CN108148295B - 一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料 - Google Patents

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Abstract

本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：三元乙丙橡胶100份、改性酚醛树脂5~15份、防老剂MB 1~3份、防老剂RD 1~2份、微晶蜡3~5份、PL‑400 1~3份、TAIC 1~3份、DCP 3~4份、半煅烧陶土60~90份及石蜡油4~8份。本发明可以有效的减少薄壁绝缘控制线绝缘压扁程度，同时确保成品控制线在后续的使用过程中不会因频繁弯曲而导致绝缘开裂，大大提高了控制线的使用寿命，降低了企业的生产成本。

Description

一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料
技术领域
本发明属于电缆控制线绝缘材料技术领域，具体涉及一种适用于壁厚为0.2~0.6mm的多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料。
背景技术
对于多芯成缆的控制线来说，其性能方面关注的重点与中高压动力电缆绝缘完全不同，主要表现为：1、电性能要求：动力线绝缘需要有较高的体积电阻率、击穿强度，较小的损耗角正切值；而控制线绝缘一般电压等级为250V，一般不会超过1kV，所以对电性能的要求相对较低。2、芯数与挤压力：动力线一般为单芯、三芯或者五芯居多，连续硫化时线芯间的挤压力可以忽略不计，而控制线一般都是多芯结构，常见的从1芯到48芯不等，成缆时层数较多，连硫时层间的挤压力大。3、绝缘厚度：动力线绝缘较厚，一般为2~5mm为主，控制线绝缘较薄，一般0.2~1.0mm。由于以上种种原因，控制线的寿命一般远远短于动力线寿命，因此开发出一种适用于控制线的绝缘材料对于提高控制线寿命有为重要且迫切。
申请人通过长时间的研究控制线的工作模式，发现控制线绝缘所需要的性能要点为：强度一般，伸长率高，高温下的高硬度以及高的抗撕裂性能。一般绝缘材料均采用乙丙橡胶制作，而乙丙橡胶想要满足上述性能要求十分困难，特别是高抗撕性能，需要经过大量的配方试验才能得到所需要的控制线绝缘材料。
普遍的提高乙丙橡胶硬度和抗撕裂性能的方法就是添加一定量的低密度聚乙烯，通过低密度聚乙烯本身的高硬度和高抗撕来改性乙丙橡胶，但是聚乙烯最致命的缺点就是高温下会塑化，在控制线成缆后外护套连硫过程中反而会增加绝缘的压扁程度，因此需要通过其他方法来改善高温下乙丙橡胶的硬度。另一种方法就是添加大量的补强剂提高硬度，但是大量的补强剂会造成加工和挤出困难，极容易出现焦烧现象。
发明内容
本发明的目的就是克服上述背景技术中存在的一些缺点，提供一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，通过合理的配方改进及非常规手段，增强乙丙材料的硬度及抗撕裂性能，以提升电缆的使用寿命。
为达到上述目的，本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：三元乙丙橡胶 100份、改性酚醛树脂 5~15份、防老剂MB 1~3份、防老剂RD 1~2份、微晶蜡 3~5份、PL-400 1~3份、TAIC 1~3份、DCP 3~4份、半煅烧陶土60~90份及石蜡油4~8份。
所述三元乙丙橡胶中乙烯含量45~60%，ENB含量2~5%。
所述改性酚醛树脂为热固型腰果油改性酚醛树脂。
所述半煅烧陶土粒径达10000目，其比表面积大于130m2/g。
所述石蜡油闪点达280~300℃，确保在高温硫化下，石蜡油不会因电缆温度升高而快速迁移挥发。
所述微晶蜡熔点高达90℃，使得电缆在90℃以下运行时，可以持续在绝缘表面形成保护膜，以杜绝与不良气体（氧气、臭氧等）接触。
本发明所揭示的绝缘材料中，改性酚醛树脂在150℃以上时发生交联反应，树脂由线型结构变为三维网状结构。橡胶硫化时，该结构与橡胶结构形成互穿网络，从而增强增硬橡胶。同时，改性酚醛树脂除了有亚甲基桥键外，还含有大量的长链脂肪烃链接结构，可以很好的改善配方的脆性，提高交联密度的同时改善了乙丙橡胶的抗撕裂性能。
PL-400和TAIC均为DCP硫化的助交联剂，两者分子中含有大量的双键，双键在DCP自由基的作用下即存在相互之间的交联，也会与乙丙分子链中的第三单体交联，有效的提高了乙丙橡胶的交联程度以及乙丙橡胶分子之间的柔顺性，通过不同剂量的添加，可以将乙丙橡胶的强度、硬度和抗撕都提高到所需要的程度。
半煅烧陶土可以在补强方面达到一个平衡，即不会像白炭黑那样大量补强后导致胶料呈皮革状而失去弹性，也不会像滑石粉那边简单的片状结构导致材料性能低下，10000目的粒径具有较好的补强效果，同时半煅烧属性即可以确保陶土中含有大量的二次结构，又可以确保该陶土具有良好的电气性能，从而达到本申请的目的。
