本發明涉及電纜領域,具體地說,屬于電纜護套料的一種,尤其應用于煤礦電纜。
背景技術:
氯化聚乙烯,是將高密度聚乙烯(HDPE)分子結構中仲碳原子上的氫原子經氯原子取代后得到的一種高分子無規氯化物。氯質量分數為35%左右的CPE,因其分子結構中不含有雙鍵,而具有強度高、彈性好、阻燃、耐油、耐溶劑、耐臭氧、耐熱老化、耐候、加工性能良好、高填充、產量大、價格低等優點。隨著電線電纜工業的發展,人們對線纜產品提出了更高更嚴格的性能要求。橡膠型氯化聚乙烯(CPE)作為一種新型的護套材料已逐漸取代價格高,且易發生早期膠燒的丁腈橡膠。
然而,目前在CPE系列橡皮護套配方,國內廠家在應用方面,存在一些不成熟的地方,特別是CPE作為礦用電纜護套使用時,其抗撕裂性能不好,往往無法達到標準。沈梅等在CPE研究過程中,僅發現隨DCP用量的增加,共混物的撕裂強度急劇下降。但未對如何改善材料的抗撕裂強度提出具體解決方法。
技術實現要素:
為解決上述問題,本發明提供了一種耐撕裂強度高,硬度較小,電纜護套材料柔軟,應用廣泛,配方簡單,工藝簡化的電纜護套料。
為實現上述技術目的,本發明采用的方案是:
一種電纜護套料,以重量計包括以下組分:
氯化聚乙烯60~90份;
尼龍10~40份;
增容劑CPE-g-MAH 6~10份;所述增容劑CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、4~10份馬來酸酐、0.3~0.7份過氧化二異丙苯在雙輥開煉機上混煉均勻,將氯化聚乙烯共混物加入溫度為130~150℃、轉速為20~45r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應,得到CPE-g-MAH。即:馬來酸酐接枝氯化聚乙烯
高性能復合阻燃劑25~30份;
復合穩定劑4~7份;
防老劑1~2.5份;
噻二唑類硫化劑1~4份;
醛胺縮合物促進劑1.5~3份。
制備權利要求上述電纜護套料的方法如下:
A)將原材料各組分按配比稱料,備用;
B)氯化聚乙烯先在70~90℃開煉機上塑練、待塑練完全后,加入復合穩定劑,和已備好增容劑CPE-g-MAH,重復薄通3~5次制得母膠;
C)將輥溫升到145~165℃,將尼龍和母膠在熱輥開煉機上共混10min,待共混均勻后逐步加入防老劑,增塑劑,阻燃劑,促進劑以及陶土,白炭黑等填料,薄通3~5次后,于冷輥上薄通出片;
D)加硫,將共混均勻的氯化聚乙烯混合物在70~90℃開煉機上加入硫化劑和硫化促進劑,薄通3~5次后,于冷輥上薄通出片。
所述C)步驟待膠片冷卻后靜置8小時后進行。
所述D)步驟還可以在密煉機或者捏煉機上進行。
氯化聚乙烯是高抗撕裂礦用電纜護套料的基體材料,優先選用CPE135B。CPE135B為無規則的飽和性材料,幾乎無結晶,具有較強的加工性能和優異的耐候、耐屈繞性。
本發明所采用的尼龍為含有己內酰胺單體、己二胺己二酸單體、癸二胺癸二酸單體共聚形成的三元共聚尼龍,簡寫為PA。
尼龍66;聚己二酸己二胺(又稱聚酰胺);nylon 66,半透明或不透明乳白色結晶形聚合物, 具有可塑性。密度1.15g/cm3。熔點252℃。脆化溫度-30℃。熱分解溫度大于350℃。連續耐熱80-120℃,平衡吸水率2.5%。能耐酸、堿、大多數無機鹽水溶液、鹵代烷、烴類、酯類、酮類等腐蝕,但易溶于苯酚、甲酸等極性溶劑。具有優良的耐磨性、自潤滑性,機械強度較高。但吸水性較大,因而尺寸穩定性較差。外觀白包或帶黃色顆粒狀,密度(g/cm3)1.10-1.14,拉伸強度(MPa)60.0-80.0,
廣泛用于制造機械、汽車、化學與電氣裝置的零件,如齒輪、滾子、滑輪、輥軸、泵體中葉輪、風扇葉片、高壓密封圍、閥座、墊片、襯套、各種把手、支撐架、電線包層等。亦可制成薄膜用作包裝材料。此外,還可用于制作醫療器械、體育用品、日用品等。
