CN109265779A - 一种阻燃绝缘电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃绝缘电缆料及其制备方法,所述阻燃绝缘电缆料由以下重量份数的原料制成:丁腈橡胶25‑40份,聚丁二烯橡胶25‑35份,氯乙烯‑丙烯酸酯共聚物15‑25份,聚酰亚胺纤维5‑10份,阻燃剂15‑25份,填充剂8‑15份,防老剂3‑8份,软化剂10‑23份,促进剂1‑3份和交联剂2‑6份。本发明所得阻燃电缆料电缆料强度和韧性好,耐高低温性能优异,阻燃性能优异。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种阻燃绝缘电缆料及其制备方法。
背景技术
电力电缆的表面需要覆盖电缆料,电缆料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核心与关键,其性能的高低与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全,现有电缆料强度低、耐高低温性能差,影响电力电缆的使用寿命。
公开号为CN108164878A的中国专利申请公开了一种防腐耐磨阻燃电缆料,包括聚氯乙烯树脂20~50份,EVA树脂10~20份,氯丁橡胶15~30份,增塑剂10~20份,填料15~30份,氢氧化铝7~8份,氢氧化镁8~10份,抑烟剂6~12份,防腐剂2~5份,稳定剂3~6份,抗氧剂0.5~3份,交联剂2~3份,润滑剂0.4~2.0份,防蚁鼠剂1~3份,甲壳素4~6份,纳米二氧化硅8~12份,无机含银离子硅酸盐6~9份。该发明采用聚乙烯树脂、EVA树脂以及氯丁橡胶材料,通过添加防腐剂、抗磨剂、防蚁鼠剂以及阻燃剂,使得电缆料拥有较好的机械性能、耐腐蚀性能、阻燃性能、稳定性能、防蚁鼠性能、耐老化性能,并且延长了电缆料的使用寿命。但是,该专利耐高温性能差,而且原料种类多,成本高。
公开号为CN108410045A的中国专利申请公开了一种耐高温的阻燃无毒电缆料。电缆料中包括如下组分:聚烯烃类热塑性弹性体、聚氨酯弹性体橡胶、三元乙丙橡胶、陶粉、偏苯三酸三辛酯、硬脂酸锌、增强剂、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、阻燃剂、抑烟剂和抗氧剂。其中,陶粉是由凹凸棒石粘土、蒙脱土、海泡石等材料经过改性、煅烧和研磨后得到粉末。聚氨酯弹性体橡胶为聚己内酯型的热塑性聚氨酯弹性体橡胶,增强剂为高耐磨炭黑;阻燃剂为纳米二氧化铝、纳米二氧化镁和氧化锑的混合物,混合物中三者的质量比2:4:3;抑烟剂为硼酸锌、三氧化钼和有机改性蒙脱土中的一种。该型电缆料的耐高温性能突出,并且具有良好的阻燃性能,非常绿色安全。但是,该专利聚烯烃类热塑性弹性体用量大,影响电缆料的强度。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的在于提供一种阻燃绝缘电缆料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶25-40份,聚丁二烯橡胶25-35份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物15-25份,聚酰亚胺纤维5-10份,阻燃剂15-25份,填充剂8-15份,防老剂3-8份,软化剂10-23份,促进剂1-3份和交联剂2-6份。
优选地,所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP、聚苯基磷酸间苯二酚酯PRPP和对苯二酚双(二苯基磷酸酯)HDP中一种或几种。
优选地,所述填充剂为炭黑N330、炭黑N550或者炭黑N660。
优选地,所述防老剂为OD、MB和4010NA中一种或几种。
优选地,所述的软化剂为石蜡油、环烷油或者羟基硅油。
优选地,所述促进剂为促进剂M、DM、TBTD或者TMTD。
优选地,所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、1,3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种。
一种上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,30-50℃条件下混合5-10min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,100-120℃条件下混炼6-12min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
本发明的积极有益效果:
1. 本发明丁腈橡胶耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强;聚丁二烯橡胶具有优异的高弹性、耐寒性和耐磨损性能,相容性好;氯乙烯-丙烯酸酯共聚物抗冲击强度高,透明性、耐候性、耐酸碱性好,易加工;本发明丁腈橡胶和氯乙烯-丙烯酸酯共聚物增强了聚丁二烯橡胶的强度,丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物合用为基材,强度高,韧性好,耐高低温性能优异。聚酰亚胺纤维与基材形成互穿的网络结构,耐辐照,同时增强了电缆料的阻燃效果。本发明各种原料合用,所得阻燃电缆料拉伸强度≥25MPa,断裂强度≥29MPa,拉伸伸长率≥346%,电缆料强度和韧性好;热空气老化处理后拉伸伸长率保持率≥89.2%,耐高温性能优异;压缩耐寒系数≥0.25,耐低温性能优异;阻燃等级为UL94-0,阻燃性能优异。
2. 本发明所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP、聚苯基磷酸间苯二酚酯PRPP和对苯二酚双(二苯基磷酸酯)HDP中一种或几种,属于有机磷类阻燃剂,透明、低烟、低毒,与橡胶基材的相容性好,在发挥高校阻燃特性的同时,对基材的力学性能影响较小。所述填充剂为炭黑N330、炭黑N550或者炭黑N660,提高橡胶的机械强度,补强效果好。所述防老剂为OD、MB和4010NA中一种或几种,进一步提高了橡胶材料的抗老化性能。所述的软化剂为石蜡油、环烷油或者羟基硅油为软化剂,提高胶料的流动性,缩短混炼时间,促进各种原料快速和均匀分散。所述促进剂为促进剂M、DM、TBTD或者TMTD,促进胶料的硫化。所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、1,3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种,利于各原料之间交联,提高了电缆料的力学性能。
