CN110746682A - 一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其包括如下重量份数的组分：聚烯烃弹性体60‑90份；相容剂10‑15份；无机阻燃剂8‑14份；助剂1‑10份；交联剂3‑5份；抗氧剂1‑10份；润滑剂1‑10份。本发明还公开了所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的制备方法。本发明轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，一是通过辐照交联的方式来提高聚烯烃弹性体的基础性能，增加电线电缆料的稳定性，提高电线电缆料的耐油性能和环境使用性能；二是加入一些分散剂使无机阻燃剂在聚烯烃弹性体内分散更好，提高电线电缆料的阻燃性能，从而改善电线电缆料挤出加工时的表面破裂问题，增强电线电缆料的电性能。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆料技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步与发展，我国轨道交通建设步伐加快，铁路运营里程数的增加，带动了轨道交通设备的需求量的扩容，电线电缆需求量也随之攀升。轨道交通车辆用电线电缆的要求主要有：(1)电性能：GB/T 12528-2008规定额定电压为3KV及以下轨道交通车辆用电缆；(2)阻燃性能：由于轨道交通车辆人流比较密集，必须选用低烟无卤阻燃材料，这样电缆在火灾环境中不但自身具有阻燃性，而且不释放浓烟和有害物质，减少对人体的二次危害；(3)环境性能：由于电缆使用环境是限制，电缆具有防水，耐油，抗老化性能，电缆使用寿命长，可以长时间使用不用维修，节约维修成本和时间。
普通轨道交通车辆用的电线电缆材料主要有橡胶系和塑料系这两种：(1)橡胶系电线电缆材料主要以橡胶类树脂为主要载体，由于橡胶类树脂自身分子结构的原因主要会出现会以下几种问题：一是耐低温效果不好，二是阻燃剂在橡胶类树脂中分散不均匀，影响电线电缆的阻燃性能，电缆易被电火花击穿，电性能不稳定；(2)塑料系电线电缆材料主要以高VA含量的树脂为载体，由于VA含量过高，导致电缆在燃料油和矿物油使用中，易被腐蚀，电缆耐油性不稳定。
弹性体材料，如TPV、TPE、TPU等，它既具有橡皮材料的柔软特性，又具有塑料的加工特性，目前已广泛应用于特种线缆行业，尤其是辐照交联技术的融入，提高了弹性体的材料的耐温等级、耐油、耐老化、耐溶剂等特性，使其完全可满足轨道交通车辆电缆的技术要求。市面上最为常见的是乙丙橡胶绝缘轨道交通电缆，这种电缆采用的是连续蒸气硫化管道生产工艺，不仅流程复杂、能耗高，而且对厂房设计、制造设备等都有很高的要求，投入也较大，尤其对制造人员的技术水平要求极高。由于开机情况下连硫管道是封闭的，无法直观地观察到电缆的外观状况，因此产品质量难以控制，良品率低，制造浪费很大，生产小截面线缆更是难上加难，并且耐温等级只能达到90℃，不利于生产乙丙橡胶绝缘轨道交通车辆电缆。现在市面上出现了其他高性能弹性体为载体的轨道交通车辆用电线电缆料，但它们普遍存在综合性能还有待进一步改善的缺陷。
因此，开发一种综合性能优异的轨道交通车辆用电线电缆料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进电线电缆行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料及其制备方法，该轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料通过辐照交联的方式提高了聚烯烃弹性体的基础性能，增加了电线电缆料的稳定性，提高了电线电缆料的耐油性能和环境使用性能；通过加入一些分散剂使无机阻燃剂在聚烯烃弹性体内分散更好，提高电线电缆料的阻燃性能，从而改善电线电缆料挤出加工时的表面破裂问题，增强电线电缆料的电性能。
本发明的第一个目的在于提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其包括如下重量份数的组分：
所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料是采用辐照交联的方式进行制备；所述聚烯烃弹性体是由乙烯和醋酸乙烯共聚物和POE聚烯烃弹性体按质量比1:(2-4)混合而成。
进一步地，所述辐射交联的辐射源为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子束中的一种。
进一步地，所述乙烯和醋酸乙烯共聚物的VA含量为28-40％。
进一步地，所述润滑剂为选自硅酮、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钡中的一种或多种。
进一步地，所述抗氧剂为选自抗氧剂DSTP和抗氧剂1010中的至少一种。
进一步地，所述交联剂为TAIC、烯丙哌三嗪、六氟双酚A二丙烯酸酯中的至少一种。
进一步地，所述助剂为高岭土、粉煤灰、火山灰、凹凸棒土中的至少一种。
进一步地，所述无机阻燃剂为氢氧化钠、氢氧化镁中的一种；所述无机阻燃剂为表面经过耐油处理的无机阻燃剂。
优选地，所述表面经过耐油处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯分散到乙醇中，以2800-3200r/min的速度搅拌20-30min即可。
