一種高強度高阻燃電纜護套材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電纜材料技術領域，具體是一種高強度高阻燃電纜護套材料及其制備 方法和應用。
【背景技術】
[0002] 電纜，通常是由幾根或幾組導線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜，每 組導線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電纜具 有內通電，外絕緣的特征。隨著經濟的迅速發展，電線電纜在各個行業、領域中都得到廣泛 的應用。
[0003] 電纜通常是由幾根或幾組導線每組至少兩根絞合而成的類似繩索的電纜，每組導 線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的護套層，為了保護城 鄉居住和投資環境，減少架空電力電纜輸電線路達到美化城市的目的，電力電纜輸電線已 從架空進入埋地，電纜的地下對電纜外層護套的撕裂強度及耐磨性能具有較高要求，隨著 電纜使用時間的延長且受電纜存放空間的限制其散熱性差。
[0004] 另外，隨著露天煤礦和井下礦用電動采煤機械的發展，對礦用電纜的性能要求也 更為嚴格，不僅要求電纜的絕緣層有優異的電氣性能，同時要求護套材料擁優良的物理機 械性能，如拉伸強度、斷裂伸長率高；進一步來說，礦井中不可避免的存在瓦斯氣體，具有燃 燒爆炸的危險，采礦井中需敷設數量很大的各種電纜來提供電能、控制訊號和監測，要求電 纜護套具有難燃和不延燃的性能。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種較好的耐低溫性能且操作性強的高強度高阻燃電纜 護套材料及其制備方法和應用，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0007] -種高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份的原料組成：石英粉30-40 份、阻燃劑25-30份、天然橡膠20-25份、氯磺化聚乙烯15-20份、三元乙丙橡膠15-20份、氯 丁橡膠15-20份、增容劑CPE-g-MAH6-10份、聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑7-9份、炭黑6-8 份、沉淀法白炭黑6-8份、穩定劑4-8份、碳酸鈣3-5份、三乙醇胺2-4份、硫化劑2-4份、防 老劑1-2份、三氧化二銻1-2份、硬脂酸0. 4-0. 6份。
[0008] 作為本發明進一步的方案：所述高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份 的原料組成：石英粉32-38份、阻燃劑26-29份、天然橡膠21-24份、氯磺化聚乙烯16-19 份、三元乙丙橡膠16-19份、氯丁橡膠16-19份、增容劑CPE-g-MAH7-9份、聚烯烴與聚氯乙 烯功能改性劑7. 5-8. 5份、炭黑6. 5-7. 5份、沉淀法白炭黑6. 5-7. 5份、穩定劑5-7份、碳酸 鈣3. 5-4. 5份、三乙醇胺2. 5-3. 5份、硫化劑2. 5-3. 5份、防老劑1. 2-1. 8份、三氧化二銻 1. 2-1. 8 份、硬脂酸 0. 45-0. 55 份。
[0009] 作為本發明進一步的方案：所述高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份 的原料組成：石英粉35份、阻燃劑28份、天然橡膠22份、氯磺化聚乙烯18份、三元乙丙橡 膠18份、氯丁橡膠18份、增容劑CPE-g-MAH8份、聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑8份、炭黑 7份、沉淀法白炭黑7份、穩定劑6份、碳酸|丐4份、三乙醇胺3份、硫化劑3份、防老劑1. 5 份、三氧化二銻1. 5份、硬脂酸0. 5份。
[0010] 作為本發明進一步的方案：所述增容劑CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料組 成：氯化聚乙烯90-110份、馬來酸酐6-10份、氧化二異丙苯0. 5-0. 7份。
[0011] 作為本發明進一步的方案：所述增容劑CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料組 成：氯化聚乙烯95-105份、馬來酸酐7-9、氧化二異丙苯0. 55-0. 65份。
[0012] 作為本發明進一步的方案：所述增容劑CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料組 成：氯化聚乙烯100份、馬來酸酐8份、氧化二異丙苯0. 6份。
[0013] 所述高強度高阻燃電纜護套材料的制備方法，由以下步驟組成：
[0014] (1)按照重量份稱取各原料；
[0015] (2)將氯化聚乙烯、馬來酸酐和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140-160°C、轉速為25-45r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反 應，得到增容劑CPE-g-MAH ;
[0016] (3)打開密煉機并預熱至55_60°C，將氯丁橡膠、天然橡膠和三元乙丙橡膠投入密 煉機中密煉l_2min，待溫度升至75-80°C時投入氯磺化聚乙稀進行密煉3-4min得到主料；
[0017] (4)在所述密煉機中再加入所述聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑、碳酸鈣、防老劑、 三乙醇胺、三氧化二銻和硬脂酸混煉2-3min ;
[0018] (5)在所述密煉機中再加入石英粉、阻燃劑、增容劑CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和穩定劑，混煉l_2min后形成混煉膠料，該混煉膠料在溫度達到90-100°C時從密煉機中 排出；
[0019] (6)排出的所述混煉膠料在開煉機上薄通1-2次，并擺膠2-3次，接著在三輥壓延 機上壓延，不開條出片；
