CN110746704A - 一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法，属于电缆材料技术领域。该电缆料的原料以重量份计包括：乙丙橡胶40‑50份，乙烯醋酸乙烯共聚物15‑30份，液体顺丁橡胶5‑10份，氢化苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物5‑10份，马来酸酐接枝改性树脂10‑15份，无卤阻燃剂100‑120份，阻燃增效剂10‑15份，抗氧剂1.2‑3.0份，交联剂2‑3份，增塑剂15‑20份，加工助剂2‑3份。本发明所述的电缆料不仅无卤素、重金属元素等对环境有害的成分，而且还具有良好的耐高低温、耐油耐腐蚀、高阻燃和耐扭转性能。

Description

一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制 备方法
技术领域
本发明属于电缆材料技术领域，具体涉及一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
作为新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式，风力发电的发展速度令人瞩目。作为风力发电设备配套产品的风力发电机用电缆正在成为有巨大市场潜力的电缆新品种。而其敷设环境和使用的要求比较苛刻，在这样的使用环境中，线缆除了具备基本的使用特性外，还要具备耐油、耐高低温、耐腐蚀、耐紫外、柔软耐扭等性能。
国内目前大部分风能线缆的电缆料大多采用PVC或者CPE材料。这类材料属于含卤材料，生产过程中对操作人员的身体有害，燃烧可释放大量的含卤气体，危害健康；并且很难满足耐低温扭转的要求。而现有的无卤阻燃风能电缆料又多为硫化橡胶或交联聚烯烃，存在着耐高温和低温、高阻燃性和柔软性、耐油耐溶剂特性顾此失彼的情况。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料及其制备方法，所得电缆料不仅无卤素、重金属元素等对环境有害的成分，而且还具有良好的耐高低温、耐油耐腐蚀、高阻燃和柔软性能。
技术方案：一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，原料以重量份计包括：乙丙橡胶40-50份，乙烯醋酸乙烯共聚物15-30份，液体顺丁橡胶5-10份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-10份，马来酸酐接枝改性树脂10-15份，无卤阻燃剂100-120份，阻燃增效剂10-15份，抗氧剂1.2-3.0份，交联剂2-3份，增塑剂15-20份，加工助剂2-3份。
进一步地，所述乙丙橡胶在125℃下门尼粘度为40-50，乙烯的重量含量为70％。
进一步地，所述乙烯醋酸乙烯共聚物在190℃下熔融指数为1-3克/10分钟，醋酸乙烯的重量含量为40-50％。
进一步地，所述无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝和氢氧化铝的混合物，二乙基次膦酸铝和氢氧化铝的重量比为3:1。阻燃增效剂为硅烷偶联剂包覆的三聚氰胺聚磷酸酯。
进一步地，所述抗氧剂是硫代二丙酸二月桂酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物，硫代二丙酸二月桂酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的重量比为3：2。
进一步地，所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
进一步地，所述增塑剂为三羟甲基丙烷、二甘醇二苯甲酸酯或乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或多种的混合物。
进一步地，所述液体顺丁橡胶为聚合法制造的均聚型产品。
进一步地，所述氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物为对苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的不饱和共轭双烯键选择性催化加氢，使其饱和得到的产品。
进一步地，所述加工助剂是美国道康宁公司MB002硅酮母粒。
上述风能电缆用柔软型耐油耐低温无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将乙烯醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、液体顺丁橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝改性树脂加至密炼机中混炼，得到母粒；
步骤2，将所得母粒与增塑剂加至高速搅拌机中混合，加入抗氧剂、加工助剂混合，冷却得到混合料；
步骤3，将所得混合料加至密炼机中，加入无卤阻燃剂、阻燃增效剂、交联剂，密炼，将密炼后的物料加入双螺杆挤出机中进行混炼塑化并造粒，干燥，即得。
进一步地，双螺杆混炼挤出机四个温度区域为：加料段130℃，混炼段150℃，造粒段160℃，机头155℃。
有益效果：本发明中采用醋酸乙烯含量较高的乙烯醋酸乙烯共聚物，辅以乙丙橡胶、液体顺丁橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝改性树脂，首先按要求分批投入各组分，混合塑化后制得预塑化母粒，再加入合适的增塑剂，兼顾了电缆料的耐高温、耐油和低温柔软性能。采用硅烷偶联剂包覆三聚氰胺聚磷酸酯作为阻燃增效剂使得电缆料采用较少量的无卤阻燃剂即可获得良好的阻燃效果，使电缆料满足了无卤阻燃要求的同时明显提高了材料的柔软度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明中所述液体顺丁橡胶为聚合法制造的均聚型产品；所述氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物为对苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的不饱和共轭双烯键选择性催化加氢，使其饱和得到的产品；所述加工助剂是美国道康宁公司MB002硅酮母粒。
实施例1
一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，由如下组份和重量份数组成：
Figure BDA0002247792000000031
Figure BDA0002247792000000041
其制备方法包括如下步骤：
(1)先将乙烯醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、液体顺丁橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝改性树脂一起投入密加压式密炼机中，混炼5-10分钟，使其充分混合并塑化良好后放入切粒机切粒。
(2)将所得塑料粒子与增塑剂放入高速搅拌机中高速搅拌5分钟左右，然后加入抗氧剂、加工助剂一起低速搅拌5-10分钟，将混合料放入冷却槽中稳定30分钟左右。
(3)将上述混合料投入加压式密炼机中，加入无卤阻燃剂、阻燃增效剂、交联剂后加压密炼10分钟左右，用喂料器将密炼后的物料加入双螺杆挤出机中进行混炼塑化并造粒，干燥后即产出成品；优选的，所使用的双螺杆混炼挤出机四个温度区域为：加料段130℃，混炼段150℃，造粒段160℃，机头155℃。
实施例2
一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，由如下组份和重量份数组成：
Figure BDA0002247792000000051
制备方法同实施例1。
实施例3
一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，由如下组份和重量份数组成：
Figure BDA0002247792000000052
制备方法同实施例1。
用实施例中制备的产品进行检测，性能指标如下表所示：
Figure BDA0002247792000000061
由上表可知，本发明的电缆料不仅具有耐热和耐油耐低温性能，而且还具有良好的阻燃效果和柔软性。

