CN112390992B - 一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料及其制备方法，涉及电缆护套料技术领域。本发明公开的一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料包括以下组分：丁腈橡胶、氯化聚丙烯、糠醛丙酮树脂、硅烷偶联剂、复合增强剂、抗氧剂、硫化剂、硫化促进剂、聚乙烯醇、阻燃剂、润滑剂和无机填料，其中，阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成，复合增强剂包括植物纤维粉、聚酰亚胺、磷脂、聚烯烃弹性体、十二烷基硫酸钠和蔗糖酯，本发明还公开了耐腐蚀的阻燃电缆护套料的制备方法。本发明提供的耐腐蚀电缆护套料，具有优良的力学性能、阻燃性、耐磨性和耐老化性，延长了电缆护套料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电缆护套料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料。
背景技术
目前，随着我国综合国力的提升，各领域蓬勃发展，对于电力电缆的需求量与日俱增，电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线等。长期以来，传统线缆的包覆材料主要为聚氯乙烯（PVC）、氯丁橡胶（CR）、氯磺化聚乙烯（CSM）、聚四氟乙烯（PTFE）等聚合物，这些材料在使用时，往往由于外界环境酸碱度的存在、日照雨水的影响，使材料中的组分产生了不利的副反应，从而使电缆的性能和寿命迅速降低，无法满足使用。采用耐腐蚀性较好的硅橡胶，成本又相对较高，当降低添加剂含量时，虽可降低电缆的腐蚀程度，但阻燃和力学性能方面又达不到相应要求，因此，开发一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料成为目前电缆研究中的一个重要课题。
而现有的电力电缆阻燃性和耐腐蚀性能一般，专利CN201410286923.8公开了一种耐腐蚀聚氯乙烯电缆料，它是通过添加含有二氧化硅的硅酮粉体和超细硫酸钡来提高聚氯乙烯电缆的耐磨性和耐腐蚀性，但是该发明专利的耐磨性和耐腐蚀性只是得到一定程度的提高，随着时间的推移，该电缆料中的其它组分（碳酸钙、钙锌稳定剂、抗冲改性剂等）还是容易被外界环境的酸碱度腐蚀，影响该电缆料的使用，并且该发明的阻燃性能一般。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀的电缆护套料，具有优良的力学性能、阻燃性、耐磨性和耐老化性，延长了电缆护套料的使用寿命。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，按重量份数计，所述电缆护套料包括以下组分：丁腈橡胶70-100份、氯化聚丙烯10-20份、糠醛丙酮树脂15-30份、硅烷偶联剂1-6份、复合增强剂6-12份、抗氧剂1-3份、硫化剂5-10份、硫化促进剂3-5份、聚乙烯醇10-15份、阻燃剂5-10份、润滑剂3-6份和无机填料10-15份。
进一步的，所述复合增强剂的组成原料的重量份数为植物纤维粉30-50份、聚酰亚胺20-30份、磷脂10-15份、聚烯烃弹性体10-20份、十二烷基硫酸钠3-5份和蔗糖酯6-12份，其制备方法包括以下步骤：
1）将植物纤维粉加入到1mol/L的氢氧化钠溶液150份中，搅拌均匀，升温至70-80℃，搅拌3-5h，制得改性纤维溶液；
2）将蔗糖酯加入改性纤维溶液中，搅拌均匀，然后加入聚酰亚胺，在60-70℃搅拌2h，再加入聚烯烃弹性体和磷脂，在此温度下搅拌5h后，加入醋酸溶液调节pH值至6.5-7，再加入十二烷基硫酸钠，混合均匀，干燥，制得复合增强剂。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT的一种。
进一步的，所述硫化促进剂为硫化促进剂TMTD、硫化促进剂NA-22、硫化促进剂CZ中的一种。
进一步的，所述硫化剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
进一步的，所述阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成。
进一步的，所述无机填料由水滑石、硫酸钡和滑石粉组成，其质量比1：1：2。
进一步的，所述润滑剂为聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或多种。
本发明的另一目的在于提供一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按上述电缆护套料组分的重量份数称取原料；
（2）将电缆护套料的各组分加入到双辊炼塑机中，于80-120℃混炼30min，得到混炼胶；
