CN110791027A - 一种高强耐腐蚀阻燃电缆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶75‑95份、环氧树脂20‑30份、改性填充料15‑20份、改性添加剂5‑10份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物4‑8份、过氧化二异丙苯1‑2份、阻燃剂5‑7份、润滑剂1‑3份。本发明以耐氧化、抗侵蚀的三元乙丙橡胶作为主体材料，同时加入环氧树脂、改性填充料、改性添加剂进一步改善材料性能，其复合体系在加工过程中通过过氧化二异丙苯的作用发生适度交联，达到动态硫化的效果，实现材料的优势互补，令共混后的材料具备更好的力学性能和耐候耐腐蚀性，能够在恶劣环境下保持使用的安全和稳定性。

Description

一种高强耐腐蚀阻燃电缆料

技术领域

本发明属于领域电缆材料技术领域，尤其涉及一种高强耐腐蚀阻燃电缆料。

背景技术

随着社会的发展，电气化技术应用越来越普遍，很多行业都开始用到了电缆，这导致我国电缆料的需求日益增长，相关的生产企业得到了很大的发展，尤其是很多相关的民营企业，在电缆料产品结构调整、生产规模及新产品开发上跟随着市场需求和国家的政策方针，均有很大的提高。

自从1962年三元乙丙橡胶(EPDM)问世以来，就因其优良的耐老化、耐水、耐热变形及优良的电绝缘等性能，受到电缆工业的重视。但同大多数碳氢高分子化合物一样，三元乙丙橡胶易燃烧，同时在在脂属和芳属溶剂中抗腐蚀能力较差，且力学强度有限，现有的化学交联阻燃电缆料为保证其高阻燃性会导致其弹性不足，其断裂伸长率在200%以下，不利于后续进一步的加工，不能满足一些特殊产品的要求，存在的阻燃性、耐候性、物理机械性能和后期加工性能等之间的矛盾。但随着电缆料使用面的扩展，使得新出现的某些使用环境比较特殊，不仅要求电缆具有安全、环保、无卤、耐高温等性能，甚至还要求高机械性、耐酸碱、高阻燃。而现有的电缆料在材料和制作工艺上存在材料结构单一，加工工艺复杂，操作不便，产品质量不稳定，甚至有毒有害。产品的各项性能无满足使用要求，因此亟需改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高强耐腐蚀阻燃电缆料。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶75-95份、环氧树脂20-30份、改性填充料15-20份、改性添加剂5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4-8份、过氧化二异丙苯1-2份、阻燃剂5-7份、润滑剂1-3份。

所述改性填充料的制备方法包括以下步骤：

（1）将膨润土、硅藻土按质量比5：（1-2）混合送入高速搅拌机中混匀，之后送入煅烧炉中于600-700℃下煅烧2-4小时，得到煅烧料备用；

（2）将上述煅烧料先于碱液中浸泡60-120分钟，之后向其中加入盐酸调节pH至4-6，陈化12-18小时，得陈化料备用；

（3）将上述陈化料加碱液调节pH至中性，再向其中加入硬脂酸钾、聚乙二醇、氯化石蜡、纳米二氧化硅后球磨，完成后喷雾干燥得到粉末，将粉末与硅烷偶联剂喷雾在温度为55-65℃下充分混合，得到改性填充料。

进一步的，所述步骤3中球磨时加入物料质量1-1.5%的氮化硅球作为磨球，将物料磨细至过300-400目筛。

所述改性添加剂的制备过程为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比（2-3）：1混合后加入对二氯苯和二茂铁，搅拌混匀得到改性添加剂。

进一步的，所述对二氯苯的加入量为（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺和甲氧基聚乙二醇总质量的2-4%，所述二茂铁的加入量为（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺和甲氧基聚乙二醇总质量的0.5-1.5%。

进一步的，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述润滑剂为硅油、饱和脂肪酸或端基为乙烯基的硅胶中的任意一种或两种以上的组合。

一种如上所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三元乙丙橡胶和环氧树脂共同加入到捏合机中混匀后转入双螺杆挤出机挤出，出料温度为165-170℃，所得挤出物料干燥冷却后溶于二甲苯中，于55-65℃回流2小时过滤，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到混合料A；

（2）将改性填充料、改性添加剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阻燃剂混合投入捏合机中，混合5-10分钟，得到混合料B；

（3）将混合料A和混合料B高速混合2-4分钟后加入挤出温度为120-150℃挤出机挤出造粒，再向其中加入过氧化二异丙苯和润滑剂，熔融共混后进行动态硫化反应，再经挤出温度为120-150℃双阶螺杆挤出造粒机组挤出冷风磨面切粒，冷却后得到本发明电缆料。