Claims (10)

1.一种风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料以重量份计包括：乙丙橡胶40-50份，乙烯醋酸乙烯共聚物15-30份，液体顺丁橡胶5-10份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物5-10份，马来酸酐接枝改性树脂10-15份，无卤阻燃剂100-120份，阻燃增效剂10-15份，抗氧剂1.2-3.0份，交联剂2-3份，增塑剂15-20份，加工助剂2-3份。
2.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述乙丙橡胶在125℃下门尼粘度为40-50，乙烯的重量含量为70%。
3.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述乙烯醋酸乙烯共聚物在190℃下熔融指数为1-3克/10分钟，醋酸乙烯的重量含量为40-50%。
4.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝和氢氧化铝的混合物，二乙基次膦酸铝和氢氧化铝的重量比为3:1。
5.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃增效剂为硅烷偶联剂包覆的三聚氰胺聚磷酸酯。
6.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂是硫代二丙酸二月桂酯和四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯的混合物，硫代二丙酸二月桂酯和四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸] 季戊四醇酯的重量比为3：2。
7.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
8.根据权利要求1所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述增塑剂为三羟甲基丙烷、二甘醇二苯甲酸酯或乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或多种的混合物。
9.根据上述任意一项权利要求所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤1，将乙烯醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、液体顺丁橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝改性树脂加至密炼机中混炼，得到母粒；
步骤2，将所得母粒与增塑剂加至高速搅拌机中混合，加入抗氧剂、加工助剂混合，冷却得到混合料；
步骤3，将所得混合料加至密炼机中，加入无卤阻燃剂、阻燃增效剂、交联剂，密炼，将密炼后的物料加入双螺杆挤出机中进行混炼塑化并造粒，干燥，即得。
10.根据权利要求9所述的风能电缆用柔软型耐油耐超低温无卤阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆混炼挤出机四个温度区域为：加料段130℃，混炼段150℃，造粒段160℃，机头155℃。
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