CN110041603A - 一种耐高温阻燃电缆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温阻燃电缆料,属于电缆材料技术领域,由以下重量份数原料制成:乙烯‑醋酸乙烯共聚物20‑28份、全氟醚橡胶10‑20份、高密度聚乙烯25‑33份、阻燃剂12‑15份、表面活性剂5‑10份、抗氧剂3‑7份、偶联剂2‑5份、陶土15‑22份、甲苯48‑55份。与传统的电缆材料及其制备工艺相比,本发明步骤简单,操作方便,性能稳定,材料氧指数达到69以上,且通过UL94标准,V‑0级,阻燃性能好;断裂伸长率达到711%以上,拉伸强度达到34.5Mpa以上,机械性能优异,200℃条件下,断裂伸长率达到535%以上,拉伸强度达到28.6Mpa以上,在高温条件下仍然保持优良的机械性能,综合性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域,具体涉及一种耐高温阻燃电缆料。
背景技术
随着经济的发展和科技的进步,电线电缆在各个行业和各个领域都得到广泛应用,对其性能的要求在逐渐提高。随着电气火灾事故的频繁发生,电线电缆的阻燃问题引起世界各国的重视。电线电缆的基料主要为PVC塑料,具有良好的物理机械性能,电线电缆是工农业生产和现代生活不可或缺的重要设施,在我国国民经济中占有非常重要的地位,但是,目前PVC电线电缆存在高温下易燃的安全隐患,容易造成电力中断,导致不必要的经济损失。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒、有腐蚀性的气体也是火灾中的一个隐患,在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火救援工作,使得人们的生命和财产都受到严重损失,为了减少火灾的发生,高阻燃性和耐高温性能也成为电线电缆行业的发展方向。目前市场上的电缆大多的阻燃性能不佳,不能很好阻止火势的蔓延,且耐高温性也不佳,影响电缆的使用寿命。添加各种阻燃剂是常规的阻燃方法,然而,传统阻燃方式赋予材料阻燃性能的同时,也常常伴随降低材料的强度、韧性等诸多其它物性的代价。因此,研制一种阻燃性能优异,耐高温的电缆料迫在眉睫。
公开号为CN105602080A的专利文献公开了一种高阻燃耐高温低烟电缆料及其制备方法,该高阻燃耐高温低烟电缆料由以下按照重量份的原料组成:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-75份、高岭土10-20份、基础树脂23-35份、碳化硅粉5-8份、碳酸钙粉5-15份、阻燃剂32-48份、阻燃助剂3-6份、抗氧化剂1-3份、热稳定剂4-9份、润滑剂2-5份和钛酸酯1-3份。该电缆料燃烧时低烟,主要优势在于五卤环保,但是常温及高温下,机械性能较差,断裂伸长率只有246%,氧指数只有32,阻燃效果不理想。
公开号为CN106832508A的专利文献公开了一种耐高温阻燃电缆料的制备方法,包括以下步骤:(1)复合材料的制备:将去离子水、氮化钛和有机溶剂混合后,混合球磨,得到混合浆料,将混合浆料烘干后,在1250-1350℃下烧结70-80min,接着在1400-1550℃下烧结45-65min,粉碎后得到复合材料;(2)基体材料的制备;(3)基体材料的辐射交联:将基体材料以150-250W的红外线照射10-15min,然后放置在电子加速器辐照装置中,以100-300kGy的辐射量辐射15-30s,得到耐高温阻燃电缆料。该电缆料使分子结构内部形成网状结构,将氢氧化镁渗透到体系内部,同时钛和硅抑制燃烧时产生的裂纹,但是氢氧化镁通过受热分解时释放出结合水,吸收大量的潜热,来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度,不能阻挡热传导,阻燃能力有限,且机械性能有待提高。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种耐高温阻燃电缆料,阻燃性能好,机械性能优良,耐高温,综合性能优异,使用寿命长。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种耐高温阻燃电缆料,由以下重量份数原料制成:乙烯-醋酸乙烯共聚物20-28份、全氟醚橡胶10-20份、高密度聚乙烯25-33份、阻燃剂12-15份、表面活性剂5-10份、抗氧剂3-7份、偶联剂2-5份、陶土15-22份、甲苯48-55份。
进一步的,乙烯-醋酸乙烯共聚物22-26份、全氟醚橡胶12-18份、高密度聚乙烯27-31份、阻燃剂12.5-14份、表面活性剂6-9份、抗氧剂3.5-6份、偶联剂3-4.5份、陶土17-20份、甲苯50-53份。
进一步的,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡或草酸铝中的一种或多种。
