CN107254099A - 一种耐高温阻燃电缆护套材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温阻燃电缆护套材料，属于电缆护套材料技术领域，包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯16‑18份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物50‑70份、氯磺化聚乙烯10‑15份、石墨纤维13‑17份、硅酸铝纤维8‑12份、石英粉16‑18份、碳酸钙11‑13份、硅藻土5‑7份、氧化锌2‑4份、石蜡9‑11份、十溴二苯乙烷3‑5份、红磷母粒1‑5份、三聚氰胺多聚磷酸酯2‑6份、抗氧剂1‑3份、增塑剂8‑10份、偶联剂1‑2份；本发明还公开了一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法；本发明制备简单，具有较佳地力学强度和耐高温阻燃性能。

Description

一种耐高温阻燃电缆护套材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆护套材料技术领域，具体的说，涉及了一种耐高温阻燃电缆护套材料及其制备方法。
背景技术
电缆包括电气装备用电缆、电力电缆、架空线、通讯电缆、漆包线和光织光缆。电气装备用电缆用于电气设备的连接线，包括内部连接线或者外部连接线；电力电缆用于传输电能，常用于城市地下电力的传输；架空线用于专门输入电能，常做架空铺设，使用成本低；通讯电缆用于传输入电信号，常铺设于地下或架空，漆包线用于电机绕组，将电能转化为机械能；光织光缆用于传输光信号，因为具有低衰减性能，常用于当作长途通讯的主干线。
阻燃电线电缆护套料主要分为含卤阻燃料、低卤阻燃料和无卤阻燃料，含卤阻燃料在燃烧时释放出大量浓烟及腐蚀性卤化物气体。在发生火灾时，这些浓烟及有害气体将对人体及设备造成危害。随着国际环保要求的不断提高，在大多数电缆使用场合，含卤阻燃料及低卤阻燃料将被限制或禁止使用。为达到低烟、低毒和阻燃的目的，国内外很多电缆材料生产企业都在致力于开发无卤阻燃的电缆护套料，这类材料在燃烧时发烟量少，几乎不产生有毒气体，能将火灾中因电缆燃烧时对人体及设备的危害降到最低。
在公开号为CN101613506A的专利文件中，公开了一种耐高温无卤阻燃电缆护套料及其制备方法。耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：三元乙丙橡胶100份，硫化剂1.5-6份，共硫化剂1.5-6份，偶联剂0.5-5份，防老剂4-20份，软化剂4-30份，阻燃填充剂80-250份。本发明采用无卤材料，燃烧不会产生浓烟、腐蚀性卤化物气体及其它有害物质，利用本发明形成的电缆护套弹性和柔韧性极佳，不仅阻燃效果明显，而且提高了耐热和抗老化性能，能耐高温，机械强度高，使用范围广泛，生产工艺简单，便于具有橡皮生产线企业实现自给自足；但该电缆护套材料的强度和阻燃性能仍能进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种耐高温阻燃电缆护套材料及其制备方法，制备简单，环保污染小，具有较佳地力学强度和阻燃性能。
本发明提供的一种耐高温阻燃电缆护套材料，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯16-18份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、氯磺化聚乙烯10-15份、石墨纤维13-17份、硅酸铝纤维8-12份、石英粉16-18份、碳酸钙11-13份、硅藻土5-7份、氧化锌2-4份、石蜡9-11份、十溴二苯乙烷3-5份、红磷母粒1-5份、三聚氰胺多聚磷酸酯2-6份、抗氧剂1-3份、增塑剂8-10份、偶联剂1-2份。
作为优选，超高分子量聚乙烯为分子量160万以上的无支链的线性聚乙烯。
作为优选，石墨纤维和硅酸铝纤维的长度为0.5-1mm，直径为0.2-0.4mm；石英粉、碳酸钙和氧化锌的目数为400目。
作为优选，抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、硫代二丙酸双酯、二苯胺的混合物，四者之间的重量比为6:3:4:1。
作为优选，增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯的一种或二种以上的混合物。
作为优选，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、镁类偶联剂和锡类偶联剂的一种或二种以上的混合物。
本发明还提供了一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、石墨纤维、硅酸铝纤维、石英粉、碳酸钙、硅藻土、氧化锌、石蜡、十溴二苯乙烷、红磷母粒、三聚氰胺多聚磷酸酯加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20-22min后，将其与抗氧剂、增塑剂、偶联剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机螺杆各区的温度为190-230℃，螺杆的转速为200-350r/min。
本发明的一种耐高温阻燃电缆护套材料及其制备方法，制备简单，环保污染小，具有较佳地力学强度和阻燃性能，具体的有益效果如下：
（1）、超高分子量聚乙烯具有其他工程塑料所无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、耐低温、卫生无毒、不粘附、不吸水等综合性能，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有较佳地耐水性和耐腐蚀性，保温隔热，耐热性能佳，超高分子量聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合能有效地保证电缆护套材料的力学性能、耐腐蚀性、耐磨性和耐热保温性；
（2）、氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得；有优异的耐臭氧性、耐大气老化性、耐化学腐蚀性、耐热耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性和耐电绝缘性，能有效地提高护套材料的综合性能；
（3）、石墨纤维抗燃性和导电性优良，耐腐蚀，硅酸铝纤维耐高温，石墨纤维和硅酸铝纤维均能有效地提高护套材料的耐高温阻燃性能；石英粉、碳酸钙、硅藻土和氧化锌作为填料，能有效地保证护套材料的强度、耐磨性、耐高温和耐久性；
（4）、十溴二苯乙烷、红磷母粒和三聚氰胺多聚磷酸酯均能提高护套材料的阻燃能力；抗氧剂、增塑剂、偶联剂能改善护套材料的性能和制备时的稳定性；
（5）、本发明各种原料对应比例的混合，能有效地保证电缆护套材料的耐高温、耐低温、耐油、耐腐蚀、使用寿命和力学强度；本发明所采用的原料环保污染小，而且制备方法能有效地将各原料之间充分混合。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种耐高温阻燃电缆护套材料，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯16份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、氯磺化聚乙烯10份、石墨纤维13份、硅酸铝纤维8份、石英粉16份、碳酸钙11份、硅藻土5份、氧化锌2份、石蜡9份、十溴二苯乙烷3份、红磷母粒1份、三聚氰胺多聚磷酸酯2份、抗氧剂1份、增塑剂8份、偶联剂1份。