（3）将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为170-190℃，预热30min，然后在10MPa下加压硫化3-5min，冷却，制得耐腐蚀的阻燃电缆护套料。
本发明取得了以下有益效果：
1、本发明制备的耐腐蚀的阻燃电缆护套料将丁腈橡胶、氯化聚丙烯和糠醛丙酮树脂三者熔融共混，结合三者各自的优势，具有优异的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性和成型加工性能。
2、本发明制备的耐腐蚀的阻燃电缆护套料通过加入复合增强剂，提高了护套料的力学强度和韧性，并增加各组分之间的相容性。
3、本发明制备的耐腐蚀的阻燃电缆护套料通过将三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁复配使用，并在一定配比范围内使用，具有良好的阻燃协同作用，大大提高了本发明电缆护套料的阻燃性，并具有优异的抑烟效果。
4、本发明中加入的复配无机填料，进一步提高了电缆护套料强度、耐磨性、耐腐蚀性和阻燃性。
5、本发明制备的耐腐蚀的阻燃电缆护套料制备工艺简单，易操作，适合大规模化生产，具有优异的耐腐蚀和耐磨性能，延长了电缆护套料的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶70-100份、氯化聚丙烯10-20份、糠醛丙酮树脂15-30份、硅烷偶联剂1-6份、复合增强剂6-12份、抗氧剂1-3份、硫化剂5-10份、硫化促进剂3-5份、聚乙烯醇10-15份、阻燃剂5-10份、润滑剂3-6份和无机填料10-15份。其制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按电缆护套料组分的重量份数称取原料；
（2）将电缆护套料的各组分加入到双辊炼塑机中，于80-120℃混炼30min，得到混炼胶；
（3）将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为170-190℃，预热30min，然后在10MPa下加压硫化3-5min，冷却，制得耐腐蚀的阻燃电缆护套料。
上述复合增强剂的制备方法包括以下步骤：
1）将植物纤维粉加入到1mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，升温至70-80℃，搅拌3-5h，制得改性纤维溶液；
2）将蔗糖酯加入改性纤维溶液中，搅拌均匀，然后加入聚酰亚胺，在60-70℃搅拌2h，再加入聚烯烃弹性体和磷脂，在此温度下搅拌5h后，加入醋酸溶液调节pH值至6.5-7，再加入十二烷基硫酸钠，混合均匀，干燥，制得复合增强剂。
本发明采用的丁腈橡胶为HTD28。
下面结合具体实施例对本发明的一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料及其制备方法予以说明。
实施例1
一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶70份、氯化聚丙烯20份、糠醛丙酮树脂25份、硅烷偶联剂6份、复合增强剂6份、抗氧剂1010 1份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺10份、硫化促进剂TMTD 3份、聚乙烯醇15份、阻燃剂10份、聚硅氧烷3份和无机填料10份。其中，阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成，无机填料由水滑石、硫酸钡和滑石粉组成，其质量比1：1：2。
上述复合增强剂的组成原料的重量份数为植物纤维粉35份、聚酰亚胺30份、磷脂15份、聚烯烃弹性体15份、十二烷基硫酸钠3份和蔗糖酯12份。其中，氢氧化钠溶液为150份。
本实施例可达到的拉伸强度为17.2MPa，断裂伸长率为268.9%，氧指数为33.9。耐腐蚀：10%盐酸，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-6.5%，断裂伸长率变化率为+11%；10%氢氧化钠，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-8.4%，断裂伸长率变化率为+12.4%。
实施例2
一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶100份、氯化聚丙烯10份、糠醛丙酮树脂15份、硅烷偶联剂1份、复合增强剂12份、抗氧剂BHT 3份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺5份、硫化促进剂NA-22 5份、聚乙烯醇10份、阻燃剂5份、芥酸酰胺6份和无机填料15份。其中，阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成，无机填料由水滑石、硫酸钡和滑石粉组成，其质量比1：1：2。