3. 本发明电缆料的制备方法简单,各原料混合均匀,交联效果好,所得橡胶材料强度高,韧性好,防腐蚀,耐高低温性能优异。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式,对本发明进一步说明。
实施例1
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶25份,聚丁二烯橡胶25份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物15份,聚酰亚胺纤维5份,阻燃剂15份,填充剂8份,防老剂3份,软化剂10-23份,促进剂1份和交联剂2份。
所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP。
所述填充剂为炭黑N330。
所述防老剂为OD。
所述的软化剂为石蜡油。
所述促进剂为促进剂M。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,50℃条件下混合5min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,100℃条件下混炼10min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例2
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶28份,聚丁二烯橡胶28份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物16份,聚酰亚胺纤维6份,阻燃剂16份,填充剂9份,防老剂4份,软化剂12份,促进剂1.2份和交联剂2份。
所述阻燃剂为聚苯基磷酸间苯二酚酯PRPP。
所述填充剂为炭黑N550。
所述防老剂为MB。
所述的软化剂为环烷油。
所述促进剂为促进剂DM。
所述交联剂为过氧化苯甲酰。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,30℃条件下混合6min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,110℃条件下混炼6min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例3
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶30份,聚丁二烯橡胶29份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物18份,聚酰亚胺纤维7份,阻燃剂18份,填充剂9份,防老剂5份,软化剂14份,促进剂1.5份和交联剂3份。
所述阻燃剂为对苯二酚双(二苯基磷酸酯)HDP。
所述填充剂为炭黑N660。
所述防老剂为4010NA。
所述的软化剂为羟基硅油。
所述促进剂为促进剂TBTD。
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,40℃条件下混合10min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,120℃条件下混炼8min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例4
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶32份,聚丁二烯橡胶30份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物20份,聚酰亚胺纤维7份,阻燃剂20份,填充剂10份,防老剂5份,软化剂15份,促进剂1.8份和交联剂4份。
所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP。
所述填充剂为炭黑N330。
所述防老剂为4010NA。
所述的软化剂为羟基硅油。
所述促进剂为促进剂TMTD。
所述交联剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,40℃条件下混合8min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,110℃条件下混炼10min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例5
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶33份,聚丁二烯橡胶31份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物21份,聚酰亚胺纤维7份,阻燃剂22份,填充剂10份,防老剂6份,软化剂16份,促进剂2份和交联剂5份。
所述阻燃剂为聚苯基磷酸间苯二酚酯PRPP。
所述填充剂为炭黑N550。
所述防老剂为OD。
所述的软化剂为石蜡油。
所述促进剂为促进剂M。
所述交联剂为1,3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,45℃条件下混合6min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,120℃条件下混炼6min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例6
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶35份,聚丁二烯橡胶32份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物22份,聚酰亚胺纤维8份,阻燃剂24份,填充剂12份,防老剂6份,软化剂18份,促进剂2.2份和交联剂5.5份。
所述阻燃剂为对苯二酚双(二苯基磷酸酯)HDP。
所述填充剂为炭黑N660。
所述防老剂为MB。
所述的软化剂为环烷油。
所述促进剂为DM。
所述交联剂为1,4-双叔丁基过氧异丙基苯。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,50℃条件下混合5min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,100℃条件下混炼12min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例7