优选地，所述无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯、乙醇的质量比(3-5):1:0.2:0.1:(10-20)。
进一步地，所述相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)密炼机加热密炼成型：将各组分按比例混合均匀后，加入密炼机，在135-155℃下密炼20-30分钟；
(2)单双螺杆组合造粒：将经过步骤(1)密炼后的胶料加入单双螺杆挤出机在220-230℃下组合造粒；得到中间体；
(3)辐射交联：用辐射源辐射中间体2-5分钟进行辐射交联，得到所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，一是通过辐照交联的方式来提高聚烯烃弹性体的基础性能，增加电线电缆料的稳定性，提高电线电缆料的耐油性能和环境使用性能；二是加入一些分散剂使无机阻燃剂在聚烯烃弹性体内分散更好，提高电线电缆料的阻燃性能，从而改善电线电缆料挤出加工时的表面破裂问题，增强电线电缆料的电性能。
具体实施方式
下面对本发明优选实施方案进行详细说明。
本发明提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其包括如下重量份数的组分：
所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料是采用辐照交联的方式进行制备；所述聚烯烃弹性体是由乙烯和醋酸乙烯共聚物和POE聚烯烃弹性体按质量比1:(2-4)混合而成。
进一步地，所述辐射交联的辐射源为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子束中的一种；所述乙烯和醋酸乙烯共聚物的VA含量为28-40％；所述润滑剂为选自硅酮、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钡中的一种或多种；所述抗氧剂为选自抗氧剂DSTP和抗氧剂1010中的至少一种；所述交联剂为TAIC、烯丙哌三嗪、六氟双酚A二丙烯酸酯中的至少一种；所述助剂为高岭土、粉煤灰、火山灰、凹凸棒土中的至少一种；所述无机阻燃剂为氢氧化钠、氢氧化镁中的一种；所述无机阻燃剂为表面经过耐油处理的无机阻燃剂。
优选地，所述表面经过耐油处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯分散到乙醇中，以2800-3200r/min的速度搅拌20-30min即可；所述无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯、乙醇的质量比(3-5):1:0.2:0.1:(10-20)。
进一步地，所述相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)密炼机加热密炼成型：将各组分按比例混合均匀后，加入密炼机，在135-155℃下密炼20-30分钟；
(2)单双螺杆组合造粒：将经过步骤(1)密炼后的胶料加入单双螺杆挤出机在220-230℃下组合造粒；得到中间体；
(3)辐射交联：用辐射源辐射中间体2-5分钟进行辐射交联，得到所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，一是通过辐照交联的方式来提高聚烯烃弹性体的基础性能，增加电线电缆料的稳定性，提高电线电缆料的耐油性能和环境使用性能；二是加入一些分散剂使无机阻燃剂在聚烯烃弹性体内分散更好，提高电线电缆料的阻燃性能，从而改善电线电缆料挤出加工时的表面破裂问题，增强电线电缆料的电性能。
实施例1
实施例1提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其包括如下重量份数的组分：
所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料是采用辐照交联的方式进行制备；所述聚烯烃弹性体是由乙烯和醋酸乙烯共聚物和POE聚烯烃弹性体按质量比1:2混合而成。
所述辐射交联的辐射源为α射线；所述乙烯和醋酸乙烯共聚物的VA含量为28％；所述润滑剂为硅酮；所述抗氧剂为抗氧剂DSTP；所述交联剂为TAIC；所述助剂为高岭土；所述无机阻燃剂为氢氧化钠；所述无机阻燃剂为表面经过耐油处理的无机阻燃剂。
所述表面经过耐油处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯分散到乙醇中，以2800r/min的速度搅拌20min即可；所述无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯、乙醇的质量比3:1:0.2:0.1:10。
所述相容剂为PE-g-ST。
一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)密炼机加热密炼成型：将各组分按比例混合均匀后，加入密炼机，在135℃下密炼20分钟；
(2)单双螺杆组合造粒：将经过步骤(1)密炼后的胶料加入单双螺杆挤出机在220℃下组合造粒；得到中间体；
(3)辐射交联：用辐射源辐射中间体2分钟进行辐射交联，得到所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料。