上述复合增强剂的组成原料的重量份数为植物纤维粉50份、聚酰亚胺20份、磷脂10份、聚烯烃弹性体20份、十二烷基硫酸钠3份和蔗糖酯6份。其中，氢氧化钠溶液为150份。
本实施例可达到的拉伸强度为16.7MPa，断裂伸长率为282.1%，氧指数为32.4。耐腐蚀：10%盐酸，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-7.2%，断裂伸长率变化率为+13.1%；10%氢氧化钠，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-6.9%，断裂伸长率变化率为+11.3%。
实施例3
一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，按重量份数计，包括以下组分：丁腈橡胶80份、氯化聚丙烯15份、糠醛丙酮树脂30份、硅烷偶联剂4份、复合增强剂9份、抗氧剂1010 3份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺8份、硫化促进剂CZ 4份、聚乙烯醇12份、阻燃剂7份、硬脂酸锌4份和无机填料12份。其中，阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成，无机填料由水滑石、硫酸钡和滑石粉组成，其质量比1：1：2。
上述复合增强剂的组成原料的重量份数为植物纤维粉40份、聚酰亚胺25份、磷脂12份、聚烯烃弹性体10份、十二烷基硫酸钠5份和蔗糖酯10份。其中，氢氧化钠溶液为150份。
本实施例可达到的拉伸强度为18.7MPa，断裂伸长率为290.5%，氧指数为35。耐腐蚀：10%盐酸，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-5.1%，断裂伸长率变化率为+10.3%；10%氢氧化钠，室温存放30d后，拉伸强度变化率为-5.8%，断裂伸长率变化率为+12.7%。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，按重量份数计，所述电缆护套料包括以下组分：丁腈橡胶70-100份、氯化聚丙烯10-20份、糠醛丙酮树脂15-30份、硅烷偶联剂1-6份、复合增强剂6-12份、抗氧剂1-3份、硫化剂5-10份、硫化促进剂3-5份、聚乙烯醇10-15份、阻燃剂5-10份、润滑剂3-6份和无机填料10-15份；
所述复合增强剂的组成原料的重量份数为植物纤维粉30-50份、聚酰亚胺20-30份、磷脂10-15份、聚烯烃弹性体10-20份、十二烷基硫酸钠3-5份和蔗糖酯6-12份，其制备方法包括以下步骤：
1）将植物纤维粉加入到1mol/L的氢氧化钠溶液150份中，搅拌均匀，升温至70-80℃，搅拌3-5h，制得改性纤维溶液；
2）将蔗糖酯加入改性纤维溶液中，搅拌均匀，然后加入聚酰亚胺，在60-70℃搅拌2h，再加入聚烯烃弹性体和磷脂，在此温度下搅拌5h后，加入醋酸溶液调节pH值至6.5-7，再加入十二烷基硫酸钠，混合均匀，干燥，制得复合增强剂。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂BHT的一种。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述硫化促进剂为硫化促进剂TMTD、硫化促进剂NA-22、硫化促进剂CZ中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述硫化剂为N，N′-间苯撑双马来酰亚胺。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述无机填料由水滑石、硫酸钡和滑石粉组成，其质量比为1：1：2。
7.根据权利要求1所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料，其特征在于，所述润滑剂为聚硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸锌中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述的耐腐蚀的阻燃电缆护套料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）按上述电缆护套料组分的重量份数称取原料；
（2）将电缆护套料的各组分加入到双辊炼塑机中，于80-120℃混炼30min，得到混炼胶；
（3）将混炼胶置于平板硫化机上，设定温度为170-190℃，预热30min，然后在10MPa下加压硫化3-5min，冷却，制得耐腐蚀的阻燃电缆护套料。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |