CN110607022B - 用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆 - Google Patents

用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆，涉及工业电缆技术领域。用于机车电缆外护套的复合材料的原料包括乙烯‑醋酸乙烯共聚物树脂12‑23份、聚烯烃弹性体树脂2‑7份、线型低密度聚乙烯树脂13‑25份、高密度聚乙烯树脂1‑4份、马来酸酐接枝POE3‑10份、抗氧剂0.1‑0.8份、辐照交联剂0.1‑0.8份、有机磷阻燃剂1‑13份、碳酸镁钙20‑50份和有机硅阻燃剂1‑7份，能够赋予材料很好的阻燃性能和耐高低温性能。该制备方法以上述配方为原料。该机车电缆的外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料，能够在超低温和超高温下工作，具备很好的阻燃性能。

Description

用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套 和机车电缆
技术领域
本发明涉及工业电缆技术领域，且特别涉及用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆。
背景技术
国家铁路系统紧随国家发展线路，不断提高高速铁路的舒适性、高速性、安全性来满足乘客对高速铁路的要求。因此就必须要求机车车辆电缆必须在机车高速运转过程中持续稳定的传输电力或信号，并且具有无卤、低烟、耐超高低温、环保、耐油、高阻燃等性能。现有的机车车辆电缆不能完全达到上述要求，特别是燃烧性能和耐超高低温性能不能满足要求。
鉴于此，提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，旨在提升复合材料的燃烧性能和耐超高低温性能。
本发明的另一目的在于提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，其简便易行，制备得到的复合材料具备很好的燃烧性能，且能够在超低温度和超高温度下工作。
本发明的第三目的在于一种电缆外护套，由上述用于机车电缆外护套的复合材料制备而得，具备优异的阻燃性能和耐超高低温性能。
本发明的第四目的在于提供一种机车电缆，其外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料，是一种具备很好阻燃性能和耐超高低温性能的电缆材料。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂12-23份、聚烯烃弹性体树脂2-7份、线型低密度聚乙烯树脂13-25份、高密度聚乙烯树脂1-4份、马来酸酐接枝POE3-10份、抗氧剂0.1-0.8份、辐照交联剂0.1-0.8份、有机磷阻燃剂1-13份、碳酸镁钙20-50份和有机硅阻燃剂1-7份。
本发明还提出一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将原料中的各组分混合。
本发明还提出一种电缆外护套，由上述用于机车电缆外护套的复合材料制备而得。
本发明还提出一种机车电缆，包括外护套，且外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料或上述制备方法制备得到的复合材料。
本发明实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的有益效果是：其通过改进机车电缆外护套的材料组成，利用乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂、聚烯烃弹性体树脂、线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、马来酸酐接枝POE、抗氧剂、辐照交联剂、有机磷阻燃剂、碳酸镁钙和有机硅阻燃剂的配合，赋予材料很好的阻燃性能和耐高低温性能。
其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂和聚烯烃弹性体树脂对于提升材料的耐低温性能作用十分明显；线型低密度聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂对于提升材料的机械性能如抗张强度保留率、断裂伸长率保留率等方面具备重要作用；抗氧剂有利于使电缆在高温下仍能正常传输电力或信号；有机磷阻燃剂、碳酸镁钙和有机硅阻燃剂提升了电缆材料的阻燃性能。
本发明还提供了一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，其简便易行，制备得到的外护套用于电缆后能够显著增强电缆的综合性能，特别是阻燃性能和耐高低温性能。
本发明还提供了一种电缆外护套及机车电缆，外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料或上述制备方法制备得到的复合材料，该机车电缆能够在超低温和超高温下工作，具备很好的阻燃性能，适合于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电缆的结构示意图。
图标：100-外护套；200-缆芯；210-包带；220-导体材料；230-绝缘材料；240-空隙填充材料；300-金属屏蔽层；310-铝箔层；320-镀锡铜丝层；400-阻燃层。
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，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法、电缆外护套和机车电缆进行具体说明。
本发明实施例提供的一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(EVA)12-23份、聚烯烃弹性体树脂2-7份、线型低密度聚乙烯树脂(LLDPE)13-25份、高密度聚乙烯树脂(HDPE)1-4份、马来酸酐接枝POE3-10份、抗氧剂0.1-0.8份、辐照交联剂0.1-0.8份、有机磷阻燃剂1-13份、碳酸镁钙20-50份和有机硅阻燃剂1-7份。