进一步的,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1:1.5-2.5:2-3。
进一步的,所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯或单月桂酸乙二醇酯。
进一步的,所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1098。
进一步的,所述偶联剂为KH-550或KH-560。
本发明的有益效果是:本发明采用乙烯-醋酸乙烯共聚物、全氟醚橡胶、高密度聚乙烯、阻燃剂、表面活性剂、抗氧剂、偶联剂、陶土等复合而成。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的柔韧性、弹性好,耐化学腐蚀,燃烧时发烟量低;全氟醚橡胶耐化学腐蚀,耐高温,耐热温度达到300℃;高密度聚乙烯耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好,燃烧时发烟量低,力学性能好。本发明以乙烯-醋酸乙烯共聚物、全氟醚橡胶、高密度聚乙烯为主料制备电缆料,在燃烧时发烟量少,产生的气体腐蚀性低,机械性能优异,耐高温。
阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡或草酸铝热稳定性好,提高材料的阻燃性能。三氧化锑能够覆盖于燃烧固相表面阻挡热传导和热辐射,从而起到阻燃的效果,氯化石蜡分解形成一层气膜,覆盖在燃烧固相表面,隔绝空气和热,草酸铝能够降低烟密度和生烟速度,燃烧时不产生腐蚀性气体,能够放出水蒸气、二氧化碳等气体,阻止材料燃烧,三者结合,协同作用,增强阻燃效果。表面活性剂单月桂酸山梨糖醇酯及单月桂酸乙二醇酯能够改善阻燃剂、陶土与聚合物的湿润性,增强体系的分散性。抗氧剂1010或抗氧剂1098提高材料的耐老化性能,延长使用寿命。偶联剂KH-550或KH-560,改善阻燃剂与乙烯-醋酸乙烯共聚物、全氟醚橡胶、高密度聚乙烯的相容性,使得阻燃剂具有更好的阻燃效果。陶土主要由水云母、高岭石、蒙脱石、石英及长石所组成的粉砂一砂质粘土,耐高温,耐腐蚀,阻燃性能好,降低电缆料的氧指数,抑制发烟量。甲苯为有机溶剂。
本发明先将乙烯-醋酸乙烯共聚物、全氟醚橡胶、高密度聚乙烯密炼后,再将阻燃剂、表面活性剂、抗氧剂、偶联剂、陶土混合后,二者混合密炼后,压制成型,得到的电缆料氧指数达到69以上,且通过UL94标准,V-0级,阻燃性能好;断裂伸长率达到711%以上,拉伸强度达到34.5Mpa以上,机械性能优异,200℃条件下,断裂伸长率达到535%以上,拉伸强度达到28.6Mpa以上,在高温条件下仍然保持优良的机械性能,综合性能优异。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
表1 实施例1-8 各原料的重量份数(份)
实施例1
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为三氧化二锑。所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述偶联剂为KH-550。
实施例2
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为氯化石蜡。所述表面活性剂为单月桂酸乙二醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1098。所述偶联剂为KH-560。
实施例3
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为草酸铝。所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述偶联剂为KH-550。
实施例4
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1:1.5:2。所述表面活性剂为单月桂酸乙二醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1098。所述偶联剂为KH-550。
实施例5
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1:1.8:2.2。所述表面活性剂为单月桂酸乙二醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述偶联剂为KH-560。
实施例6
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1:2:2.5。所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯或。所述抗氧剂为抗氧剂1098。所述偶联剂为KH-550。
实施例7
