CN111154192A - 一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料及其制备方法，环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分包括：三元乙丙橡胶60～100份，乙烯‑辛烯共聚物20～40份，硫化剂2～5份，共硫化剂1～2份，硫化促进剂5～10份，填料80～150份，抗氧剂1～5份，偶联剂1～6份，润滑剂1～3份和软化剂4～20份，所述份数为质量份数。本发明环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，原料组分之间的协同效应非常显著，所得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能等均非常优异，材料满足欧盟指令ROHS要求，无异味，且制备简单、成本低廉；制备方法简单、易操作，可控性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料及其制备方法，属于材料领域。
背景技术
通用橡套电缆是由多股的细铜丝为导体，外包橡胶绝缘和橡胶护套的一种柔软可移动的电缆品种。广泛使用于各种电器设备，如日用电器、电动机械、电工装置和器具的移动式电源线。可在室内或户外环境下使用。
随着电线电缆行业的发展和人们对生态环保、自身健康等越来越高的认识，市场对通用橡套电缆的要求越来越高。欧盟指令ROHS 1.0已不能满足要求，ROHS 2.0新增了4种有害物质(DIBP、DEHP、DBP和BBP)。同时，一般橡胶制品包括乙丙绝缘材料在硫化成制品后，都会存在较大的异味，在密闭的环境里会更加明显，人在闻到这种气味之后会感到不悦和难受，甚至气味会影响到人的身体健康。因此为适应市场发展和客户的需求，开发环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料具有很好的市场前景，能大大提高我司电缆产品的市场竞争力。
发明内容
为了解决现有技术中绝缘材料的气味大及不满足欧盟指令ROHS 2.0的问题，本发明提供一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘材料，其原料组分包括：
三元乙丙橡胶60～100份，
乙烯-辛烯共聚物20～40份，
硫化剂2～5份，
共硫化剂1～2份，
硫化促进剂5～10份，
填料80～150份，
抗氧剂1～5份，
偶联剂1～6份，
润滑剂1～3份，
软化剂4～20份；
上述份数为质量份数。
为了进一步保证产品的机械性能、电绝缘性能及耐候性等性能，优选，三元乙丙橡胶第三单体为5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)或/和5-乙烯基-2-降冰片基(VNB，VNB是ENB的异构体，同时是合成ENB的中间产物)，乙烯质量含量为50-75％。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，三元乙丙橡胶选用埃克森美孚公司的Vistalon 2504、Vistalon 2504N，或阿朗新科Keltan 2650E，或意大利埃尼化学4044，或韩国锦湖KEP-2320，或吉林石化4045，或中石化三井4045等牌号。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能和电绝缘性能，以及产品低气味的控制，所述硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷或双(叔丁过氧异丙)苯中的至少一种，共硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯，硫化促进剂为活性氧化锌；所述填料为煅烧陶土、无石棉滑石粉或轻质碳酸钙中的至少一种，进一步优选为煅烧陶土、无石棉滑石粉或轻质碳酸钙质量比为15:(65-75):(55-65)的混合物。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能和耐侯性能，优选，所述抗氧剂为2-硫醇基苯咪唑、4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物中的至少一种。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，进一步提高产品的机械性能、电性能及满足欧盟指令ROHS 2.0，所述软化剂为石蜡、石蜡油或固马隆中的至少一种，进一步优选为石蜡、石蜡油和固马隆质量比为2:(1-9):(1.5-2.5)的混合物，石蜡油优选为牌号为2280的石蜡油；润滑剂为硬脂酸或硬脂酸盐等，进一步优选为硬脂酸和硬脂酸盐质量比为1:(0.8-1.2)的混合物；偶联剂为硅烷偶联剂，进一步优选为，乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
本申请使用了第三单体(ENB或/和VNB)含量中等(质量含量在4.0％左右)的低乙烯(乙烯质量含量50％左右)三元乙丙橡胶(ENB含量少了，硫化速度变慢，需要增加硫化体系的用量，增加硫化反应过程的气味；ENB含量多了，硫化速度快，可以减少硫化体系的用量，但残留的ENB同样会产生气味，选择ENB中等的型号)和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物，使材料的耐热和耐热氧老化性有了显著的提升；同时通过乙烯-辛烯共聚物与其它组分的协同进一步提高了材料的机械性能和电性能；通过对硫化剂、共硫化剂及其用量与其他组分的配合，使得材料的稳定性达到最佳；本申请各组分之间的协同效应非常显著，所得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能都有了非常显著的提升，各组分类型及用量的改变都会对材料产生负面影响。同时硫化剂、软化剂等助剂的选择在低气味方面有非常重要的影响，且所有原材料的选择都应满足欧盟指令ROHS 2.0要求。
