專利名稱：一種煤礦用電纜護套材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電纜護套材料，具體的說是一種煤礦用電纜 護套材料，屬于化工領域。
背景技術：
目前，國內常用的作為電纜護套的主體材料有氯丁橡膠、氯 磺化聚乙烯膠料、氯化聚乙烯膠料及丁腈橡膠-聚氯乙烯復合物等 四種材料，這四種材料的結構成分不同其性能也不同。氯丁橡膠 阻燃性好，常溫下機械性能較好，但溫度較低時，機械性能變差， 耐寒性不好，長期放置后會緩慢硬化、喪失粘著性，流動性差， 粘結性能低劣，氯丁橡膠價格相對比較高，若單獨以其作為電纜 護套的主體材料，成本相對比較貴。氯磺化聚乙烯膠料是由聚乙 烯經氯化和磺化處理后而制成的彈性體，隨著氯含量的增加壓縮 永久變形及在低溫下的脆性增大，耐油性也不如丁腈橡膠，含有 毒的致癌物質，價格比較貴，在煤礦下作為電纜的護套材料受到 限制。氯化聚乙烯膠料是一種飽和的含氯橡膠，部分保留聚乙烯 的性質，彈性和熱穩(wěn)定性下降，物質成為半剛性材料，失去彈性。 隨著氯含量的增加其增塑劑的相容性、耐低溫性能、抗壓縮永久 變形性能、熱老化性能等降低，耐水性較差，在溫度比較低時材 料本身比較硬、彈性低、脆性大、抗撕性能低。由于煤礦用電纜 護套材料要求其在任何情況下都具有柔軟、彈性好等特點，所以由于本身結構決定了氯化聚乙烯不適用于做煤礦電纜護套材料。
丁腈橡膠一聚氯乙稀復合物是以丁腈橡膠為主，加入30%-50%的聚 氯乙烯樹脂共混制得的，是一種極性聚合物，共混材料中PVC含 量小于等于50%時，主要表現出丁腈橡膠的性質，有突出的耐候、 耐臭氧性等性能，與氯丁橡膠相比，抗張強度低，定伸應力、抗 撕裂性和耐燃性較差，耐油、耐寒性能較好，改善了壓出、壓延 加工性能，儲存穩(wěn)定性好。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，而研究開發(fā)了一種 具有較好的耐臭氧、耐寒、耐燃、耐油、耐老化等性能，且彈性 好、抗張強度高、抗撕裂性好、壓延加工性能好、成本低的煤礦 用電纜護套材料。
本發(fā)明的技術方案是該煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 制成有效成分所涉及的原料及重量份配比為丁腈橡膠一聚氯乙 稀復合物70-110份、氯丁橡膠10-30份、白碳黑30-60、氧化鎂2-8 份、氫氧化鋁20-60份、氯化石蠟20-80份、促進劑CZ 2_6份、氧 化鋅3-8份、硬脂酸1-5份、防老劑3-12份、三氧化二銻4-15份、 鈦白粉2-7份、硫化劑3-9份。
在上述煤礦用電纜護套材料配方所涉及的有效成分中，白炭 黑屬于補強劑，為細分散的二氧化硅，其粒徑在8-110毫微米之 間，吸濕性較小，粒子表面吸附性強，有很好的補強作用；補強 劑經過機械混煉加入橡膠后，其表面與橡膠分子接觸而產生物理 吸附，而補強劑中的活性基團與橡膠分子鏈形成牢固的化學鍵。當橡膠受外力拉伸時，先是微弱的物理吸附鍵被拉開，補強劑使 橡膠分子鏈移動到最適當的位置，使應力均勻分布到各分子鏈上 而提高了破壞強力。
氧化鎂和氧化鋅在該配方中既作為活性劑和無機促進劑作 用，能改善膠料的焦燒性能，有助于混煉膠的存放，且有助于提 高硫化膠的抗張強度、定伸強度和硬度。作為無機促進劑時加入 少量，能明顯縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量，
同時還能改善橡皮的物理機械性能；作為活性劑時須與硬脂酸配 合使用，因為金屬氧化物在脂肪酸存在時才能使促進劑活化，才 能使促進劑充分發(fā)揮促進作用，對硫化反應有很強的活化作用。 其中硬脂酸作為有機促進劑在橡料中起活性劑和增塑劑作用，還 能使其它粉料在橡膠中均勻分撒，當橡膠粘輥時又起到防粘作用。
氫氧化鋁、氯化石蠟和三氧化二銻在該配方中主要作為阻燃 劑，其補強機理分為兩類 一是在火焰中分解形成不助燃的氣體 而抑制火焰，另 一是在火焰中生成不燃燒的保護層而與氧隔絕。 氫氧化鋁屬于一類，其在燃燒時生成水蒸汽而抑制火焰，也起到 補強作用，在配方中又可作為氯化氫氣體的吸收劑，起到一定的 中和作用；氯化石蠟及三氧化銻單獨使用起不到阻燃效果，兩者 協同作用生成不燃燒的三氯化銻覆蓋在燃燒物上面使其與氧隔 絕，其中氯化石蠟又起到增塑作用。
