CN106519466A - 一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法 - Google Patents

一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种既具有耐热、耐油特性，又具有阻燃特性，并且还符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求的一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法，按质量份计：氯化聚乙烯橡胶100份、三元乙丙橡胶10～15份、TOTM 20～30份、DOS 3～6份、三氧化二锑5～10份、无机填料90～110份、补强剂5～10份、润滑剂2～4份、防老剂5～10份、活性剂10～15份、助硫化剂3～6份、无味硫化剂3～6份。优点：一是本发明的环保型耐热耐寒阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料不仅具有优良的耐热性、耐寒性和阻燃性，而且还具有优良的力学性能、物理机械性能和加工性能，完全可以达到耐热耐油阻燃橡套电缆用护套料的性能标准；二是本发明的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求，而且在生产加工过程中不会散发出难闻的气味。

Description

一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种既具有耐热、耐油特性，又具有阻燃特性的环保型氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法，属电气绝缘高分子材料制造领域。
背景技术
CN103923403A、名称“一种电线电缆用无卤低烟阻燃橡胶及其制备方法”，其由以下重量份的原材料制成：三元乙丙橡胶100～150份、甲基乙烯基硅橡胶45～65份、尼龙101030～50份、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐15～25份、叔丁基邻苯二酚2～4份、萜烯树脂5～10份、松香甘油酯4～6份、妥尔油10～15份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～2份、防老剂4010NA 1.5～2.5份、防老剂1076 1～2份、促进剂DTDM 2～3份、促进剂DZ 1～2份、氢氧化镁16～22份、云母粉10～15份。其不足之处：采用氢氧化镁单组分阻燃剂，阻燃效果不好，而且其耐电弧性能也不如氢氧化铝好；三元乙丙橡胶和甲基乙烯基硅橡胶价格昂贵、添加量大，所制备的橡胶料成本就非常高。
发明内容
设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既具有耐热、耐寒特性、又具有阻燃特性的环保型氯化聚乙烯橡胶护套料及制备方法。
设计方案：为了实现上述设计目的。本发明采用氯化聚乙烯橡胶作为主基体材料，以三元乙丙橡胶作为辅助基体材料，以偏苯三酸三辛酯（TOTM）为主增塑剂，以癸二酸二辛酯（DOS）为辅助增塑剂，以防老剂RD、防老剂MB、抗氧剂1010和高分子有机钙为复合防老剂，以环保型三氧化二锑为阻燃剂，研制了一种耐热性能、耐油性能和阻燃性能都非常好的橡套电缆用环保型护套材料。1、在氯化聚乙烯橡胶主基体材料中添加三元乙丙橡胶作为辅助基体材料，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：氯化聚乙烯橡胶的耐油性能良好、但耐热性能一般，三元乙丙橡胶的耐热性能良好、但耐油性能差，在氯化聚乙烯橡胶中添加少量三元乙丙橡胶可以提高胶料的耐热性能的同时又不影响胶料的耐油性能。2、在氯化聚乙烯橡胶中添加TOTM作为主增塑剂的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：TOTM属于耐热型增塑剂，耐热性能优良，以TOTM作为主增塑剂可以提高胶料的耐热性能。3、在氯化聚乙烯橡胶中添加防老剂RD、MB、1010和高分子有机钙作为复合防老剂的设计，是本发明的技术特征之三。这样设计的目的在于：以防老剂RD、MB、1010和高分子有机钙组成的复合防老剂，具有良好的协同效应，可以改善胶料的耐热性能。4、在氯化聚乙烯橡胶中添加环保型三氧化二锑作为阻燃剂的设计，是本发明的技术特征之四。这样设计的目的在于：三氧化二锑是一种添加型无机阻燃剂，单独使用时用量较大，阻燃效果差，而当其与卤素化合物（如氯化聚乙烯）并用时则有良好的协同效应，使阻燃效果明显提高。5、在氯化聚乙烯橡胶中添加无味硫化剂双叔丁基过氧化异丙基苯（BIPB）的设计，是本发明的技术特征之五。这样设计的目的在于：普通硫化剂过氧化二异丙苯（DCP）在生产加工过程中会散发出难闻的气味，而无味硫化剂BIPB在生产加工过程中不会散发出难闻的气味，更加环保。6、在氯化聚乙烯橡胶中添加助硫化剂三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）的设计，是本发明的技术特征之六。这样设计的目的在于：它能够缩短氯化聚乙烯橡胶的硫化时间，使硫化更充分，能够确保其具有良好的物理机械性能。7、在氯化聚乙烯橡胶中添加石蜡作为润滑剂的设计，是本发明的技术特征之七。这样设计的目的在于：将石蜡用作电缆护套材料的润滑剂，在生产加工过程中不仅可以加快填充剂的扩散，提高挤压成型速率，增大模具流量，而且容易脱模。8、本发明整体材料方案的设计，是本发明的技术特征之八。这样设计的目的在于：本发明以氯化聚乙烯橡胶为主基体材料，以三元乙丙橡胶为辅助基体材料，通过科学设计与试验，在100份氯化聚乙烯橡胶中，添加10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂，不仅避免了材料之间由于选量不科学所造成的相互排斥，而且促进了各成份之间的相互协调和促进，使复配的材料性能能够完全满足本发明的设计目的。
技术方案1：一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，按质量份计：氯化聚乙烯橡胶100份、10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂。
技术方案2：一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料制备方法，采用密炼机将100份氯化聚乙烯橡胶、10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂经密炼制得，密炼时间为10～20分钟，密炼机的温度为90～110℃，主机电流为80～120A；样品采用平板硫化机硫化，平板硫化机温度为172～177℃，压力为14～16MPa，时间为9～11min。
本发明与背景技术相比，一是本发明的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料不仅具有优良的耐热性、耐油性和阻燃性，而且还具有优良的力学性能、物理机械性能和加工性能，完全可以达到耐热耐油阻燃橡套电缆用护套料的性能标准；二是本发明的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求，而且在生产加工过程中不会散发出难闻的气味。