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1: 2.5: 3。所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述偶联剂为KH-560。
实施例8
本实施例提供一种耐高温阻燃电缆料,由如表1所述的各原料的重量份数制成。其中,所述阻燃剂为草酸铝。所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯。所述抗氧剂为抗氧剂1010。所述偶联剂为KH-550。
实施例1-8中,高密度聚乙烯的密度为0.94-0.96g/cm3,电绝缘性能优异,具有很好的防水性和抗冲击性。
本发明实施例1-8中耐高温阻燃电缆料的制备方法包含以下步骤:
S1:将聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、全氟醚橡胶、高密度聚乙烯和2/3重量份数的甲苯混合置于密炼机中130℃, 以300r/min的转速密炼10min,得到混合料一;
S2:将阻燃剂、表面活性剂、抗氧剂、偶联剂、陶土和余下1/3重量份数的甲苯混合后,置于30℃的搅拌机中以200r/min的转速搅拌30min,得到混合料二;
S3:将步骤S2得到的混合料二加入步骤S1得到的混合料一中,密炼机设置温度为60℃,先以200r/min的转速密炼3min后,再以300r/min的转速密炼10min,得到混合料三;
S4:将步骤S3得到的混合料三置于平板硫化机中,150℃压制10min即可。
对比例1
本对比例提供一种耐高温阻燃电缆料,与实施例1不同的是,本对比例中不含全氟橡胶。
对比例2
本对比例提供一种耐高温阻燃电缆料,与实施例1不同的是,本对比例中不含阻燃剂。
对比例3
本对比例提供一种耐高温阻燃电缆料,与实施例1不同的是,本对比例中不含表面活性剂。
测试方法
将实施例1-8及对比例1-3的耐高温阻燃电缆料测试结果见表2。
氧指数测试依据GB /T 2406-93标准执行。
阻燃性能测试按照UL94标准执行,厚度为3mm。
力学性能测试按照GB /T 1040-92标准执行。
耐高温性测试按照HG/T3868-2008标准执行,实验温度为200℃。
表2 实施例1-8及对比例1-3耐高温阻燃电缆料测试结果
结合表2,对本发明实施例1-8及对比例1-3耐高温阻燃电缆料的性能进行测试,可以看出,实施例1-8电耐高温阻燃电缆料均表现出良好的综合性能:材料的氧指数达到69以上,且通过UL94标准,V-0级,阻燃性能好;断裂伸长率达到711%以上,拉伸强度达到34.5Mpa以上,机械性能优异,200℃条件下,断裂伸长率达到535%以上,拉伸强度达到28.6Mpa以上,在高温条件下仍然保持优良的机械性能。对比例1不含全氟橡胶,材料的机械性能和阻燃性能有所下降,对比例2中不含阻燃剂,材料的阻燃性能最差。对比例3不含表面活性剂,材料的综合性能明显下降,说明本申请的工艺和配方适配性好。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:由以下重量份数原料制成:乙烯-醋酸乙烯共聚物20-28份、全氟醚橡胶10-20份、高密度聚乙烯25-33份、阻燃剂12-15份、表面活性剂5-10份、抗氧剂3-7份、偶联剂2-5份、陶土15-22份、甲苯48-55份。
2.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:由以下重量份数原料制成:乙烯-醋酸乙烯共聚物22-26份、全氟醚橡胶12-18份、高密度聚乙烯27-31份、阻燃剂12.5-14份、表面活性剂6-9份、抗氧剂3.5-6份、偶联剂3-4.5份、陶土17-20份、甲苯50-53份。
3.如权利要求1或2所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡或草酸铝中的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:所述阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡和草酸铝的混合物,重量比三氧化二锑:氯化石蜡:草酸铝为1:1.5-2.5:2-3。
5.如权利要求1或2所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:所述表面活性剂为单月桂酸山梨糖醇酯或单月桂酸乙二醇酯。
6.如权利要求1或2所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1098。
7.如权利要求1或2所述的一种耐高温阻燃电缆料,其特征在于:所述偶联剂为KH-550或KH-560。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190723 |