[0020] (7)壓延后的混煉膠料室溫存放8-10h，然后放入密煉機混煉，混煉溫度達到 100-120°C時加入所述硫化劑，接著混煉0. 5-1. 5min，然后排出混煉膠料；
[0021] (8)該混煉膠料在開煉機上薄通1-2次，并擺膠2-3次，接著在三輥壓延機上開條 出片，輸出的橡頁經過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
[0022] 作為本發明再進一步的方案：所述高強度高阻燃電纜護套材料在制備電纜材料中 的應用。
[0023] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0024] 本發明通過合理添加控制護套料的內部組分及控制內部組分之間的配比，制得的 材料阻燃性能優異，具有低毒及低腐蝕性能及良好的電氣性能，具有柔軟性能好、抗沖擊性 強、交聯密度高、拉伸強度較高，物理機械性能好，性能穩定，使用壽命長，膠料混煉容易，并 可大大改善膠料性能。
【具體實施方式】
[0025] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0026] 實施例1
[0027] 本發明實施例中，一種高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份的原料組 成：石英粉30份、阻燃劑25份、天然橡膠20份、氯磺化聚乙烯15份、三元乙丙橡膠15份、 氯丁橡膠15份、增容劑CPE-g-MAH6份、聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑7份、炭黑6份、沉淀 法白炭黑6份、穩定劑4份、碳酸鈣3份、三乙醇胺2份、硫化劑2份、防老劑1份、三氧化二 銻1份、硬脂酸〇. 4份；所述增容劑CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料組成：氯化聚乙烯 90份、馬來酸酐6份、氧化二異丙苯0. 5份。
[0028] 所述高強度高阻燃電纜護套材料的制備方法，由以下步驟組成：
[0029] (1)按照重量份稱取各原料；
[0030] (2)將氯化聚乙烯、馬來酸酐和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140°C、轉速為25r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應，得到增 容劑 CPE-g-MAH ;
[0031] (3)打開密煉機并預熱至55°C，將氯丁橡膠、天然橡膠和三元乙丙橡膠投入密煉 機中密煉lmin，待溫度升至75°C時投入氯磺化聚乙稀進行密煉3min得到主料；
[0032] (4)在所述密煉機中再加入所述聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑、碳酸鈣、防老劑、 三乙醇胺、三氧化二銻和硬脂酸混煉2min ;
[0033] (5)在所述密煉機中再加入石英粉、阻燃劑、增容劑CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和穩定劑，混煉Imin后形成混煉膠料，該混煉膠料在溫度達到90°C時從密煉機中排出；
[0034] (6)排出的所述混煉膠料在開煉機上薄通1次，并擺膠2次，接著在三輥壓延機上 壓延，不開條出片；
[0035] (7)壓延后的混煉膠料室溫存放8h，然后放入密煉機混煉，混煉溫度達到100°C時 加入所述硫化劑，接著混煉〇. 5min，然后排出混煉膠料；
[0036] (8)該混煉膠料在開煉機上薄通1次，并擺膠2次，接著在三輥壓延機上開條出片， 輸出的橡頁經過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
[0037] 實施例2
[0038] 本發明實施例中，一種高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份的原料組 成：石英粉35份、阻燃劑28份、天然橡膠22份、氯磺化聚乙烯18份、三元乙丙橡膠18份、 氯丁橡膠18份、增容劑CPE-g-MAH8份、聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑8份、炭黑7份、沉淀 法白炭黑7份、穩定劑6份、碳酸|丐4份、三乙醇胺3份、硫化劑3份、防老劑1. 5份、三氧化 二銻1. 5份、硬脂酸0. 5份；所述增容劑CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料組成：氯化聚 乙烯100份、馬來酸酐8份、氧化二異丙苯0. 6份。
[0039] 所述高強度高阻燃電纜護套材料的制備方法，由以下步驟組成：
[0040] (1)按照重量份稱取各原料；
[0041] (2)將氯化聚乙烯、馬來酸酐和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°C、轉速為35r/min的轉矩流變儀中進行熔融接枝反應，得到增 容劑 CPE-g-MAH ;
[0042] (3)打開密煉機并預熱至58°C，將氯丁橡膠、天然橡膠和三元乙丙橡膠投入密煉 機中密煉I. 5min，待溫度升至78°C時投入氯磺化聚乙稀進行密煉3. 5min得到主料；
[0043] (4)在所述密煉機中再加入所述聚烯烴與聚氯乙烯功能改性劑、碳酸鈣、防老劑、 三乙醇胺、三氧化二銻和硬脂酸混煉2. 5min ;
[0044] (5)在所述密煉機中再加入石英粉、阻燃劑、增容劑CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和穩定劑，混煉I. 5min后形成混煉膠料，該混煉膠料在溫度達到95°C時從密煉機中排 出；
[0045] (6)排出的所述混煉膠料在開煉機上薄通2次，并擺膠3次，接著在三輥壓延機上 壓延，不開條出片；
[0046] (7)壓延后的混煉膠料室溫存放9h，然后放入密煉機混煉，混煉溫度達到IKTC時 加入所述硫化劑，接著混煉Imin，然后排出混煉膠料；
[0047] (8)該混煉膠料在開煉機上薄通2次，并擺膠3次，接著在三輥壓延機上開條出片， 輸出的橡頁經過冷卻輥冷卻，過滑石粉箱后，即制得成品。
[0048] 實施例3
[0049] 本發明實施例中，一種高強度高阻燃電纜護套材料，由以下按照重量份的原料組 成：石英粉40份、阻燃劑30份、天然橡膠25份、氯磺化聚乙烯20份、