本实施例中，超高分子量聚乙烯为分子量160万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，石墨纤维和硅酸铝纤维的长度为0.5mm，直径为0.2mm；石英粉、碳酸钙和氧化锌的目数为400目。
本实施例中，抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、硫代二丙酸双酯、二苯胺的混合物，四者之间的重量比为6:3:4:1。
本实施例中，增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯的混合物。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、镁类偶联剂和锡类偶联剂的混合物。
本实施例还提供了一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、石墨纤维、硅酸铝纤维、石英粉、碳酸钙、硅藻土、氧化锌、石蜡、十溴二苯乙烷、红磷母粒、三聚氰胺多聚磷酸酯加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与抗氧剂、增塑剂、偶联剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机螺杆各区的温度为190℃，螺杆的转速为200r/min。
实施例2
本实施例的一种耐高温阻燃电缆护套材料，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯17份、乙烯-醋酸乙烯共聚物60份、氯磺化聚乙烯13份、石墨纤维15份、硅酸铝纤维10份、石英粉17份、碳酸钙12份、硅藻土6份、氧化锌3份、石蜡10份、十溴二苯乙烷4份、红磷母粒3份、三聚氰胺多聚磷酸酯4份、抗氧剂2份、增塑剂9份、偶联剂1.5份。
本实施例中，超高分子量聚乙烯为分子量160万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，石墨纤维和硅酸铝纤维的长度为0.8mm，直径为0.3mm；石英粉、碳酸钙和氧化锌的目数为400目。
本实施例中，抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、硫代二丙酸双酯、二苯胺的混合物，四者之间的重量比为6:3:4:1。
本实施例中，增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯的混合物。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、镁类偶联剂和锡类偶联剂的混合物。
本实施例还提供了一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、石墨纤维、硅酸铝纤维、石英粉、碳酸钙、硅藻土、氧化锌、石蜡、十溴二苯乙烷、红磷母粒、三聚氰胺多聚磷酸酯加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼21min后，将其与抗氧剂、增塑剂、偶联剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机螺杆各区的温度为210℃，螺杆的转速为280r/min。
实施例3
本实施例的一种耐高温阻燃电缆护套材料，包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯18份、乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、氯磺化聚乙烯15份、石墨纤维17份、硅酸铝纤维12份、石英粉18份、碳酸钙13份、硅藻土7份、氧化锌4份、石蜡11份、十溴二苯乙烷5份、红磷母粒5份、三聚氰胺多聚磷酸酯6份、抗氧剂3份、增塑剂10份、偶联剂2份。
本实施例中，超高分子量聚乙烯为分子量160万以上的无支链的线性聚乙烯。
本实施例中，石墨纤维和硅酸铝纤维的长度为1mm，直径为0.4mm；石英粉、碳酸钙和氧化锌的目数为400目。
本实施例中，抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、硫代二丙酸双酯、二苯胺的混合物，四者之间的重量比为6:3:4:1。
本实施例中，增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯的混合物。
本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、镁类偶联剂和锡类偶联剂的混合物。
本实施例还提供了一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、石墨纤维、硅酸铝纤维、石英粉、碳酸钙、硅藻土、氧化锌、石蜡、十溴二苯乙烷、红磷母粒、三聚氰胺多聚磷酸酯加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼22min后，将其与抗氧剂、增塑剂、偶联剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机螺杆各区的温度为230℃，螺杆的转速为350r/min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
超高分子量聚乙烯16-18份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50-70份、氯磺化聚乙烯10-15份、石墨纤维13-17份、硅酸铝纤维8-12份、石英粉16-18份、碳酸钙11-13份、硅藻土5-7份、氧化锌2-4份、石蜡9-11份、十溴二苯乙烷3-5份、红磷母粒1-5份、三聚氰胺多聚磷酸酯2-6份、抗氧剂1-3份、增塑剂8-10份、偶联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：超高分子量聚乙烯为分子量160万以上的无支链的线性聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：石墨纤维和硅酸铝纤维的长度为0.5-1mm，直径为0.2-0.4mm；石英粉、碳酸钙和氧化锌的目数为400目。
4.根据权利要求1所述的耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、硫代二丙酸双酯、二苯胺的混合物，四者之间的重量比为6:3:4:1。
5.根据权利要求1所述的耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的耐高温阻燃电缆护套材料，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、镁类偶联剂和锡类偶联剂的一种或二种以上的混合物。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将超高分子量聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯磺化聚乙烯、石墨纤维、硅酸铝纤维、石英粉、碳酸钙、硅藻土、氧化锌、石蜡、十溴二苯乙烷、红磷母粒、三聚氰胺多聚磷酸酯加入到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20-22min后，将其与抗氧剂、增塑剂、偶联剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
8.根据权利要求7所述的耐高温阻燃电缆护套材料的制备方法，其特征在于：双螺杆挤出机螺杆各区的温度为190-230℃，螺杆的转速为200-350r/min。
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