CN109467827A - 105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料 - Google Patents

105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，包括以下组分：三元乙丙橡胶，乙烯‑醋酸乙烯共聚物，相容剂，无卤阻燃剂，白炭黑，氧化锌，陶瓷粉，抗氧剂，交联敏化剂，润滑剂；本申请采用三元乙丙橡胶为主要基材，并用的乙烯‑醋酸乙烯共聚物进行复配，使得本申请可以采用辐照的方式进行交联。

Description

105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料
技术领域
本发明涉及无卤阻燃电缆料领域，具体涉及一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料。
背景技术
乙丙橡胶因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，具有良好的耐化学品、电绝缘性能、冲击弹性、低温性能、低密度和高填充性及耐热水性和耐水蒸气性等，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油改性等领域。
目前，10-35kV中压电缆的绝缘材料主要是乙丙橡胶与交联聚乙烯两种，与交联聚乙烯相比，乙丙橡胶绝缘具有很高的运行可靠性及其他优点，如高耐湿性能。浸水后电气和机械性能几乎不下降，耐水树形成能力高，耐电晕及耐热性能好，热膨胀率小，结构稳定性好。
但目前中压乙丙橡胶绝缘材料大多采用的化学交联方式，对于一些规模较小、没有化交生产线(或连硫生产线)的电缆企业，就无法生产乙丙橡胶绝缘电缆。市场上还有少量采用硅烷交联方式的乙丙橡胶绝缘材料，但受硅烷交联特性的影响，导致最终产品交联程度不高，且会产生预交联的颗粒，
从而导致电缆击穿等现象发生，因此硅烷交联的技术尚不成熟，因此如何制备一种制备更加方便的中压乙丙橡胶绝缘材料是本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以采用辐照交联的一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料。
为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，按质量份包括以下组分：
其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为40-75％。
本申请采用三元乙丙橡胶为主要基材，并采用醋酸乙烯的质量百分数为40-75％的乙烯-醋酸乙烯共聚物进行复配，使得本申请可以采用辐照的方式进行交联。
进一步的是：所述三元乙丙橡胶中乙烯基含量为60-75％。
进一步的是：所述相容剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，其中，马来酸酐的接枝率0.6-1.2％，熔融指数为0.1-0.5g/10min。
进一步的是：所述无卤阻燃剂包括协效阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂。
进一步的是：所述无机氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁；所述协效阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺尿酸盐、聚磷酸铵、膨胀石墨、含水硅酸镁、纳米蒙脱土中的至少两种。
进一步的是：所述交联敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化二异丙苯中的至少一种。
进一步的是：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸双月桂酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、2-硫醇基苯骈咪唑中的至少两种。
进一步的是：所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、硅酮母粒、硅油中的至少两种。
进一步的是：所述氧化锌为纯度为99.8％以上的环保型氧化锌；所述陶瓷粉为平均粒径为2.0-3.0μm的环保型陶瓷粉。
进一步的是：所述白炭黑为气相法白炭黑，其平均粒径为0.2-0.3μm。
本发明的有益效果：本申请采用三元乙丙橡胶为主要基材，可以采用辐照的方式进行交联，同时兼顾了良好的柔软、电绝缘新能和阻燃性，且本申请的配方中不具有卤阻燃剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，按质量份包括以下组分：三元乙丙橡60-80份，乙烯-醋酸乙烯共聚物10-30份，相容剂6-12份，无机氢氧化物阻燃剂50-80份，协效阻燃剂10-20份，白炭黑5-10份，氧化锌2-5份，陶瓷粉20-40份，抗氧剂2-4份，交联敏化剂2-4份，润滑剂3-5份。
其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为40-75％。
本申请采用三元乙丙橡胶为主要基材，确保了本申请具有优异的电气绝缘性能和柔软度；并采用VA％为40-75％的乙烯-醋酸乙烯共聚物与三元乙丙橡胶进行复配，使得本申请可以采用辐照的方式进行交联，另一方面由于以上二款材料均含有乙烯基，其结构较为接近，是同类型材料，具有良好的相容性。两种材料共混后，可取长补短，以获得较为优异的柔软性能。
另一方面，本申请通过加入适量的陶瓷粉，使得电缆在火焰状态下或500℃以上高温下，材料会立刻硬化，并逐渐陶瓷化，从而使本申请最高可耐1200℃的持续高温，具有结壳速度快，结壳温度低，烧结后陶瓷化铠体强度高，表面完整，无明显裂痕，且断面会生成均匀的微孔，具有优异的隔热、降温、挡火效果，能有效的保护电缆导体，确保电缆在着火情况下仍然能够正常运行一段时间。
其中，所述三元乙丙橡胶中乙烯基含量为60-75％。
其中，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，其中，马来酸酐的接枝率0.6-1.2％，熔融指数为0.1-0.5g/10min。
其中，所述无卤阻燃剂包括协效阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂。
