CN111944244A - 一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料及制备方法。所述绝缘料三元乙丙橡胶、硅橡胶、木质素、氢氧化镁晶须、阻燃剂、抑烟剂、有机硅蒙脱土、白炭黑、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸锌组成。本发明通过选择合适的组分，调节组分的含量，优化制备工艺，得到了高强度、耐低温、阻燃性良好、绝缘性优异的电缆材料。同时，本发明燃烧时发烟量非常少，不产生有毒气体，不产生腐蚀性气体。

Description

一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料及制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料及制备方法。
背景技术
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃、尼龙等多种品种。现有的电缆料一般为聚氯乙烯和聚乙烯类高分子材料，这是一种易燃材料。当周围环境发生火灾后，火焰会沿着电缆迅速蔓延到整个线路，导致火焰的扩大。为减少电缆燃烧引起的二次火灾，阻燃电缆的使用越来越普遍。现在的阻燃电缆主要是有卤阻燃，在发生火灾时，会产生大量烟雾，产生有毒、带刺激性和腐蚀性的卤化氢气体。烟雾会妨碍救火和人员疏散，卤化氢气体会腐蚀设备，还会危害人体健康。生产和使用低烟无卤阻燃电缆已经成为一种趋势，而低烟无卤阻燃电缆料是其中的关键。同时，在保证低烟、无卤、阻燃性能的同时，还需要保证其机械性能和绝缘性能。
现有的低烟无卤阻燃电缆料，虽机械性、耐老化性能和环保性能均符合要求，但其耐低温性能还尚存缺陷，无法为轮船、汽车、机车等应用领域提供更好的线缆材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料及制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料，所述绝缘料由三元乙丙橡胶、硅橡胶、木质素、氢氧化镁晶须、阻燃剂、抑烟剂、有机硅蒙脱土、白炭黑、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸锌组成。
优选地，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80～100份、硅橡胶60～80份、木质素20～30份、氢氧化镁晶须5～15份、阻燃剂5～15份、抑烟剂5～15份、有机硅蒙脱土10～20份、白炭黑4～8份、硫酸钙晶须10～20份、碱式硫酸镁晶须10～15份、硬脂酸锌4～8份组成。
在其中一个实施例中，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80份、硅橡胶60份、木质素20份、氢氧化镁晶须5份、阻燃剂5份、抑烟剂5份、有机硅蒙脱土10份、白炭黑4份、硫酸钙晶须10份、碱式硫酸镁晶须10份、硬脂酸锌4份组成。
在其中一个实施例中，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90份、硅橡胶70份、木质素25份、氢氧化镁晶须10份、阻燃剂10份、抑烟剂10份、有机硅蒙脱土15份、白炭黑6份、硫酸钙晶须15份、碱式硫酸镁晶须10份、硬脂酸锌6份组成。
在其中一个实施例中，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份、硅橡胶80份、木质素30份、氢氧化镁晶须15份、阻燃剂15份、抑烟剂15份、有机硅蒙脱土20份、白炭黑8份、硫酸钙晶须20份、碱式硫酸镁晶须15份、硬脂酸锌8份组成。
优选地，所述抑烟剂为三氧化钼。
优选地，所述阻燃剂为三氧化二锑。
本发明还提供一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至85～95摄氏度，捏合20～30分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合15～20分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至45～50℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为180～190摄氏度，螺杆转速为125～130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至85摄氏度，捏合20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合15分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至50℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至95摄氏度，捏合30分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合20分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至45℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为180摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过选择合适的组分，调节组分的含量，优化制备工艺，得到了高强度、耐低温、阻燃性良好、绝缘性优异的电缆材料。同时，本发明燃烧时发烟量非常少，不产生有毒气体，不产生腐蚀性气体。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至85摄氏度，捏合20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合15分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至50℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
实施例2
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至95摄氏度，捏合30分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合20分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至45℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为180摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
实施例3
用量见表1，制备方法同实施例1。
对比例1～2
用量见表1，制备方法同实施例1。
表1
物料种类 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
三元乙丙橡胶 80 90 100 100 100
硅橡胶 60 70 80 80 80
木质素 20 25 30 50 /
氢氧化镁晶须 5 10 15 30 /
三氧化二锑 5 10 15 15 15
三氧化钼 5 10 15 15 15
有机硅蒙脱土 10 15 20 20 20
白炭黑 4 6 8 8 8
硫酸钙晶须 10 15 20 / 50
碱式硫酸镁晶须 10 10 15 / 30
硬脂酸锌 4 6 8 8 8
实施例4材料性能测试
抗拉强度和断裂伸长率是按照GBT 10401-2006要求方法进行测试；测试结果见表2。
低温脆化试验按GBT 5470-2008，测试结果见表3。
绝缘性按照GBT31838.3-2019要求方法进行测试；防火阻燃性按照GBT2406.2-2009要求方法进行测试；测试结果见表4。
抗老化测试是按照GB/T2951.12-2008要求的方法进行测试，老化温度为180℃，老化时间为168h，测试结果见表5。
表2抗拉强度和断裂伸长率测试结果
Figure BDA0002642422890000051
表3耐低温性能测试结果
Figure BDA0002642422890000052
表4防火性能、绝缘性能测试结果
Figure BDA0002642422890000053
Figure BDA0002642422890000061
表5抗老化性能测试
Figure BDA0002642422890000062
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种耐低温低烟无卤阻燃绝缘料，其特征在于，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80～100份、硅橡胶60～80份、木质素20～30份、氢氧化镁晶须5～15份、阻燃剂5～15份、抑烟剂5～15份、有机硅蒙脱土10～20份、白炭黑4～8份、硫酸钙晶须10～20份、碱式硫酸镁晶须10～15份、硬脂酸锌4～8份组成。
2.根据权利要求1所述的绝缘料，其特征在于，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80份、硅橡胶60份、木质素20份、氢氧化镁晶须5份、阻燃剂5份、抑烟剂5份、有机硅蒙脱土10份、白炭黑4份、硫酸钙晶须10份、碱式硫酸镁晶须10份、硬脂酸锌4份组成。
3.根据权利要求2所述的绝缘料，其特征在于，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶90份、硅橡胶70份、木质素25份、氢氧化镁晶须10份、阻燃剂10份、抑烟剂10份、有机硅蒙脱土15份、白炭黑6份、硫酸钙晶须15份、碱式硫酸镁晶须10份、硬脂酸锌6份组成。
4.根据权利要求2所述的绝缘料，其特征在于，所述绝缘料由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶100份、硅橡胶80份、木质素30份、氢氧化镁晶须15份、阻燃剂15份、抑烟剂15份、有机硅蒙脱土20份、白炭黑8份、硫酸钙晶须20份、碱式硫酸镁晶须15份、硬脂酸锌8份组成。
5.根据权利要求1～4任一所述的绝缘料，其特征在于，所述抑烟剂为三氧化钼。
6.根据权利要求1～4任一所述的绝缘料，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑。
7.一种制备如权利要求1～6任一所述的耐低温低烟无卤阻燃绝缘料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至85～95摄氏度，捏合20～30分钟。
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合15～20分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至45～50℃以下时出料。
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为180～190摄氏度，螺杆转速为125～130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至85摄氏度，捏合20分钟。
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合15分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至50℃以下时出料。
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶、硅橡胶、有机硅蒙脱土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、白炭黑、木质素加入高速混合机中，升温至95摄氏度，捏合30分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续捏合20分钟，将料卸到冷却混合机中冷却，降温至45℃以下时出料；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为180摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
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