CN109503933A - B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法 - Google Patents

B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯‑乙酸乙烯酯内护套料及制备方法，属于电缆技术领域。包括下述重量份的组分制备而成:乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物A组分40～60份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物B 40～60份、特殊硅烷改性的氢氧化镁250～300份、消烟剂5～10份、石蜡3~5份、润滑剂15~20份、防粘剂1~2份、防老剂1~2份、复配协效阻燃剂8~10份、交联剂3~5份、促进剂1~2份；所述的润滑剂为DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物中的一种或几种。本发明的内护套料具有超高氧指数、低热释放速率/总量、低产烟速率/总量、低烟气毒性、低腐蚀性、滴落物不延燃、防水等优异性能，制成的地铁直流牵引电缆达到GB31247‑2014中B1级阻燃、d1等级燃烧滴落物/微粒、t0等级烟气毒性、a1等级腐蚀性等防火要求。

Description

B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备 方法
技术领域
本发明涉及一种护套料及其制备方法，尤其是一种B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法，属于电缆技术领域。
背景技术
地铁,已成为城市通勤最不可或缺的交通方式,我国城市地铁里程的排行榜每年刷新着重里程数量和客流量。据统计截止2017年共有上海、北京、广州、深圳等34个城市174条地铁线4880km在运营，还有常州、徐州、南通等城市在建，到2020年将达到40个，届时我国城市轨道交通总里程将超过6000公里。交通建设步伐加快，地铁运营里程数的增加，带动了如地铁直流牵引电缆巨大的需求量，城市轨道交通用电线电缆将成为电缆制造公司重要的业务增长点。2017年西安地铁3号线“奥凯事件”后，对地铁提出了更高的要求，象防火性能，以前只需达到低烟无卤A类成束燃烧，现一致认识到人群密集的公共场所发生火灾的巨大危害性，需要更高的燃烧性能等级的电缆，即在地铁电气系统实施GB31247-2014中B1级阻燃电缆的必要性。GB31247标准量化了电缆燃烧试验火焰蔓延的长度、热释放速率/总量、产烟速率/总量等要求，并进行了分级，另外标准还规定了附加信息：对燃烧滴落物/微粒、烟气毒性、腐蚀性进行了分级。总之，新的标准对防火要求更加科学合理，有利于火灾中人员逃生。目前地铁直流牵引电缆多数采用的热塑性无卤低烟阻燃电缆料，达不到B1级阻燃电缆的要求。
发明内容
本发明的目的是为地铁直流牵引电缆达到GB31247-2014中B1级阻燃、d1等级燃烧滴落物/微粒、t0等级烟气毒性、a1等级腐蚀性等防火特性，提供一种低热释放速率/总量、低产烟速率/总量、低烟气毒性、低腐蚀性、滴落物不延燃、防水的热固性超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成:
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A组分 40～60份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B 40～60份、特殊硅烷改性的氢氧化镁250～300份、消烟剂5～10份、石蜡3~5份、润滑剂 15~20份、防粘剂 1~2份、防老剂1~2份、复配协效阻燃剂8~10份、交联剂3~5份、促进剂1~2份；所述的润滑剂为DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物中的一种或几种。
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯酯共聚物总重量的40%或更高。
所述的特殊硅烷改性的氢氧化镁为特殊硅烷改性的针状微米级合成氢氧化镁。
所述的消烟剂为八钼酸铵。
所述的硫化剂为双叔丁基过氧异丙基苯。
所述的促进剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺。
所述的防粘剂为酯肪伯胺。
一种B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料的制备方法,其特征是, 包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取原料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A组分 40～60份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B 40～60份、特殊硅烷改性的氢氧化镁250～300份、消烟剂5～10份、石蜡3~5份、润滑剂 15~20份、防粘剂 1~2份、防老剂1~2份、复配协效阻燃剂8~10份、交联剂3~5份、促进剂1~2份；所述的润滑剂为DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物中的一种或几种。
(2) 在上辅机中将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、特殊改性的氢氧化镁、消烟剂、石蜡、润滑剂、防粘剂、复配协效阻燃剂加入到密炼机中混合3~6min，密炼机内温度控制在90～110℃，得到混合物；
(3)将步骤(2) 得到的混合物进行混炼后卸料到开炼机；
(4)将混合物于开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.9～1.2mm，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料未加硫胶料，存放8h以上；
(5)然后将未加硫胶料加入密炼机进行混炼1~3min ，密炼机内温度控制在70～90℃，混炼结束之前30秒,将双叔丁基过氧异丙基苯和促进剂加入密炼机中，得到混合物；
(6)将步骤(5) 得到的混合物进行混炼后卸料到开炼机；在开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.8～1.0mm，涂隔离粉，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套胶料，在10～30℃环境温度下存放。