其中，所述无机氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁；所述协效阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺尿酸盐、聚磷酸铵、膨胀石墨、含水硅酸镁、纳米蒙脱土中的至少两种。
在本申请中，采用无机氢氧化物阻燃剂、协效阻燃剂和陶瓷粉复配，可以起到多重的阻燃效果。其中，无机氢氧化物阻燃剂在受热条件下释放出水汽，可起到降低温度的作用，同时失水后形成的无机氧化物可在聚合物表面形成保护层；协效阻燃剂中氮系阻燃剂在受热分解后，会释放出氮气、氮氧化物等不可燃气体，能够稀释局部氧气的含量，同时带走大部分的热量；协效阻燃剂中纳米阻燃剂的加入，可以促进成炭，炭层坚固且均匀致密，不易脱落，可有效的保护聚合物，防止聚合物延燃和滴落，进一步的加强本申请的阻燃效果。
其中，所述交联敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化二异丙苯中的至少一种。
其中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸双月桂酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、2-硫醇基苯骈咪唑中的至少两种。
其中，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、硅酮母粒、硅油中的至少两种。
其中，所述氧化锌为纯度为99.8％以上的环保型氧化锌；所述陶瓷粉为平均粒径为2.0-3.0μm的环保型陶瓷粉，氧化锌用于对材料提供抗紫外线性能。
其中，所述白炭黑为气相法白炭黑，其平均粒径为0.2-0.3μm，本申请中加入白炭黑可以进一步增强电绝缘性能。
本申请可以采用辐照交联，在兼具良好的电气绝缘性、柔软性、阻燃性能和耐火性的同时还具有低烟、无卤的优点。
为了便于理解，本申请进一步的提供了几种具体的实施例，如表1所示，
表1
其中，实施例中三元乙丙橡胶为陶氏化学的EPDM 3722P，其乙烯基含量为70.5％。
乙烯-醋酸乙烯共聚物为德国朗盛的500HV，其醋酸乙烯含量为50％。
相容剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，其中，马来酸酐的接枝率1.0％，相容剂的熔融指数为0.3g/10min。
氢氧化铝为中国铝业的WF-1，其平均粒径为1.5-2.0μm。
三聚氰胺氰尿酸为国产的HT-211。
硼酸锌为国产的HT-207。膨胀石墨的粒径为800目。
陶瓷粉为上海正一的环保型陶瓷粉，其平均粒径为2.0-3.0μm。
纳米蒙脱土为美国Nanomer的I.44P；纳米氢氧化镁是杭州万景生产的。
抗氧剂为国产的1010和RD。
交联敏化剂为国产TMPTMA。
润滑剂1为国产的GT300，其有机硅含量为50％；润滑剂2为国产硬脂酸钙。
对上述实施例1～5的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料进行测试，具体的测试结果如表2所示：
表2
本申请各项性能测试标准如下：
硬度测试参照GB/T 2411；拉伸强度测试参照GB/T 1040.3；断裂伸长率测试参照GB/T 1040.3；热老化后的拉伸强度变化率、断裂伸长率变化率测试参照GB/T 2951.12；-40℃冲击脆化试验参照GB/T 5470；20℃体积电阻率参照GB/T1410；介电强度参照GB/T1408.1；氧指数参照GB/T 2406.1；烟密度测试参照GB/T 8323.2；放出气体酸度测试参照GB/T 17650.2；放出气体电导率测试参照GB/T 17650.2；卤酸气体含量测定参照GB/T17650.1；毒性指数测试参照JB/T10707。
由上表可以看出，本发明的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，具有耐-40℃低温、柔软、绝缘性能突出、阻燃性能好、低烟无毒等特点，可以用于高阻燃柔软型中低压电缆的绝缘层。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，按质量份包括以下组分：
其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的质量百分数为40-75％。
2.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶中乙烯基含量为60-75％。
3.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，其中，马来酸酐的接枝率0.6-1.2％，所述相容剂的熔融指数为0.1-0.5g/10min。
4.如权利要求1所述的所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述无卤阻燃剂包括协效阻燃剂和无机氢氧化物阻燃剂。
5.如权利要求4所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述无机氢氧化物阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁；所述协效阻燃剂为硼酸锌、三聚氰胺尿酸盐、聚磷酸铵、膨胀石墨、含水硅酸镁和纳米蒙脱土中的至少两种。
6.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述交联敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化二异丙苯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸双月桂酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、2-硫醇基苯骈咪唑中的至少两种。
8.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、硅酮母粒和硅油中的至少两种。
9.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述氧化锌为纯度为99.8％以上的环保型氧化锌；所述陶瓷粉为平均粒径为2.0-3.0μm的环保型陶瓷粉。
10.如权利要求1所述的105℃陶瓷化辐照交联三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述白炭黑为气相法白炭黑，其平均粒径为0.2-0.3μm。
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