本发明的优点是：

1、本发明以耐氧化、抗侵蚀的三元乙丙橡胶作为主体材料，同时加入环氧树脂、改性填充料、改性添加剂进一步改善材料性能，其复合体系在加工过程中通过过氧化二异丙苯的作用发生适度交联，达到动态硫化的效果，实现材料的优势互补，令共混后的材料具备更好的力学性能和耐候耐腐蚀性，能够在恶劣环境下保持使用的安全和稳定性。

2、本发明使用的改性填充料经酸碱处理并以硅烷偶联剂蒸汽包覆表面，令其在橡胶中分散良好，不易发生团聚，获得较好的微观均相结构，其中纳米二氧化硅等粒子的使用使材料的拉升强度和断裂伸长率都显著增加，膨润土、硅藻土则大大强化了材料的抗腐蚀性能，同时，添加的改性添加剂的分子结构为具有双亲性能的嵌段共聚物，其双亲特性能提高环氧树脂和改性填充料与三元乙丙橡胶的相容性，进一步增强了原料在橡胶基体中分散的均匀性，保证了材料性能的一致性、稳定性和持久性。

3、本发明组成原料配方合理，制备方法简单，操作方便，通过各物料组分之间的协同促进效应，使制得的电缆料具有良好的力学强度、阻燃性、耐候性和耐腐蚀性，满足实际使用的需要。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶75份、环氧树脂20份、改性填充料15份、改性添加剂5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4份、过氧化二异丙苯1份、碳酸钙5份、硅油1份。

所述改性填充料的制备方法包括以下步骤：

（1）将膨润土、硅藻土按质量比5：1混合送入高速搅拌机中混匀，之后送入煅烧炉中于600℃下煅烧4小时，得到煅烧料备用；

（2）将上述煅烧料先于碱液中浸泡60分钟，之后向其中加入盐酸调节pH至4，陈化12小时，得陈化料备用；

（3）将上述陈化料加碱液调节pH至中性，再向其中加入硬脂酸钾、聚乙二醇、氯化石蜡、纳米二氧化硅后球磨，球磨时加入物料质量1%的氮化硅球作为磨球，将物料磨细至过300目筛，完成后喷雾干燥得到粉末，将粉末与硅烷偶联剂喷雾在温度为55℃下充分混合，得到改性填充料。

所述改性添加剂的制备过程为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1混合后加入总质量2%的对二氯苯和总质量0.5%的二茂铁，搅拌混匀得到改性添加剂。

一种如上所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三元乙丙橡胶和环氧树脂共同加入到捏合机中混匀后转入双螺杆挤出机挤出，出料温度为165℃，所得挤出物料干燥冷却后溶于二甲苯中，于55℃回流2小时过滤，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到混合料A；

（2）将改性填充料、改性添加剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、碳酸钙混合投入捏合机中，混合5分钟，得到混合料B；

（3）将混合料A和混合料B高速混合2分钟后加入挤出温度为120℃挤出机挤出造粒，再向其中加入过氧化二异丙苯和硅油，熔融共混后进行动态硫化反应，再经挤出温度为120℃双阶螺杆挤出造粒机组挤出冷风磨面切粒，冷却后得到本发明电缆料。

实施例2

一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶95份、环氧树脂30份、改性填充料20份、改性添加剂10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8份、过氧化二异丙苯2份、氢氧化镁7份、饱和脂肪酸3份。

所述改性填充料的制备方法包括以下步骤：

（1）将膨润土、硅藻土按质量比5：2混合送入高速搅拌机中混匀，之后送入煅烧炉中于700℃下煅烧2小时，得到煅烧料备用；

（2）将上述煅烧料先于碱液中浸泡120分钟，之后向其中加入盐酸调节pH至6，陈化18小时，得陈化料备用；

（3）将上述陈化料加碱液调节pH至中性，再向其中加入硬脂酸钾、聚乙二醇、氯化石蜡、纳米二氧化硅后球磨，球磨时加入物料质量1.5%的氮化硅球作为磨球，将物料磨细至过400目筛，完成后喷雾干燥得到粉末，将粉末与硅烷偶联剂喷雾在温度为65℃下充分混合，得到改性填充料。

所述改性添加剂的制备过程为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比3：1混合后加入总质量4%的对二氯苯和总质量1.5%的二茂铁，搅拌混匀得到改性添加剂。

一种如上所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三元乙丙橡胶和环氧树脂共同加入到捏合机中混匀后转入双螺杆挤出机挤出，出料温度为170℃，所得挤出物料干燥冷却后溶于二甲苯中，于65℃回流2小时过滤，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到混合料A；

（2）将改性填充料、改性添加剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢氧化镁混合投入捏合机中，混合10分钟，得到混合料B；