聚酰胺12(polyamide l2),商品名尼龍12(nylon 12)。相對密度1.01~1.02,熔點178℃,拉伸強度50~64MPa,彎曲強度74MPa,懸臂梁(缺口)沖擊強度4~6kJ/m,體積電阻率1014Ω·cm,介電強度17kV/mm,熱變形溫度(1.82MPa)54.5℃。耐磨性、自潤滑性、柔韌性優良,吸濕性小,與金屬黏合力強。由ω-十二內酰胺開環聚合或由12-氨基十二酸縮聚制得。
聚酰胺12,PA12它有很好的抗沖擊性機化學穩定性。尼龍12有許多在塑化特性和增強特性方面的改良品種,如尼龍12彈性體、石墨尼龍PA12等。PA12對強氧化性酸無抵抗能力。PA12的粘性主要取決于濕度、溫度和儲藏時間。它的流動性很好。PA12收縮率在0.5%到2%之間,這主要取決于材料品種、壁厚及其它工藝條件。PA12聚酰胺12或尼龍12典型應用范圍:水量表和其他商業設備,電纜套,機械凸輪,滑動機構及軸承等。
高性能復合阻燃劑,是由沈陽新異阻燃材料廠生產,牌號HZR-2,白色粉末,能夠提高CPE橡膠的阻燃性能,并且不產生有害物質,屬于環保型高效阻燃劑。
本發明采用的復合穩定劑為硬脂酸鈣/硬脂酸鋅復合熱穩定劑與輔助穩定劑環氧大豆油和亞磷酸酯配合使用,其中硬脂酸鈣/硬脂酸鋅并用比為5∶1,用量為5份,環氧大豆油和亞磷酸酯用量分別為5和1份。
本發明采用的防老劑為RD,即2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體。
本發明采用的噻二唑類硫化劑優先選擇TDD或噻二唑1680。
本發明采用的醛胺縮合物促進劑優先選擇VOR240。
本發明采用了橡塑共混理念,以氯化聚乙烯作為基料,引入高抗撕裂的尼龍材料,以及選擇與之配合的各種穩定劑、防老劑、無味硫化劑,在保證其材料各種性能的同時,克服了氯化聚乙烯耐撕裂性能差的缺點,具體表現在以下幾個方面:
1、本發明采用馬來酸酐接枝氯化聚乙烯進行增容,簡單可行,適用于工業化生產,并且增容效果優異,有效改善了氯化聚乙烯和尼龍的相容性能,使得混合物的機械性能優異;
2、原有配方中,為滿足礦用電纜對材料性能的要求,氯化聚乙烯通過控制硫化程度,在拉伸強度和抗撕裂性能中取得平衡,以前配方如果提高拉伸強度,抗撕裂性能就下降;抗撕裂性能提高,抗伸強度就下降;而本發明加入尼龍材料后可以在提高材料耐撕裂性能的同時,拉伸強度也得到穩定提高;
3、相對于以前氯化聚乙烯配方中加入傳統硫化劑,本發明采用先進的過氧化物硫化體系,沒有氣味,符合環保要求;
4、加入尼龍到氯化聚乙烯基體中,以及高性能復合阻燃劑的使用,使得護套材料的耐老化性能得到有效提高;
5、配色自如,由于本配方中沒有引入顏色較深的材料和配合劑,因此,可以根據用戶和國標要求,著各種鮮艷色彩,特別是對于礦用電纜中要求的黃色、紅色護套。
具體實施方式
實施例1
一種電纜護套料,按照傳統電纜護套料的組份加入:氧化鎂;硬脂酸;增塑劑;納米高活性白炭黑;活性碳酸鈣;陶土,再依照如下重量份數比例稱量:
氯化聚乙烯60份;
尼龍40份;
增容劑CPE-g-MAH 6份;
高性能復合阻燃劑25份;
復合穩定劑4份;
防老劑1份;
噻二唑類硫化劑1份;
醛胺縮合物促進劑1.5份。
所述增容劑CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、4份馬來酸酐、0.3份過氧化二異苯在雙輥開煉機上混煉均勻,將氯化聚乙烯共混物加入溫度為150℃、轉速為30r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應,得到CPE-g-MAH。即:馬來酸酐接枝氯化聚乙烯。配制增容劑所需的氯化聚乙烯是重新加入的氯化聚乙烯,與制備本發明所需要的氯化聚乙烯不要混淆。
制備權利要求上述電纜護套料的方法如下:
A)將原材料各組分按配比稱料,備用;
B)氯化聚乙烯先在70℃開煉機上塑練、待塑練完全后,加入復合穩定劑,和已備好增容劑CPE-g-MAH,重復薄通3次制得母膠;
C)將輥溫升到145℃,將尼龍和母膠在熱輥開煉機上共混10min,待共混均勻后逐步加入防老劑,增塑劑,阻燃劑,促進劑以及陶土,白炭黑等填料,薄通3次后,于冷輥上薄通出片;薄通是指將開煉機的輥距調節到0.5~1mm,橡膠厚度很薄地通過開煉機的二個輥;
D)加硫,將共混均勻的氯化聚乙烯混合物在70℃開煉機上加入硫化劑和硫化促進劑,薄通3次后,于冷輥上薄通出片。
所述C)步驟待膠片冷卻后靜置8小時后進行。
照上訴比例配方和工藝方法制得的電纜護套料,在長徑比為17:1的蒸汽連續硫化生產線上,按照一定溫度、速度、蒸汽壓力要求實現護套料混合物膠片在電纜線芯上的擠制。
實施例2
一種電纜護套料,按照傳統電纜護套料的組份加入:氧化鎂;硬脂酸;增塑劑;納米高活性白炭黑;活性碳酸鈣;陶土,再依照如下重量份數比例稱量:
氯化聚乙烯90份;
尼龍10份;
增容劑CPE-g-MAH 10份;
高性能復合阻燃劑30份;
復合穩定劑7份;
防老劑2.5份;
噻二唑類硫化劑4份;
醛胺縮合物促進劑3份。
所述增容劑CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、10份馬來酸酐、0.7份過氧化二異丙苯在雙輥開煉機上混煉均勻,將氯化聚乙烯共混物加入溫度為150℃、轉速為30r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應,得到CPE-g-MAH。即:馬來酸酐接枝氯化聚乙烯
制備權利要求上述電纜護套料的方法如下:
A)將原材料各組分按配比稱料,備用;
B)氯化聚乙烯先在90℃開煉機上塑練、待塑練完全后,加入復合穩定劑,和已備好增容劑CPE-g-MAH,重復薄通5次制得母膠;
C)將輥溫升到165℃,將尼龍和母膠在熱輥開煉機上共混10min,待共混均勻后逐步加入防老劑,增塑劑,阻燃劑,促進劑以及陶土,白炭黑等填料,薄通3~5次后,于冷輥上薄通出片;
D)加硫,將共混均勻的氯化聚乙烯混合物在90℃開煉機上加入硫化劑和硫化促進劑,薄通3~5次后,于冷輥上薄通出片。
所述C)步驟待膠片冷卻后靜置8小時后進行。
實施例3
一種電纜護套料,按照傳統電纜護套料的組份加入:氧化鎂;硬脂酸;增塑劑;納米高活性白炭黑;活性碳酸鈣;陶土,再依照如下重量份數比例稱量:
氯化聚乙烯75份;
尼龍25份;
增容劑CPE-g-MAH 8份;
高性能復合阻燃劑28份;
復合穩定劑5份;
防老劑2份;
噻二唑類硫化劑3份;
醛胺縮合物促進劑2份。
所述增容劑CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、7份馬來酸酐、0.5份過氧化二異丙苯在雙輥開煉機上混煉均勻,將氯化聚乙烯共混物加入溫度為150℃、轉速為30r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應,得到CPE-g-MAH。即:馬來酸酐接枝氯化聚乙烯
制備權利要求上述電纜護套料的方法如下:
A)將原材料各組分按配比稱料,備用;
B)氯化聚乙烯先在70~90℃開煉機上塑練、待塑練完全后,加入復合穩定劑,和已備好增容劑CPE-g-MAH,重復薄通5次制得母膠;
C)將輥溫升到155℃,將尼龍和母膠在熱輥開煉機上共混10min,待共混均勻后逐步加入防老劑,增塑劑,阻燃劑,促進劑以及陶土,白炭黑等填料,薄通5次后,于冷輥上薄通出片;
D)加硫,將共混均勻的氯化聚乙烯混合物在80℃開煉機上加入硫化劑和硫化促進劑,薄通5次后,于冷輥上薄通出片。
所述C)步驟待膠片冷卻后靜置8小時后進行。