为了进一步保证材料的环保、低气味等性能，优选环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分包括：三元乙丙橡胶70份，乙烯-辛烯共聚物30份，双(叔丁过氧异丙)苯3.5份，三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，活性氧化锌5份，煅烧陶土15份，轻质碳酸钙60份，无石棉滑石粉70份，2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份，石蜡2份，固马隆2份，石蜡油8份，硬脂酸1，硬脂酸锌1份，偶联剂A-172 1份，所述份数为质量份数。
上述环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的制备方法，包括顺序相接的以下步骤：
1)将三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯共聚物在密炼机中密炼3～5min；
2)将硫化促进剂、填料、抗氧剂、偶联剂、润滑剂及软化剂一次性加入到密炼机中与步骤1)所得物料混炼5～10min；
3)将步骤2)所得物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼，然后加入到滤橡机滤橡；
4)将步骤3)所得物料经开炼机混炼称重后加入密炼机继续密炼，在密炼过程中加入硫化剂及共硫化剂，然后继续密炼0.5～2min；
5)将步骤4)所得物料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到混炼物料，即环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料。
步骤3)中密炼机中料放到开炼机上混炼是为了散热，同时易于取料至滤橡机中滤橡。步骤4)中称重是为了加硫化剂及共硫化剂。
为了进一步保证所得材料的综合性能，优选，步骤2)中混炼温度小于140℃；步骤3)中，在密炼机中下来的料温为140℃左右，在开炼机中一边散热，一边往滤橡机中投料，防止料抱团，内部热量散不了，影响胶料性能，为了确保胶料性能，滤橡温度控制在110℃以内；步骤4)中密炼温度小于110℃。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料各原料组分之间的协同效应非常显著，所得材料的耐热氧老化性、机械性能和电性能等均非常优异，材料满足欧盟指令ROHS 2.0要求，无异味，得到客户的认同，且制备简单、成本低廉；制备方法简单、易操作，可控性好。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
过氧化二异丙苯4.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(间接法)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
石蜡油2280(汉圣化工)8份，
硬脂酸(上海制皂厂)1份，
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
实施例2
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
过氧化二异丙苯4.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(活性)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
石蜡油2250(汉圣化工)8份，
硬脂酸(上海制皂厂)1份，
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
实施例3
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
双(叔丁过氧异丙)苯3.5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(活性)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
石蜡油2280(汉圣化工)8份，
硬脂酸(上海制皂厂)1份，
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
实施例4
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2.8份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(活性)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份，
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
石蜡油2280(汉圣化工)8份，
硬脂酸(上海制皂厂)1份，
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
实施例5
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2.8份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(活性)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
石蜡油400#(衡水帝亿石油化工)8份，
硬脂酸(上海制皂厂)1份，
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
实施例6
环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的原料组分如下(所述份为重量份)：
三元乙丙橡胶(埃克森美孚公司的Vistalon 2504)70份，
乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏化学8200)30份，
2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷2.8份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.5份，
氧化锌(活性)5份，
煅烧陶土(巴斯夫Translink-37)15份，
轻质碳酸钙(宜兴群峰)60份，