与现有技术相比，本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，具备如下特点：其配方组分均为常规产品，价廉易得，可以有效降低现有薄壁控制线绝缘成本，同时在模量，硬度以及抗撕性能方面都大幅度高于普通绝缘材料。
本发明材料的室温下硬度为87度，190℃下硬度为75度，抗撕强度为8~10N/mm，普通乙丙绝缘室温下硬度为70~80度，高温下硬度50~60度，抗撕强度为1~3N/mm。因此可以看出本发明可以有效的减少薄壁绝缘控制线绝缘压扁程度，同时确保成品控制线在后续的使用过程中不会因频繁弯曲而导致绝缘开裂，大大提高了控制线的使用寿命，降低了企业的生产成本。
具体实施例
下面通过具体的实施例将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：三元乙丙橡胶 100份、改性酚醛树脂 5~15份、防老剂MB 1~3份、防老剂RD 1~2份、微晶蜡 3~5份、PL-400 1~3份、TAIC 1~3份、DCP 3~4份、半煅烧陶土60~90份及石蜡油4~8份。
其中，所述三元乙丙橡胶中乙烯含量45~60%，ENB含量2~5%；所述改性酚醛树脂为热固型腰果油改性酚醛树脂；所述半煅烧陶土粒径达10000目，其比表面积大于130m2/g；所述石蜡油闪点达280~300℃；所述微晶蜡熔点高达90℃。
具体实施例1
本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制备时步骤如下：
选用三元乙丙橡胶100份，改性酚醛树脂 5份，防老剂MB1份，防老剂RD 1份，微晶蜡3份，PL-400 3份，TAIC 1份，DCP 3份，半煅烧陶土60份，石蜡油4份。
在一段混炼过程中，混炼温度需达到120℃，滤胶是滤网目数80目；二段加硫后停放24小时用于连硫；在连硫挤出过程中，挤出机温度设定为65~90℃，硫化蒸汽压力1.3MPa，牵引速度30m/min，绝缘厚度0.4。
采用这配方制备的12芯控制线在护套挤出后绝缘最薄点0.38mm，弯曲9000次不开裂。
具体实施例2
本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制备时步骤如下：
选用三元乙丙橡胶100份，改性酚醛树脂10份，防老剂MB 2份，防老剂RD 1.5份，微晶蜡4份，PL-400 2份，TAIC 2份，DCP 3.5份，半煅烧陶土75份，石蜡油6份。
在一段混炼过程中，混炼温度需达到120℃，滤胶是滤网目数80目；二段加硫后停放24小时用于连硫；在连硫挤出过程中，挤出机温度设定为65~90℃，硫化蒸汽压力1.4MPa，牵引速度35m/min，绝缘厚度0.35。
采用这配方制备的24芯控制线在护套挤出后绝缘最薄点0.33mm，弯曲9000次不开裂。
具体实施例3
本发明所揭示的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其制备时步骤如下：
选用三元乙丙橡胶100份，改性酚醛树脂15份，防老剂MB 3份，防老剂RD 2，微晶蜡5份，PL-400 3份，TAIC 1份，DCP 4份，煅烧陶土90份，石蜡油8份。
在一段混炼过程中，混炼温度需达到120℃，滤胶是滤网目数80目；二段加硫后停放24小时用于连硫；在连硫挤出过程中，挤出机温度设定为65~90℃，硫化蒸汽压力1.5MPa，牵引速度40m/min，绝缘厚度0.3。
采用这配方制备的36芯控制线在护套挤出后绝缘最薄点0.27mm，弯曲9000次不开裂。
上述三个实施例中配比完成的成品各项性能的对比如表1所示：
试验项目 实施例1 实施例2 实施例3 普通乙丙 性能提升
强度 MPa 7.7 8.5 8.8 8.0 /
伸长率 % 344 383 437 240~300 14.6%~82%
撕裂强度 N/mm 5.3 6.5 7.7 2.1 152%~267%
邵尔A硬度 84 86 87 78 7.7%~11.5%
表1。

Claims (4)

1.一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其特征在于：其制成有效成分所涉及的原料及配重比为：三元乙丙橡胶100份、改性酚醛树脂5～15份、防老剂MB 1～3份、防老剂RD 1～2份、微晶蜡3～5份、PL-400 1～3份、TAIC 1～3份、DCP 3～4份、半煅烧陶土60～90份及石蜡油4～8份；
所述三元乙丙橡胶中乙烯含量45～60％，ENB含量2～5％；
所述改性酚醛树脂为热固型腰果油改性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其特征在于：所述半煅烧陶土粒径达10000目，其比表面积大于130m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其特征在于：所述石蜡油闪点达280～300℃。
4.根据权利要求1所述的一种多芯薄壁绝缘控制线用硬质乙丙绝缘材料，其特征在于：所述微晶蜡熔点高达90℃。
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