需要说明的是，发明人通过改进外护套的配方组成，使材料用于电缆后能够显著电缆的阻燃性能和耐超高低温性能。其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂和聚烯烃弹性体树脂对于提升材料的耐低温性能作用十分明显，在优选的范围用量内可以使电缆在-50℃的条件下不开裂。线型低密度聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂对于提升材料的机械性能如抗张强度保留率、断裂伸长率保留率等方面具备重要作用，保证成品护套在浸矿物油油温100℃时间70h，浸油后护套的抗张强度保留率≥0.7，断裂伸长率保留率≥0.6；浸燃料油油温70℃时间168h，浸油后护套的抗张强度保留率≥0.7，断裂伸长率保留率≥0.6。抗氧剂有利于使电缆在高温下(如150℃)仍能正常传输电力或信号。有机磷阻燃剂、碳酸镁钙和有机硅阻燃剂提升了电缆材料的燃烧性能，保证成品电缆成束燃烧性能达到A类。
需要补充的是，该复合材料配方中各组分的用量需要进行严格控制，若超出上述范围均会导致综合性能的下降，如燃烧性能达不到A类，或者耐高低温性能下降。
为了进一步提升复合材料用于外护套时的综合性能，特别是阻燃性能和耐高低温性能，发明人对配方中各组分的用量做了进一步优化。优选地，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂为14-20份、聚烯烃弹性体树脂为2-6份、线型低密度聚乙烯树脂为15-22份、高密度聚乙烯树脂为1-4份、马来酸酐接枝POE为4-8份、抗氧剂为0.2-0.7份、辐照交联剂为0.2-0.7份、有机磷阻燃剂为1-10份、碳酸镁钙为32-38份和有机硅阻燃剂为1-5份；更优选地，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂为15-18份、聚烯烃弹性体树脂为3-5份、线型低密度聚乙烯树脂为17-20份、高密度聚乙烯树脂为2-3份、马来酸酐接枝POE为5-7份、抗氧剂为0.3-0.5份、辐照交联剂为0.3-0.5份、有机磷阻燃剂为2-9份、碳酸镁钙为34-37份和有机硅阻燃剂为2-4份。
通过进一步调控各组分的用量，使外护套用于电缆后的各项性能达到最佳，燃烧性能达到A类，能够在-50℃的条件下和150℃的条件下工作。
需要说明的是，以上原料均为市购原料，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(EVA)购自杜邦公司，型号为260；聚烯烃弹性体树脂购自埃克斯美孚公司，型号为9071；线型低密度聚乙烯树脂(LLDPE)购自沙伯基础公司，型号为218；高密度聚乙烯树脂(HDPE)购自陶氏公司，型号为3364；马来酸酐接枝POE为自制原料，具体方法：参照《马来酸酐接枝POE的制备及其对塑料增韧增容研究》上海大学材料科学与工程学院上海大学理学硕士学位论文。
进一步地，抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种，发明人发现以上两种抗氧化剂适合于本发明实施例中的配方体系，能够显著改善材料的耐高温性能。
优选地，辐照交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)，采用该交联剂能够使各组分混合均匀，有利于进一步提升材料的综合性能。
优选地，有机磷阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)；有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷阻燃剂。发明人利用有机磷阻燃剂和有机硅阻燃剂的配合提升材料的阻燃性能，但是不是所有的有机磷阻燃剂和有机硅阻燃剂均适合于本发明实施例提供的配方体系，采用以上优选的原料能够进一步保证材料的阻燃性能，而不影响其他性能的提升。
本发明实施例还提供了一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括：将原料中的各组分混合，制备方法简便易行，直接将上述原料混合即可，使制备得到的外护套用于电缆后具备十分优异的阻燃性能和耐高低温性能。
进一步地，混合温度为130-170℃，混合时间为5-15min；优选地，混合温度为140-160℃，混合时间为7-9min。混合温度和混合时间控制在上述范围内为宜，能够使各组分充分地混合均匀，保证材料的阻燃性能和耐高低温性能。
本发明实施例还提供了一种电缆外护套，其由上述复合材料制备而得。电缆外护套的制备方法属于现有技术，护套挤出方式采用半挤压式，提高线缆圆整度及护套的贴附性。在实际操作时，采用短嘴模芯和任何一种模套配合，模芯嘴的承线径伸到模套承线径的1/2处。模芯的尺寸可以适当增大，从而在挤包较大外径的绞线不致出现刮伤、卡牢，也能防止因导线外径变小而在模芯内摆动所致的偏芯。最重要的是挤出中有一定的压力，压力大于挤管式，又小于挤压式，以合适的压力压实塑料胶层。
本发明实施例还提供了一种机车电缆，包括外护套，且外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料或上述制备方法制备得到的复合材料。利用外护套材料配方的改进使电缆材料的阻燃性能、耐高低温性能均显著提升，能够适应日益严苛的工艺要求。
在一些实施例中，如图1所示，在外护套100内由里至外依次设置有缆芯200、金属屏蔽层300和阻燃层400。发明人进一步对电缆其他部分的材料进行改进，以进一步提升电缆的综合性能。
其中，缆芯200包括包带210和位于包带210内的填充组合材料，填充组合材料包括导体材料220、绝缘材料230和空隙填充材料240，绝缘材料230包裹导体材料220，空隙填充材料240分布于绝缘材料230和包带210之间的空隙中；优选地，绝缘材料230包裹导体材料220形成一个复合管状结构；更优选地，复合管状结构为至少2个。通过缆芯200的结构改进能够使电缆的整体结构更加合理，有利于进一步提升电缆综合性能。