具体实施方式
实施例1：一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是按质量份计：氯化聚乙烯橡胶100份、10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂。所述氯化聚乙烯橡胶的氯含量为35%±1%，符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为60 ML(1+4/100)，乙烯含量为73%，第三单体类型为ENB型。所述三氧化二锑为环保型三氧化二锑，符合RoHS环保法规要求。所述无机填料为滑石粉和高岭土。所述补强剂为白炭黑。所述润滑剂为石蜡。所述防老剂为RD、MB、1010和高分子有机钙。所述活性剂为轻质氧化镁。所述助硫化剂为TAIC。所述无味硫化剂为BIPB。
实施例2：在实施例1的基础上，氯化聚乙烯橡胶100份、10份三元乙丙橡胶、20份TOTM、3份DOS、 5份三氧化二锑、90份无机填料、5份补强剂、2份润滑剂、5份防老剂、10份活性剂、3份助硫化剂、3份无味硫化剂。
实施例3：在实施例1的基础上，氯化聚乙烯橡胶100份、15份三元乙丙橡胶、30份TOTM、6份DOS、 10份三氧化二锑、110份无机填料、10份补强剂、4份润滑剂、10份防老剂、15份活性剂、6份助硫化剂、6份无味硫化剂。
实施例4：在实施例1的基础上，氯化聚乙烯橡胶100份、12.5份三元乙丙橡胶、25份TOTM、4.5份DOS、 7.5份三氧化二锑、100份无机填料、7.5份补强剂、3份润滑剂、7.5份防老剂、12.5份活性剂、4.5份助硫化剂、4.5份无味硫化剂。
实施例5：在实施例1的基础上，一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料制备方法，采用密炼机将100份氯化聚乙烯橡胶、10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂经密炼制得，密炼时间为10～20分钟，密炼机的温度为90～110℃，主机电流为80～120A；样品采用平板硫化机硫化，平板硫化机温度为172～177℃，压力14为～16MPa，时间为9～11min。
实施例6：在实施例5的基础上平板硫化机温度为175℃，压力15MPa，时间为10min
实施例7：在实施例1和5的基础上，准确称取氯化聚乙烯橡胶100份，三元乙丙橡胶12.5份、TOTM 25份、DOS 4.5份、三氧化二锑7.5份、无机填料滑石粉/高岭土 =70: 30份、补强剂白炭黑7.5份、润滑剂石蜡3份、防老剂RD/MB/1024/高分子有机钙=2：2：2：1.5份、活性剂轻质氧化镁12.5份、助硫化剂TAIC 4.5份、无味硫化剂BIPB 4.5份。最终制得本发明所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，拉伸强度为8.8MPa，断裂伸长率为350%，UL强制热老化（136±2℃，168h）后拉伸强度保留率88%，断裂伸长率保留率为68%，浸油老化（IRM902，121±2℃，18h）后拉伸强度保留率86%，断裂伸长率保留率为90%，氧指数为30%，符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求，而且在生产加工过程中不会散发出难闻的气味。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是按质量份计：氯化聚乙烯橡胶100份、三元乙丙橡胶10～15份、TOTM 20～30份、DOS 3～6份、三氧化二锑5～10份、无机填料90～110份、补强剂5～10份、润滑剂2～4份、防老剂5～10份、活性剂10～15份、助硫化剂3～6份、无味硫化剂3～6份。
2.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述氯化聚乙烯橡胶的氯含量为35%±1%，符合RoHS、REACH和PAHs法规要求。
3.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述三元乙丙橡胶的门尼粘度为60 ML(1+4/100)，乙烯含量为73%，第三单体类型为ENB型。
4.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述三氧化二锑为环保型三氧化二锑，符合RoHS法规要求。
5.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述无机填料为滑石粉和高岭土。
6.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述补强剂为白炭黑。
7.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述润滑剂为石蜡。
8.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述防老剂为RD、MB、1010和高分子有机钙。
9.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述活性剂为轻质氧化镁。
10.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述助硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
11.根据权利要求1所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料，其特征是：所述硫化剂为双叔丁基过氧化异丙基苯（BIPB）。
12.一种环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料制备方法，其特征是：采用密炼机将100份氯化聚乙烯橡胶、10～15份三元乙丙橡胶、20～30份TOTM、3～6份DOS、 5～10份三氧化二锑、90～110份无机填料、5～10份补强剂、2～4份润滑剂、5～10份防老剂、10～15份活性剂、3～6份助硫化剂、3～6份无味硫化剂经密炼制得，密炼时间为10～20分钟，密炼机的温度为90～110℃，主机电流为80～120A；样品采用平板硫化机硫化，平板硫化机温度为172～177℃，压力为14～16MPa，时间为9～11min。
13.根据权利要求11所述的环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料制备方法，其特征是：环保型耐热耐油阻燃氯化聚乙烯橡胶护套料的拉伸强度为8.8MPa，断裂伸长率为350%，UL强制热老化（136±2℃，168h）后拉伸强度保留率88%，断裂伸长率保留率为68%，浸油老化（IRM 902，121±2℃，18h）后拉伸强度保留率86%，断裂伸长率保留率为90%，氧指数为30%，符合RoHS、REACH和PAHs环保法规要求，而且在生产加工过程中不会散发出难闻的气味。
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