CN106243478A - 一种陶瓷化防火耐火聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料及其制备方法，其方法包括将乙烯‑乙烯醋酸乙酯橡胶、氧化锌、防老剂、润滑剂、三氧化二锑、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼，再将陶瓷化阻燃剂、色素碳黑、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料。本发明产品对抑烟和抑制余烬燃烧效果好，具有良好的低温柔韧性能，其柔软性、弹性、透明性、表面光泽性和化学稳定性良好，抗老化、抗电弧性、抗冲击强度、抗弯曲强度、和耐臭氧性能好。且物理性能及电性能无不良的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，特别是一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
随着城市人口的急剧增加，高层建筑、宾馆酒店、大型超市、医院、车站、机场不断增加，地铁、隧道以及大型公共娱乐场所、公共交通设施也急剧增加，消防安全的重要性凸现出来；特别是如何在火灾的情况下，在一定时间内保障电力和通讯的畅通，最大限度的赢得宝贵的时间，减少人员的伤亡和生命财产的损失，是人们不断探索的课题。
目前，国内外的防火耐火电线电缆大多采用传统的氧化镁矿物绝缘电缆和云母带缠绕的耐火电缆；电缆需要进口专门的设备，价格非常的昂贵，资金投入大。另外，传统矿物绝缘防火耐火电缆的外护层是铜管经过特殊压拉工艺生产，其产品在成本上是较为昂贵，限制其推广范围。同时传统防火耐火电缆在生产加工、运输、线路敷设安装和使用等过程中的特殊性能要求，造成其很难大规模的普及使用，特别是在民用建筑等。而由云母带缠绕的防火耐火电缆在生产过程中，需要多层缠绕，同时云母带存在易吸潮的情况，在现有生产工艺条件下，在接缝处往往造成缺陷，烧蚀后云母带发脆，容易脱落，实际使用时防火耐火的效果不是很好，难以保障通讯、电力在火灾的情况下的安全畅通。
近年来，市场上出现一种陶瓷化硅橡胶，该产品存在物理机械性能不佳的缺陷，同时陶瓷化硅橡胶的耐磨性能及电绝缘性能不是很好，一般作为防火衬层使用，限制其在防火耐火电缆上使用范围。陶瓷化硅橡胶在混炼时须特殊混炼设备，混炼胶不能进行造粒或压片；同时挤出工序时，存在费工费时效率较低的情况。
故研究新型的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料十分有必要。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术的不足，而提供一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，以解决了现有的防火耐火电缆结构复杂价格昂贵，安装敷设较难，致使其使用范围受到很大限的问题。
实现本发明上述目的的技术方案是：一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100～120份，氧化锌5～10份，防老剂3～5份，润滑剂0.5～1.5份，陶瓷化阻燃剂8～25份，活性阻燃剂140～180份，硼酸锌5～10份，加工助剂5～15份，硅烷偶联剂0.5～2份，助交联剂1～1.5份，过氧化物交联剂3～5份。
本发明进一步的技术方案是:其还包括陶瓷化阻燃剂8～25份。
本发明进一步的技术方案是:乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶中的VA含量为40％～80％。
本发明的目的之二是克服现有技术的不足，而提供一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料的制备方法，以解决了现有的防火耐火电缆结构复杂价格昂贵，安装敷设较难，致使其使用范围受到很大限的问题。
实现本发明上述目的的技术方案是：一种制备上述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料的方法，包括如下步骤：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶、氧化锌、防老剂和润滑剂投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在90～120℃之间；
S03，再将陶瓷化阻燃剂、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼1～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在90～110℃；
S05，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料中采用的陶瓷化阻燃剂是作为乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶的防火耐火功能性材料，陶瓷化阻燃剂1％脱水温度高达290℃以上，在聚合物的混炼及挤出温度下稳定性能良好。由于陶瓷化阻燃剂在550～700℃时的烧结时体现出成碳结壳性能，开始形成陶瓷化层，对抑烟和抑制余烬燃烧效果特别好。同时，对其物理性能及电性能无不良的影响。
2、陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料中采用的加工助剂是低温增塑剂，其熔点温度为较低，在-50℃时仍具有良好的流动特性，低挥发的性能使乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶具有较低的硬度，成品电缆具有优良的低温柔韧性能和良好的物理机械性能。由于加工助剂的沸点超过240℃(1.20kPa)，使硫化后的环保阻燃电缆料能够承受较高的老化温度，成品电缆可在150℃的环境下长期工作。
3、乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶由于在乙烯分子链中引入了丙烯单体及第三单体，从而降低乙烯的结晶度，使其具有良好的柔软性及橡胶般的弹性，在-60℃下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧性能好。
4、活性活性阻燃剂或活性氢氧化镁：活性氢氧化铝或活性氢氧化镁作为添加型无卤素抑烟、阻燃材料，其特点是添加量大、阻燃效果好、成本低，很好地改进了材料的抗电弧性、增强抗冲击强度和抗弯曲强度，是到目前为止最适合聚烯烃材料使用的补强填充材料之一。
活性氢氧化铝或活性氢氧化镁表面积较大，流动性能优良，粒度分布均匀，稳定性好，不产生腐蚀性气体。在聚烯烃材料中分散性好，加入量较多时，不易发生弯曲发白现象。使用于聚烯烃材料中，不挥发，不渗出，能长期保留在聚烯烃材料中。与其他多种物质有着良好的相容性。
本发明中活性阻燃剂主要作用是作为阻燃剂，同时兼做补强剂。
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
具体实施方式
实施例1：
一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100份，氧化锌5份，防老剂3份，润滑剂1份，陶瓷化阻燃剂10份，硼酸锌5份，色素碳黑3份，活性阻燃剂150份，加工助剂5份，硅烷偶联剂1份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
实施例2：
一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶110份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂15份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂170份，加工助剂8份，硅烷偶联剂1.5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
实施例3：