优选地，空隙填充材料240为膨化玻纤绳，能够提高整个产品的低烟无卤性能，用物理或化学方法将玻纤绳软化并且降低材料密度，其阻燃性能、强度及密度均优于常见的阻燃填充材料如阻燃PP、玻纤绳、岩棉绳。
优选地，导体材料220为镀锡软铜，镀锡铜相比裸铜在高温或潮湿环境中有优良的耐腐蚀性，相比镀银铜、合金铜等价格低廉，综合来看镀锡铜有优越的性价比。
优选地，绝缘材料230为交联聚烯烃(购自苏州美昱高分子材料有限公司，型号为MG80017U-125)，采用低烟无卤高阻燃高温绝缘料，使用温度从125℃提高到150℃，载流量提高10％。在一些实施例中，包带210可以为聚酯带。
优选地，金属屏蔽层300包括铝箔层310和镀锡铜丝层320，铝箔层310位于包带210和镀锡铜丝层320之间。采用铝箔和镀锡铜双层屏蔽，极大的提高了产品的屏蔽效果，单层镀锡铜屏蔽对应的屏蔽抑制系数为0.05，铝箔层310和镀锡铜丝层320的双层屏蔽对应的屏蔽抑制系数为0.01。
优选地，阻燃层400为高阻燃低烟无卤包带(购自扬州高新电缆材料有限公司，型号为PB-3)，是使用物理或化学方法，在阻燃织物表面形成致密低烟无卤材料，使其具有低烟无卤阻燃性能，降低了烟雾产生的量。
需要补充的是，电缆的制备工艺为现有技术，采用逐层包覆的工艺，形成图1中的电缆结构，具体工艺过程在此不做过多赘述。护套挤出方式采用半挤压式，提高线缆圆整度及护套的贴附性。合理设计电缆中导体的单丝直径、束绞节径比和线芯的绞合节径比和绞合方向，确保电缆的柔软性。具体为：采用第5种导体，并且导体和成缆以较小节径比进行绞合，导体和成缆方向保持同向。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂12份、聚烯烃弹性体树脂2份、线型低密度聚乙烯树脂13份、高密度聚乙烯树脂1份、马来酸酐接枝POE3份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.1份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物1份、碳酸镁钙20份和聚硅硼氧烷阻燃剂1份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在130℃的条件下搅拌15min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8-9页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；空隙填充材料为膨化玻纤绳；导体材料为镀锡软铜；绝缘材料为交联聚烯烃；包带为聚酯带；金属屏蔽层包括铝箔层和镀锡铜丝层，且铝箔层位于包带和镀锡铜丝层之间；阻燃层为高阻燃低烟无卤包带。
实施例2
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂23份、聚烯烃弹性体树脂7份、线型低密度聚乙烯树脂25份、高密度聚乙烯树脂4份、马来酸酐接枝POE10份、硫代二丙酸双月桂酯0.8份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.8份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物13份、碳酸镁钙50份和聚硅硼氧烷阻燃剂7份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在170℃的条件下搅拌5min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8-9页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例1。
实施例3
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂14份、聚烯烃弹性体树脂2份、线型低密度聚乙烯树脂15份、高密度聚乙烯树脂1份、马来酸酐接枝POE4份、硫代二丙酸双月桂酯0.2份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物1份、碳酸镁钙32份和聚硅硼氧烷阻燃剂1份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在140℃的条件下搅拌9min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8-9页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例1。
实施例4
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂20份、聚烯烃弹性体树脂6份、线型低密度聚乙烯树脂22份、高密度聚乙烯树脂4份、马来酸酐接枝POE8份、硫代二丙酸双月桂酯0.7份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.7份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物10份、碳酸镁钙38份和聚硅硼氧烷阻燃剂5份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在160℃的条件下搅拌7min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8-9页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例1。
实施例5
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂15份、聚烯烃弹性体树脂3份、线型低密度聚乙烯树脂17份、高密度聚乙烯树脂2份、马来酸酐接枝POE5份、硫代二丙酸双月桂酯0.3份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.3份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物2份、碳酸镁钙34份和聚硅硼氧烷阻燃剂2份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在150℃的条件下搅拌8min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例1。