（3）将混合料A和混合料B高速混合4分钟后加入挤出温度为150℃挤出机挤出造粒，再向其中加入过氧化二异丙苯和饱和脂肪酸，熔融共混后进行动态硫化反应，再经挤出温度为150℃双阶螺杆挤出造粒机组挤出冷风磨面切粒，冷却后得到本发明电缆料。

实施例3

一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶85份、环氧树脂25份、改性填充料18份、改性添加剂7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、过氧化二异丙苯2份、氢氧化铝6份、硅油2份。

所述改性填充料的制备方法包括以下步骤：

（1）将膨润土、硅藻土按质量比5：1混合送入高速搅拌机中混匀，之后送入煅烧炉中于650℃下煅烧3小时，得到煅烧料备用；

（2）将上述煅烧料先于碱液中浸泡90分钟，之后向其中加入盐酸调节pH至5，陈化15小时，得陈化料备用；

（3）将上述陈化料加碱液调节pH至中性，再向其中加入硬脂酸钾、聚乙二醇、氯化石蜡、纳米二氧化硅后球磨，球磨时加入物料质量1.5%的氮化硅球作为磨球，将物料磨细至过350目筛，完成后喷雾干燥得到粉末，将粉末与硅烷偶联剂喷雾在温度为60℃下充分混合，得到改性填充料。

所述改性添加剂的制备过程为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2.5：1混合后加入总质量3%的对二氯苯和总质量1%的二茂铁，搅拌混匀得到改性添加剂。

一种如上所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三元乙丙橡胶和环氧树脂共同加入到捏合机中混匀后转入双螺杆挤出机挤出，出料温度为168℃，所得挤出物料干燥冷却后溶于二甲苯中，于60℃回流2小时过滤，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到混合料A；

（2）将改性填充料、改性添加剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氢氧化铝混合投入捏合机中，混合7分钟，得到混合料B；

（3）将混合料A和混合料B高速混合3分钟后加入挤出温度为135℃挤出机挤出造粒，再向其中加入过氧化二异丙苯和硅油，熔融共混后进行动态硫化反应，再经挤出温度为135℃双阶螺杆挤出造粒机组挤出冷风磨面切粒，冷却后得到本发明电缆料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶75-95份、环氧树脂20-30份、改性填充料15-20份、改性添加剂5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4-8份、过氧化二异丙苯1-2份、阻燃剂5-7份、润滑剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述改性填充料的制备方法包括以下步骤：

（1）将膨润土、硅藻土按质量比5：（1-2）混合送入高速搅拌机中混匀，之后送入煅烧炉中于600-700℃下煅烧2-4小时，得到煅烧料备用；

（2）将上述煅烧料先于碱液中浸泡60-120分钟，之后向其中加入盐酸调节pH至4-6，陈化12-18小时，得陈化料备用；

（3）将上述陈化料加碱液调节pH至中性，再向其中加入硬脂酸钾、聚乙二醇、氯化石蜡、纳米二氧化硅后球磨，完成后喷雾干燥得到粉末，将粉末与硅烷偶联剂喷雾在温度为55-65℃下充分混合，得到改性填充料。

3.根据权利要求2所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述步骤3中球磨时加入物料质量1-1.5%的氮化硅球作为磨球，将物料磨细至过300-400目筛。

4.根据权利要求1所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述改性添加剂的制备过程为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比（2-3）：1混合后加入对二氯苯和二茂铁，搅拌混匀得到改性添加剂。

5.根据权利要求4所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述对二氯苯的加入量为（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺和甲氧基聚乙二醇总质量的2-4%，所述二茂铁的加入量为（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺和甲氧基聚乙二醇总质量的0.5-1.5%。

6.根据权利要求1所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料，其特征在于，所述润滑剂为硅油、饱和脂肪酸或端基为乙烯基的硅胶中的任意一种或两种以上的组合。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的高强耐腐蚀阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将三元乙丙橡胶和环氧树脂共同加入到捏合机中混匀后转入双螺杆挤出机挤出，出料温度为165-170℃，所得挤出物料干燥冷却后溶于二甲苯中，于55-65℃回流2小时过滤，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到混合料A；

（2）将改性填充料、改性添加剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阻燃剂混合投入捏合机中，混合5-10分钟，得到混合料B；

（3）将混合料A和混合料B高速混合2-4分钟后加入挤出温度为120-150℃挤出机挤出造粒，再向其中加入过氧化二异丙苯和润滑剂，熔融共混后进行动态硫化反应，再经挤出温度为120-150℃双阶螺杆挤出造粒机组挤出冷风磨面切粒，冷却后得到本发明电缆料。