无石棉滑石粉(辽宁海城腾龙)70份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物3份
石蜡(大庆石化58号半精炼石蜡)2份，
固马隆(南京华辉)2份，
机油(衡水帝亿石油化工)8份
硬脂酸(上海制皂厂)1份。
硬脂酸锌(淄博鑫荣化工)1份，
偶联剂A-172 1份。
前述各实施例中的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料均按照如下方法制备：
1)称料：按照配方准确称取各种物料备用；
2)混炼：首先将称量好的三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯共聚物加入到密炼机中密炼4min；待物料密炼充分后将硫化促进剂、填料、抗氧剂、偶联剂、润滑剂及软化剂一次性加入到密炼机中，混炼8min；物料混炼至均匀，整个混炼过程中的温度必须控制在125℃以内；最后将混炼物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼，将混炼后的橡料加入到滤橡机滤橡，滤橡机温度控制在110℃以内，将滤橡完成的橡料经开炼机混炼称重后加入密炼机继续密炼，在密炼过程中加入硫化剂及共硫化剂，加料完毕后继续密炼1min，密炼完成的橡料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料；
表1各实施例所得材料性能表
低气味检测方法：将样品防止在密闭空间中，每隔24小时检测下气味，如果连续7天均没有检测到异味，则客户认可，否则不认可。
由实施例1-2与其他实施例比较可看出，硫化剂的选择不仅影响产品的低气味性，而且影响产品的力学性能；由实施例1-2可看出活性氧化锌与其他物料结合，可使得产品的力学性能明显提升；由实施例3-4可看出，双(叔丁过氧异丙)苯与其他物料的协同促进效应最显著；由实施例4-6可看出，石蜡油品质不同或更换为机油，也会有导致不能通过ROHS，石蜡油相比于机油，与其他物料的协同促进效应更明显，产品性能提升更显著。
Claims (10)
1.一种环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，其原料组分包括：
三元乙丙橡胶 60～100份，
乙烯-辛烯共聚物 20～40份，
硫化剂 2～5份，
共硫化剂 1～2份，
硫化促进剂 5～10份，
填料 80～150份，
抗氧剂 1～5份，
偶联剂 1～6份，
润滑剂 1～3份，
软化剂 4～20份；
上述份数为质量份数。
2.如权利要求1所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，三元乙丙橡胶第三单体5-亚乙基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-将冰片基的质量含量之和为3.5-5.0％，乙烯的质量含量为50-75％。
3.如权利要求2所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，三元乙丙橡胶为埃克森美孚公司Vistalon 2504、埃克森美孚公司Vistalon 2504N、阿朗新科Keltan2650E、意大利埃尼化学4044、韩国锦湖KEP-2320、吉林石化4045或中石化三井4045中的至少一种。
4.如权利要求1-3任意一项所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷或双(叔丁过氧异丙)苯中的至少一种；共硫化剂为三烯丙基异氰脲酸酯；硫化促进剂为活性氧化锌。
5.如权利要求1-3任意一项所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，填料为煅烧陶土、无石棉滑石粉或轻质碳酸钙中的至少一种；抗氧剂为2-硫醇基苯咪唑、4,4′—双(2,2-二甲基苄基)二苯胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物中的至少一种。
6.如权利要求5所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，填料为煅烧陶土、无石棉滑石粉或轻质碳酸钙质量比为15:(65-75):(55-65)的混合物。
7.如权利要求1-3任意一项所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，偶联剂为硅烷偶联剂；软化剂为石蜡、石蜡油和固马隆中的至少一种；润滑剂为硬脂酸或硬脂酸盐中的至少一种。
8.如权利要求7所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料，其特征在于，偶联剂为乙烯基-三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；软化剂为石蜡、石蜡油和固马隆质量比为2:(1-9):(1.5-2.5)的混合物；润滑剂为硬脂酸和硬脂酸盐质量比为1:(0.8-1.2)的混合物。
9.权利要求1-8任意一项所述的环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料的制备方法，其特征在于，包括顺序相接的以下步骤：
1)将三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯共聚物在密炼机中密炼3～5min；
2)将硫化促进剂、填料、抗氧剂、偶联剂、润滑剂及软化剂一次性加入到密炼机中与步骤1)所得物料混炼5～10min；
3)将步骤2)所得物料移出密炼机，置于双辊开炼机上混炼，然后加入到滤橡机滤橡；
4)将步骤3)所得物料经开炼机混炼称重后加入密炼机继续密炼，在密炼过程中加入硫化剂及共硫化剂，然后继续密炼0.5～2min；
5)将步骤4)所得物料经过双辊开炼拉薄通，之后经过三辊碾页下片得到混炼物料，即环保型低气味通用橡套乙丙绝缘料。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中混炼温度小于140℃；步骤3)中滤橡温度小于110℃；步骤4)中密炼温度小于110℃。
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