CN112280117A - 一种耐低高温阻燃电线电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐低高温阻燃电线电缆，所述电线电缆由天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑、偏苯三酸三辛酯、癸二酸二辛酯、四钛酸钾晶须组成。本发明电线电缆具有较好的机械性能的同时，还具有良好的阻燃绝缘性能。本发明同时具有耐寒耐高温的特点，适用于温度变化较大的环境。本发明阻燃剂、增塑剂的使用量均不大，使得配方成本较低，能更好地适应大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及电线材料技术领域，尤其涉及一种耐低高温阻燃电线电缆及其制备方法。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置，通常是由几根或几组导线组成，信号电缆是一种信号传输工具，一般信号电缆传输的信号很小，为了避免信号受到干扰，信号电缆外面有一层屏蔽层，现有技术中的信号电缆结构简单，耐高、低温能力较差，在温度较高的环境下，可能会造成其内部结构软化、变形，导致电缆短路失效，在温度较低的环境下，可能会因为热胀冷缩，导致其内部导线芯断裂，无法适用于温度变化较大的环境。
为了符合寒冷地区电缆使用要求，电缆料的耐寒性能必需得到保障，目前主要做法是添加癸二酸二辛酯、已二酸二辛酯等耐寒增塑剂来提高产品耐严寒性能，但该类增塑剂与树脂相容性不好，易析出，与此同时PVC在加工过程中引入的增塑剂使其具有易燃性，在燃烧时产生的黑烟和有毒气体严重危害人类的生命安全，因此，对PVC的阻燃研究也具有重要意义，常规生产中通常添加三氧化二锑、硼酸锌等阻燃剂来提高产品阻燃性能，然而通过添加大量增塑剂而降低产品软化点，添加量越大，增塑剂越容易从树脂内析出，使产品阻燃性能越差，耐寒电缆料产品要达到理想的阻燃效果，必须添加大量复合阻燃剂，而复合阻燃剂的增加又会使产品的耐寒性能降低产品，从而形成恶性循环，也使配方成本增加。
综上所述，目前领域内缺乏一种耐低高温阻燃电线电缆及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低高温阻燃电线电缆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种耐低高温阻燃电线电缆，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶130～150份、三元乙丙橡胶35～45份、纳米氢氧化铝10～20份、碳酸钙5～15份、三氧化二锑10～20份、锌钙稳定剂10～15份、膨胀石墨10～20份、炭黑5～10份、偏苯三酸三辛酯30～50份、癸二酸二辛酯8～24份、四钛酸钾晶须10～20份。
优选地，所述炭黑为改性炭黑；所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵。
优选地，所述三元乙丙橡胶为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
在其中一个实施例中，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶130份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶35份、纳米氢氧化铝10份、碳酸钙5份、三氧化二锑10份、锌钙稳定剂10份、膨胀石墨10份、炭黑5份、偏苯三酸三辛酯30份、癸二酸二辛酯8份、四钛酸钾晶须10份。
在其中一个实施例中，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶140份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶45份、纳米氢氧化铝15份、碳酸钙10份、三氧化二锑15份、锌钙稳定剂13份、膨胀石墨15份、炭黑8份、偏苯三酸三辛酯40份、癸二酸二辛酯16份、四钛酸钾晶须15份。
在其中一个实施例中，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶150份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶55份、纳米氢氧化铝20份、碳酸钙15份、三氧化二锑20份、锌钙稳定剂15份、膨胀石墨20份、炭黑10份、偏苯三酸三辛酯50份、癸二酸二辛酯24份、四钛酸钾晶须20份。
本发明还提供一种耐低高温阻燃电线电缆的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至75～80℃，混合15～20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30～40min，静置陈化5～6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为175～185℃，螺杆转速为120～125转/min，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，即得所述电线电缆。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至75℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30min，静置陈化5h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为175℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合15min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为120转/min，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，即得所述电线电缆。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明电线电缆具有较好的机械性能的同时，还具有良好的阻燃绝缘性能。
2.本发明同时具有耐寒耐高温的特点，适用于温度变化较大的环境。
3.本发明阻燃剂、增塑剂的使用量均不大，使得配方成本较低，能更好地适应大规模生产。
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)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至75℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30min，静置陈化5h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为175℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
实施例2
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合15min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为120转/min，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，即得所述电线电缆。
实施例3
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
对比例1
(1)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
表1
实施例4电缆性能测试
抗拉强度和断裂伸长率是按照GBT 10401-2006要求方法进行测试；-40℃低温拉伸性能测试GB/T 2951.14；测试结果见表2。
高温抗老化测试是按照GB/T2951.12-2008要求的方法进行测试，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GBT 2406.2-2009要求方法进行测试；测试结果见表4。
表2抗拉强度和断裂伸长率测试结果
表3热老化(150℃/168h)后的电缆性能测试结果
表4阻燃绝缘性能测试结果
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)
1.一种耐低高温阻燃电线电缆，其特征在于，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶130～150份、三元乙丙橡胶35～45份、纳米氢氧化铝10～20份、碳酸钙5～15份、三氧化二锑10～20份、锌钙稳定剂10～15份、膨胀石墨10～20份、炭黑5～10份、偏苯三酸三辛酯30～50份、癸二酸二辛酯8～24份、四钛酸钾晶须10～20份。
2.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于，所述炭黑为改性炭黑；所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于，所述三元乙丙橡胶为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
4.根据权利要求1所述的电线电缆，其特征在于，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶130份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶35份、纳米氢氧化铝10份、碳酸钙5份、三氧化二锑10份、锌钙稳定剂10份、膨胀石墨10份、炭黑5份、偏苯三酸三辛酯30份、癸二酸二辛酯8份、四钛酸钾晶须10份。
5.根据权利要求4的电线电缆，其特征在于，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶140份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶45份、纳米氢氧化铝15份、碳酸钙10份、三氧化二锑15份、锌钙稳定剂13份、膨胀石墨15份、炭黑8份、偏苯三酸三辛酯40份、癸二酸二辛酯16份、四钛酸钾晶须15份。
6.根据权利要求4的电线电缆，其特征在于，所述电线电缆由以下重量份的原料组成：天然橡胶150份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶55份、纳米氢氧化铝20份、碳酸钙15份、三氧化二锑20份、锌钙稳定剂15份、膨胀石墨20份、炭黑10份、偏苯三酸三辛酯50份、癸二酸二辛酯24份、四钛酸钾晶须20份。
7.一种制备如权利要求1～6任一所述的耐低高温阻燃电线电缆的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至75～80℃，混合15～20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30～40min，静置陈化5～6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为175～185℃，螺杆转速为120～125转/min，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，即得所述电线电缆。
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)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至75℃，混合20min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30min，静置陈化5h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为175℃，螺杆转速为125转/min，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，即得所述电线电缆。
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)将天然橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、纳米氢氧化铝、碳酸钙、三氧化二锑、锌钙稳定剂、膨胀石墨、炭黑加入高速混合机中，加热至80℃，混合15min；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40min，静置陈化6h；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为185℃，螺杆转速为120转/min，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，即得所述电线电缆。
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