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶37份,聚丁二烯橡胶33份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物23份,聚酰亚胺纤维8份,阻燃剂25份,填充剂14份,防老剂7份,软化剂20份,促进剂2.6份和交联剂6份。
所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP。
所述填充剂为炭黑N330。
所述防老剂为 4010NA。
所述的软化剂为羟基硅油。
所述促进剂为促进剂TBTD。
所述交联剂为过氧化二异丙苯。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中, 35℃条件下混合6min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,110℃条件下混炼11min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
实施例8
一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶40份,聚丁二烯橡胶35份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物25份,聚酰亚胺纤维10份,阻燃剂25份,填充剂15份,防老剂8份,软化剂23份,促进剂3份和交联剂6份。
所述阻燃剂为对苯二酚双(二苯基磷酸酯)HDP。
所述填充剂为炭黑N660。
所述防老剂为OD。
所述的软化剂为石蜡油。
所述促进剂为促进剂TMTD。
所述交联剂为1,3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯。
上述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,40℃条件下混合7min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,120℃条件下混炼10min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
对比实施例1
本实施例绝缘电缆料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶42份,聚丁二烯橡胶40份,聚酰亚胺纤维7份,阻燃剂20份,填充剂10份,防老剂5份,软化剂15份,促进剂1.8份和交联剂4份。
对比实施例2
本实施例绝缘电缆料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
三元乙丙橡胶32份,聚丁二烯橡胶30份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物20份,聚酰亚胺纤维7份,阻燃剂20份,填充剂10份,防老剂5份,软化剂15份,促进剂1.8份和交联剂4份。
对实施例3
本实施例绝缘电缆料与实施例4基本相同,相同之处不重述,有些不同的是:一种阻燃绝缘电缆料,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶32份,聚丁二烯橡胶30份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物20份,阻燃剂20份,填充剂10份,防老剂5份,软化剂15份,促进剂1.8份和交联剂4份。
本发明实施例1-8以及对比实施例1-3阻燃绝缘电缆料的检测结果见下表1。
表1 本发明实施例1-8以及对比实施例1-3阻燃绝缘电缆料的检测结果
由表1可知,本发明实施例1-8的阻燃绝缘电缆料拉伸强度≥25MPa,断裂强度≥29MPa,拉伸伸长率≥346%,电缆料强度和韧性好;热空气老化处理后拉伸伸长率保持率≥89.2%,耐高温性能优异;压缩耐寒系数≥0.25,耐低温性能优异;阻燃等级为UL94-0,阻燃性能优异。
对比实施例1省略氯乙烯-丙烯酸酯共聚物的使用,拉伸强度、断裂强度、拉伸伸长率和压缩耐寒系数下降明显;对比实施例2将丁腈橡胶替换为三元乙丙橡胶,热空气老化后拉伸伸长率下降明显;对比实施例3省略聚酰亚胺纤维的使用,拉伸强度、断裂强度和拉伸伸长率下降明显。
Claims (8)
1.一种阻燃绝缘电缆料,其特征在于,由以下重量份数的原料制成:
丁腈橡胶25-40份,聚丁二烯橡胶25-35份,氯乙烯-丙烯酸酯共聚物15-25份,聚酰亚胺纤维5-10份,阻燃剂15-25份,填充剂8-15份,防老剂3-8份,软化剂10-23份,促进剂1-3份和交联剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)、聚苯基磷酸间苯二酚酯和对苯二酚双(二苯基磷酸酯)中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述填充剂为炭黑N330、炭黑N550或者炭黑N660。
4.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述防老剂为OD、MB和4010NA中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述的软化剂为石蜡油、环烷油或者羟基硅油。
6.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述促进剂为促进剂M、DM、TBTD或者TMTD。
7.根据权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料,其特征在于,所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、1,3-双(2-叔丁基过氧基异丙基)苯和1,4-双叔丁基过氧异丙基苯中一种或几种。
8.一种权利要求1所述的阻燃绝缘电缆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酰亚胺纤维加入高速混合机中,30-50℃条件下混合5-10min;
(2)将步骤(1)得到的胶料加入密炼机中,加入阻燃剂、填充剂、防老剂和软化剂,100-120℃条件下混炼6-12min;
(3)将步骤(2)得到的混合料加入双螺杆造粒机中,加入其余原料,熔融共混造粒,即得。
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