混合，混炼2～3min，控制密炼机的温度在90～120℃之间；
S03，再将氧化锌、防老剂、润滑剂、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，然后将色素碳黑、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S05，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼1～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在90～100℃；
S06，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到绿色环保阻燃电缆用材料。
8.如权利要求7所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶60份，三元乙丙橡胶40份，氧化锌10份，防老剂3份，润滑剂1份，硼酸锌5份，色素碳黑10份，活性阻燃剂170份，加工助剂5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
9.如权利要求7所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶70份，三元乙丙橡胶30份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，硼酸锌8份，色素碳黑12份，活性阻燃剂150份，加工助剂8份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
10.如权利要求7所述的绿色环保阻燃电缆用材料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-醋酸乙烯酯橡胶65份，三元乙丙橡胶50份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂2份、硼酸锌10份，色素碳黑15份，活性阻燃剂180份，加工助剂10份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
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