本发明所用乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为40%和80%,能实现高填充，通过添加超大量的特殊硅烷改性的氢氧化镁、复配协效阻燃剂等，采用交联剂（硫化剂）采用双叔丁基过氧异丙基苯（BIPB），助交联剂（促进剂）为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)，两者相互结合产生的交联密度高，胶料吸水率低，制成的胶料有优良的防水性能和高防火性特征：氧指数＞65，同时按ISO5660-1标准锥形量热仪方法测量，总释热量THR（点燃时间∽500S）＜50MJ/m2; 热释放速率HRR（点燃时间∽500S）＜80KW/m2; 总生烟量（0∽500S）＜600m2/m2;点燃时间＞30S，制成的地铁直流牵引电缆具有B1阻燃性、d1等级燃烧滴落物/微粒、t0等级烟气毒性、a1等级腐蚀性等防火特性。
本发明由DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物组成润滑体系。该体系有助于改善胶料的流动性，提高阻燃填料与各种试剂间的分散性，充当内外润滑剂使用,使挤出胶料表面光滑平整。
本发明中防粘剂降低了胶料表面能，减少了胶料与密炼机、开炼机、压延机的金属表面的粘性。
本发明的胶料具有低热释放速率/总量、低产烟速率/总量、低烟气毒性、低腐蚀性、滴落物不延燃、防水等优异性能，且满足欧盟ROHS指令要求。
具体实施方式
实施例一
一种B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值高阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶外护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A（VA含量80%） 40份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B （VA含量40%）60份；
特殊硅烷改性的氢氧化镁270份；
消烟剂5份；
石蜡 3份；
润滑剂 15份；
防粘剂 2份；
防老剂1份；
复配协效阻燃剂10份；
交联剂4.5份；
促进剂1份；
其制备步骤如下：
（1）先按重量份配比称取原料,在上辅机中将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、特殊硅烷改性的氢氧化镁、消烟剂、石蜡、润滑剂、防粘剂、防老剂、复配协效阻燃剂加入到密炼机中混合3~6min，密炼机内温度控制在90～110℃，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；将混合物于开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.9～1.2mm，得到未加硫胶料，存放8h以上；
(2)将未加硫胶料加入密炼机进行混炼1~3min ，密炼机内温度控制在70～90℃，混炼结束之前30秒,将双叔丁基过氧异丙基苯和促进剂加入密炼机中，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；在开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.8～1.0mm，涂隔离粉，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套胶料，在10～30℃环境温度下存放。
实施例二
一种B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A（VA含量80%） 50份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B （VA含量40%）50份；
特殊改性的氢氧化镁270份；
消烟剂5份；
石蜡 3份；
润滑剂 18份；
防粘剂 2份；
防老剂1份；
复配协效阻燃剂10份；
交联剂4.5份；
促进剂1份；
其制备步骤如下：
（1）先按重量份配比称取原料,在上辅机中将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、特殊硅烷改性的氢氧化镁、消烟剂、石蜡、润滑剂、防粘剂、防老剂、复配协效阻燃剂加入到密炼机中混合3~6min，密炼机内温度控制在90～110℃，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；将混合物于开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.9～1.2mm，得到未加硫胶料，存放8h以上；
(2)将未加硫胶料加入密炼机进行混炼1~3min ，密炼机内温度控制在70～90℃，混炼结束之前30秒,将双叔丁基过氧异丙基苯和促进剂加入密炼机中，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；在开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.8～1.0mm，涂隔离粉，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套胶料，在10～30℃环境温度下存放。
实施例三
一种B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A（VA含量80%） 60份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B （VA含量40%）40份；
特殊硅烷改性的氢氧化镁270份；
消烟剂5份；
石蜡 3份；
润滑剂 20份；
防粘剂 2.5份；
防老剂1份；
复配协效阻燃剂10份；
交联剂4.5份；
促进剂1份。
其制备步骤如下：
（1）先按重量份配比称取原料,在上辅机中将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、特殊硅烷改性的氢氧化镁、消烟剂、石蜡、润滑剂、防粘剂、防老剂、复配协效阻燃剂加入到密炼机中混合3~6min，密炼机内温度控制在90～110℃，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；将混合物于开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.9～1.2mm，得到未加硫胶料，存放8h以上；
(2)将未加硫胶料加入密炼机进行混炼1~3min ，密炼机内温度控制在70～90℃，混炼结束之前30秒,将双叔丁基过氧异丙基苯和促进剂加入密炼机中，得到混合物；再将密炼机混好的混合物卸料到开炼机；在开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.8～1.0mm，涂隔离粉，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套胶料，在10～30℃环境温度下存放。
实施例子中三组配方所得产品的力学性能见下表2，由表中可知，配方2制得的产品效果最好。
表1 实施例2配方表
表2 实施例2各配方性能测试表