实施例6
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂18份、聚烯烃弹性体树脂5份、线型低密度聚乙烯树脂20份、高密度聚乙烯树脂3份、马来酸酐接枝POE7份、硫代二丙酸双月桂酯0.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.5份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物9份、碳酸镁钙37份和聚硅硼氧烷阻燃剂4份。
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，包括将本实施例中提供的上述原料按比例混合，在150℃的条件下搅拌8min。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例1。
实施例7
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：将膨化玻纤绳替换为阻燃PP(聚丙烯共聚物)。
实施例8
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：将膨化玻纤绳替换为玻纤绳。
实施例9
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：将膨化玻纤绳替换为岩棉绳。
实施例10
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：将金属屏蔽层中铝箔层和镀锡铜丝层形成的双层屏蔽结构，替换为单层的镀锡铜丝层。
实施例11
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：将金属屏蔽层中铝箔层和镀锡铜丝层形成的双层屏蔽结构，替换为单层的铝箔层。
实施例12
本实施例提供的用于机车电缆外护套的复合材料及其制备方法，请参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供一种机车电缆，与实施例6不同之处仅在于：不设置阻燃层。
实施例13
本实施例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料与实施例6大致相同，不同之处仅在于:将抗氧剂硫代二丙酸双月桂酯替换为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
本实施例还提供了一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，采用本对比例中的上述原料，具体步骤参照实施例6。
本实施例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本实施例还提供了一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例6。
对比例1
本对比例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，按重量份数计，其原料与实施例6大致相同，不同之处仅在于:将有机硅阻燃剂替换为等量的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物。
本对比例还提供了一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，采用本对比例中的上述原料，具体步骤参照实施例6。
本对比例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本对比例还提供了一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例6。
对比例2
本对比例提供一种用于机车电缆外护套的复合材料，其采用现有组分配方，按重量份数计，包括其原料与实施例6大致相同，不同之处仅在于：碳酸镁钙的量10份和有机硅阻燃1份。
本对比例还提供了一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，采用本对比例中的上述原料，具体步骤参照实施例6。
本对比例提供一种电缆外护套，其由上述制备方法制备得到的复合材料挤压成型。
本对比例还提供了一种机车电缆，其结构如图1所示(参照说明书第8页内容)，外护套的材料采用上述复合材料；其他各层材料参照实施例6。
试验例1
将实施例1-6和实施例13中制备得到电缆外护套的性能，包括成束燃烧级别、透光率、低温性能、第一抗张强度保留率、第一断裂伸长率保留率、第二抗张强度保留率和第二断裂伸长率保留率，测试结果见表1。
测试方法：(1)成束燃烧级别的测试参照国标GB/T 18380.33；(2)透光率的测试参照国标GB/T 17651.2；(3)低温性能的测试参照国标GB/T 2951.14；(4)第一抗张强度保留率和第一断裂伸长率保留率的测试时将成品护套在浸矿物油油温100℃时间70h，测试方法参照GB/T 2951.21。(5)第二抗张强度保留率和第二断裂伸长率保留率的测试时将成品护套在浸矿物油油温70℃时间168h，测试方法参照GB/T 2951.21。
表1电缆外护套综合性能测试结果
Figure BDA0002227612870000191
试验例2
将实施例1-13以及对比例1-2中制备得到电缆材料的性能，包括成束燃烧级别，测试方法：成束燃烧级别的测试参照国标GB/T 18380.33。
实施例1-13中制备得到的电缆材料的成束燃烧级别依次为：C类、A类、B类、A类、A类、A类、B类、A类、A类、B类、B类、B类、A类；对比例1-2中制备得到的电缆材料的成束燃烧级别依次为：B类、C类。
对比实施例6和实施例7-13可知，膨化玻纤绳的选择、铝箔层和镀锡铜丝层形成的双层屏蔽结构、阻燃层以及外护套配方中抗氧剂的选择具备突出的优越性。