实施例2
实施例2提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，其包括如下重量份数的组分：
实施例3
实施例3提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，其包括如下重量份数的组分：
实施例4
实施例4提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述交联剂为烯丙哌三嗪；所述助剂为粉煤灰。
实施例5
实施例5提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述交联剂为六氟双酚A二丙烯酸酯；所述助剂为火山灰。
对比例1
对比例1提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加助剂。
对比例2
对比例2提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加无机阻燃剂没有经过表面耐油处理。
对比例3
对比例3提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加交联剂。
对比例3
对比例3提供一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，所述聚烯烃弹性体是POE聚烯烃弹性体。
为了进一步说明本发明实施例公开的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的有益技术效果，对各例所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的相关性能按照国标进行测试，测试结果见表1。
表1实施例1-5及对比例1-3的物化性能测试结果
从表1可以看出，本发明实施例中公开的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料具有更加优异的阻燃性，绝缘性、机械力学性能和耐老化性；助剂、表面耐油处理、交联剂和乙烯和醋酸乙烯共聚物的添加对上述性能的改善均优异，本发明实施例中轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料优异的综合性能是上述各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：其包括如下重量份数的组分：
聚烯烃弹性体 60-90份；
相容剂 10-15份；
无机阻燃剂 8-14份；
助剂 1-10份；
交联剂 3-5份；
抗氧剂 1-10份；
润滑剂 1-10份；
所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料是采用辐照交联的方式进行制备；所述聚烯烃弹性体是由乙烯和醋酸乙烯共聚物和POE聚烯烃弹性体按质量比1:(2-4)混合而成。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述辐射交联的辐射源为α射线、β射线、γ射线、x射线、电子束中的一种。
3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述乙烯和醋酸乙烯共聚物的VA含量为28-40%。
4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述润滑剂为选自硅酮、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为选自抗氧剂DSTP和抗氧剂1010中的至少一种；所述交联剂为TAIC、烯丙哌三嗪、六氟双酚A二丙烯酸酯中的至少一种；所述助剂为高岭土、粉煤灰、火山灰、凹凸棒土中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化钠、氢氧化镁中的一种；所述无机阻燃剂为表面经过耐油处理的无机阻燃剂。
7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述表面经过耐油处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯分散到乙醇中，以2800-3200r/min的速度搅拌20-30min即可。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述无机阻燃剂、十八烷基三甲氧基硅烷、2-金刚烷基丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯酚酯、乙醇的质量比(3-5):1:0.2:0.1:(10-20)。
9.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）密炼机加热密炼成型：将各组分按比例混合均匀后，加入密炼机，在135-155℃下密炼20-30分钟；
（2）单双螺杆组合造粒：将经过步骤（1）密炼后的胶料加入单双螺杆挤出机在220-230℃下组合造粒；得到中间体；
（3）辐射交联：用辐射源辐射中间体2-5分钟进行辐射交联，得到所述轨道交通车辆用耐油辐照交联电线电缆料。
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