Claims (3)

1.B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成:
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A组分 40～60份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B 40～60份、特殊硅烷改性的氢氧化镁250～300份、消烟剂5～10份、石蜡3~5份、润滑剂 15~20份、防粘剂 1~2份、防老剂1~2份、复配协效阻燃剂8~10份、交联剂3~5份、促进剂1~2份；
所述的润滑剂为DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物中的一种或几种；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯酯共聚物总重量的40%以上；
所述的特殊硅烷改性的氢氧化镁为特殊硅烷改性的针状微米级合成氢氧化镁；
所述的消烟剂为八钼酸铵；
所述的硫化剂为双叔丁基过氧异丙基苯；
所述的促进剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺；
所述的防粘剂为酯肪伯胺。
2.根据权利要求1所述的B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法,其特征是, 包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取原料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物A组分 40～60份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物B 40～60份、特殊硅烷改性的氢氧化镁250～300份、消烟剂5～10份、石蜡3~5份、润滑剂 15~20份、防粘剂 1~2份、防老剂1~2份、复配协效阻燃剂8~10份、交联剂3~5份、促进剂1~2份；所述的润滑剂为DOTP、硬脂酸锌、含氟聚合物中的一种或几种；
(2) 在上辅机中将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、特殊硅烷改性的氢氧化镁、消烟剂、石蜡、润滑剂、防粘剂、复配协效阻燃剂加入到密炼机中混合3~6min，密炼机内温度控制在90～110℃，得到混合物；
(3)将步骤(2) 得到的混合物进行混炼后卸料到开炼机；
(4)将混合物于开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.9～1.2mm，得到B1阻燃地铁直流牵引电缆用热固性无卤低烟低燃烧热值超阻燃乙烯-乙酸乙烯酯橡胶内护套料未加硫胶料，存放8h以上；
(5)然后将未加硫胶料加入密炼机进行混炼1~3min ，密炼机内温度控制在70～90℃，混炼结束之前30秒,将双叔丁基过氧异丙基苯和促进剂加入密炼机中，得到混合物；
(6)将步骤(5) 得到的混合物进行混炼后卸料到开炼机；在开炼机上打三角包3～4次，开炼机辊温控制在50℃；最后在压延机上出片，出片厚度控制在0.8～1.0mm，涂隔离粉，得到B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套胶料，在10～30℃环境温度下存放。
3.根据权利要求1所述的B1级阻燃电缆用无卤低烟乙烯-乙酸乙烯酯内护套料及制备方法,其特征是,所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物约占总重量的21%。
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