一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶120份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂25份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂180份，加工助剂12份，硅烷偶联剂2份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
上述实施例中助交联剂和过氧化物交联剂没做具体限制，可以采用各种适宜的助交联剂和过氧化物交联剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。助交联剂如TAC、TAIC、HVA-2等，过氧化物交联剂如DCP、无味DCP、双二五等。
上述实施例中润滑剂燃剂没做具体限制，可以采用各种适宜的润滑剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如硬脂酸锌、硬脂酸钡、聚乙烯蜡等。
上述实施例中防老剂没做具体限制，可以采用各种适宜的防老剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如防老剂RD、MB、445等
上述实施例中加工助剂没做具体限制，可以采用各种适宜的加工助剂，只要不对本发明的目的产出不良影响即可。如DOA、DOS、ATBC等。
上述实施例中的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料的制备方法如下：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶、氧化锌、防老剂、润滑剂、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S03，再将色素碳黑、陶瓷化阻燃剂、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，最后将过氧化物交联剂投入密炼机内混炼0.5～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在80～100℃；
S05，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到绿色环保阻燃电缆用材料。
采用上述制备方法生产的绿色环保阻燃电缆料，进行热空气老化试验、RM902和IRM903老化试验，氧指数试验、电导率试验、毒性指数试验、透光率试验、结壳性试验与现有环保阻燃电缆料技术对比数据如表1所示。
表1：
由表1可以看出，本发明的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料具有良好的防火耐火性能、耐油性能及物理机械性能，特别适合使用在对防火、防爆要求较高的场所。
陶瓷化聚烯烃为消防、防火、耐火提供一种新思路新方法，特别是在电线电缆行业方面的应用，前景是非常广阔，为防火耐火电缆提供一种新的设计理念，突破以往防火电缆生产工艺结构复杂的局限性，为新型防火耐火电缆节约资源降低成本，进行广泛推广提供了前提条件和坚实基础。
低烟无卤阻燃电缆料现有技术为：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100份，氧化锌8份，防老剂3份，润滑剂1份，硼酸锌8份，色素碳黑3份，活性阻燃剂150份，加工助剂5份，硅烷偶联剂1份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
Claims (10)
1.一种陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100～120份，氧化锌5～10份，防老剂3～5份，润滑剂0.5～1.5份，陶瓷化阻燃剂8～25份，色素碳黑8～15份，活性阻燃剂150～180份，加工助剂5～15份，偶联剂0.5～2份，助交联剂1～1.5份，过氧化物交联剂3～5份。
2.如权利要求1所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，还包括陶瓷化阻燃剂8～25。
3.如权利要求1所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶中的VA含量为40％～80％。
4.如权利要求1-3所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100份，氧化锌5份，防老剂3份，润滑剂1份，陶瓷化阻燃剂10份，硼酸锌5份，色素碳黑3份，活性阻燃剂150份，加工助剂5份，硅烷偶联剂1份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
5.如权利要求1-3所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶110份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂15份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂170份，加工助剂8份，硅烷偶联剂1.5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
6.如权利要求1-3所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶120份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂25份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂180份，加工助剂12份，硅烷偶联剂2份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
7.一种制备如权利要求2所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料的方法，其特征是，包括如下步骤：
S01，按材料中各组份的重量份数进行配料；
S02，将乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶、氧化锌、防老剂、润滑剂、三氧化二锑、硼酸锌和助交联剂投入密炼机混炼2～3min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S03，再将陶瓷化阻燃剂、色素碳黑、活性阻燃剂、硅烷偶联剂和加工助剂投入密炼机混炼2～4min，控制密炼机的室温在100～130℃之间；
S04，最后将助交联剂和过氧化物交联剂投入密炼机内混炼1～1.5min，加硫后控制密炼机的室温在90～100℃；
S05，将混炼均匀的胶料从密炼机排出，通过开炼机打三角包、薄通，再通过压延机压延制片，即得到陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料。
8.如权利要求7所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶100份，氧化锌5份，防老剂3份，润滑剂1份，陶瓷化阻燃剂10份，硼酸锌5份，色素碳黑3份，活性阻燃剂150份，加工助剂5份，硅烷偶联剂1份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3份。
9.如权利要求7所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶110份，氧化锌8份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂15份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂170份，加工助剂8份，硅烷偶联剂1.5份，助交联剂1份，过氧化物交联剂3.5份。
10.如权利要求7所述的陶磁化防火耐火聚烯烃电缆料，其特征是，其中所含组份及各组份的重量份数如下：
乙烯-乙烯醋酸乙酯橡胶120份，氧化锌10份，防老剂3.5份，润滑剂1.5份，陶瓷化阻燃剂25份，硼酸锌8份，色素碳黑5份，活性阻燃剂180份，加工助剂12份，硅烷偶联剂2份，助交联剂1.5份，过氧化物交联剂4份。
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