综上所述，本发明提供的用于机车电缆外护套的复合材料的有益效果是：其通过改进机车电缆外护套的材料组成，利用乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂、聚烯烃弹性体树脂、线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、马来酸酐接枝POE、抗氧剂、辐照交联剂、有机磷阻燃剂、碳酸镁钙和有机硅阻燃剂的配合，赋予材料很好的阻燃性能和耐高低温性能，能有效的改善现有普通机车线缆的环保和安全性能。
本发明实施例提供的一种用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，其简便易行，制备得到的外护套用于电缆后能够显著增强电缆的综合性能，特别是阻燃性能和耐高低温性能。
本发明实施例提供的一种电缆外护套及机车电缆，其外护套的材料为上述用于机车电缆外护套的复合材料或上述制备方法制备得到的复合材料，该机车电缆能够在超低温和超高温下工作，具备很好的阻燃性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (20)

1.一种用于机车电缆外护套的复合材料，其特征在于，按重量份数计，其原料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂12-23份、聚烯烃弹性体树脂2-7份、线型低密度聚乙烯树脂13-25份、高密度聚乙烯树脂1-4份、马来酸酐接枝POE3-10份、抗氧剂0.1-0.8份、辐照交联剂0.1-0.8份、有机磷阻燃剂1-13份、碳酸镁钙20-50份和有机硅阻燃剂1-7份；
所述有机磷阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷阻燃剂；
所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于机车电缆外护套的复合材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂为14-20份、所述聚烯烃弹性体树脂为2-6份、所述线型低密度聚乙烯树脂为15-22份、所述高密度聚乙烯树脂为1-4份、所述马来酸酐接枝POE为4-8份、所述抗氧剂为0.2-0.7份、所述辐照交联剂为0.2-0.7份、所述有机磷阻燃剂为1-10份、所述碳酸镁钙为32-38份和所述有机硅阻燃剂为1-5份。
3.根据权利要求2所述的用于机车电缆外护套的复合材料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂为15-18份、所述聚烯烃弹性体树脂为3-5份、所述线型低密度聚乙烯树脂为17-20份、所述高密度聚乙烯树脂为2-3份、所述马来酸酐接枝POE为5-7份、所述抗氧剂为0.3-0.5份、所述辐照交联剂为0.3-0.5份、所述有机磷阻燃剂为2-9份、所述碳酸镁钙为34-37份和所述有机硅阻燃剂为2-4份。
4.根据权利要求1所述的用于机车电缆外护套的复合材料，其特征在于，所述辐照交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
5.根据权利要求1-4中任一项所述用于机车电缆外护套的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将原料中的各组分混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合温度为130-170℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，混合温度为140-160℃。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合时间为5-15min。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合时间为7-9min。
10.一种电缆外护套，其特征在于，由权利要求1-4中任一项所述用于机车电缆外护套的复合材料或权利要求5-9中任一项所述制备方法制备得到的复合材料制备而得。
11.一种机车电缆，其特征在于，包括外护套，且所述外护套的材料为权利要求1-4中任一项所述的用于机车电缆外护套的复合材料或权利要求5-9中任一项所述制备方法制备得到的复合材料。
12.根据权利要求11所述的机车电缆，其特征在于，在所述外护套内由里至外依次设置有缆芯、金属屏蔽层和阻燃层。
13.根据权利要求12所述的机车电缆，其特征在于，所述缆芯包括包带和位于包带内的填充组合材料，所述填充组合材料包括导体材料、绝缘材料和空隙填充材料，所述绝缘材料包裹所述导体材料，所述空隙填充材料分布于所述绝缘材料和所述包带之间的空隙中。
14.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述绝缘材料包裹所述导体材料形成一个复合管状结构；所述复合管状结构为至少2个。
15.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述空隙填充材料为膨化玻纤绳。
16.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述导体材料为镀锡软铜。
17.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述绝缘材料为交联聚烯烃。
18.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述包带为聚酯带。
19.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述金属屏蔽层包括铝箔层和镀锡铜丝层，所述铝箔层位于包带和所述镀锡铜丝层之间。
20.根据权利要求13所述的机车电缆，其特征在于，所述阻燃层为高阻燃低烟无卤包带。
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