防老劑的作用是防止和延緩橡皮老化，延長使用壽命。防老 劑的作用機理可分為游離基抑制劑和過氧化物分解劑兩類。游離 基抑制劑因其分子中存在著容易脫出的活潑氫原子，當橡膠氧化時，這些氫原子搶先與橡膠分子鏈上的活性游離基結合，進行鏈 終止反應從而延緩氧化過程，而脫出氫后的防老劑游離基又與另 一個橡膠游離基作用生成穩(wěn)定產物。
促進劑cz主要是起促進硫化作用，鈦白粉為增白劑，硫化劑
使橡膠經過硫化由線性結構變成網狀結構，提高強度，
作為本發(fā)明的改進，所述的氯化石蠟為氯化石蠟-52，具有增 塑、阻燃功能，比氯化石蠟-42的阻燃效果要好，氯化石蠟-70是 一種固體阻燃劑在本方中也可使用，但經過試驗驗證加入其后，
做成彩色護套料顏色會變黑，同時在該方中也起不到增塑作用。
作為本發(fā)明的改進，所述的防老劑為防老劑RD，防老劑RD 是2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氫化喹啉聚合體，對熱、氧老化防護 作用極佳，對有害金屬有較強的抑制作用，本品分子量高，保持 時間較長，適宜在高溫環(huán)境；在橡膠中相容性好，不宜噴出，與 其它防老劑試驗對比其防老效果要好于其它類防老劑。
本發(fā)明的有益效果在于(1)耐熱性好，在空氣中的使用溫 度可達100 125°C，在油內則可在更高的溫度下長期工作；(2) 耐油性好，對汽油、煤油、潤滑油等均具有高度的穩(wěn)定性，優(yōu)于 丁腈橡膠一聚氯乙稀復合物；(3)耐水性較好，并隨含膠量的提 高，其耐水性也愈佳；(4)耐酸堿腐蝕性好，堿溶液或稀酸等對 丁腈橡膠基本上不起作用；(5)耐寒性較好，經過在配方中加入 低溫增塑劑使得獲得很好的耐寒性，使其脆化溫度降低到-56。C 62°C，解決了電纜在低溫下不能使用的問題。優(yōu)于丁腈橡膠一聚 氯乙稀復合物；(6)阻燃性較好，經過合理調整丁腈橡膠一聚氯乙稀復合物和氯丁橡膠的配比，再在配方中添加阻燃劑氫氧化鋁、
氯化石蠟及三氧化銻，確定適宜配比，阻燃性更優(yōu)于氯丁橡膠；(7) 耐熱氧老化性能優(yōu)，通過在配方中添加白炭黑、氧化鎂、防老劑 及硫化劑等，提高了耐熱氧老化性，優(yōu)于原氯丁橡膠配方；(8) 加工性能優(yōu)，原有氯丁橡膠配方易粘輥，丁腈橡膠一聚氯乙稀復 合物配方缺點是耐燃、抗張強度、抗撕裂性能等差，本方優(yōu)點是 具有耐寒、耐油、耐老化、抗張強度高、抗撕較高等特點；(9) 成本低，相同含膠量的情況下，可大幅度降低生產成本；(10)機 械性能優(yōu)，經過合理調整丁腈橡膠一聚氯乙稀復合物和氯丁橡膠 的配比，再在配方中補強劑白碳黑、氫氧化鋁等，確定適宜配比， 機械性能優(yōu)于氯丁橡膠，抗張強度12. 8N/mm2，抗撕為8. 5N/min， 而氯丁橡膠為11. 5N/mm2，抗撕為7. 0N/腿，從而提高了其耐磨性、 抗撕裂性等。
具體實施例方式
實施例1:扭該煤礦用電纜護套材料配方的有效成分所涉及的
原料及重量份配比，取丁腈一聚氯乙稀復合物70份、氯丁橡膠30 份、白碳黑45份、氧化鎂3.5份、氫氧化鋁35份、氯化石蠟40、 促進劑CZ2.5、氧化鋅3.5、硬脂酸2.2、防老劑RD4. 5份、三氧 化二銻10、鈦白粉2. 5、硫化劑4. 5份。將所取的丁腈一聚氯乙 稀、氯丁橡膠混合后，進入塑煉機塑煉，塑煉2-3分鐘，加入促 進劑CZ、氧化鎂、氧化鋅、防老劑進行混合，然后加入白碳黑、 氫氧化鋁、三氧化二銻、鈦白粉進行混合，再加入氯化石蠟、硬 脂酸(在填充劑、補強劑吃料后加入)進行混合，最后加入硫化劑混合，進入開練級薄通下片形成煤礦用電纜護套材料。
實施例2:按該煤礦用電纜護套材料配方的有效成分所涉及的
原料及重量份配比，取丁腈一聚氯乙稀復合物80份、氯丁橡膠20 份、白碳黑35份、氧化鎂4.5份、氫氧化鋁40份、氯化石蠟-52 30份、促進劑CZ3.5份、氧化鋅4.5份、硬脂酸3.0份、防老劑 RD5. 5份、三氧化二銻8份、鈦白粉2. 0份、硫化劑4. 5份，將所 取的丁腈一聚氯乙稀、氯丁橡膠混合后，進入塑煉機塑煉，塑煉 2-3分鐘，加入促進劑CZ、氧化鎂、氧化鋅、防老劑進行混合， 然后加入白碳黑、氫氧化鋁、三氧化二銻、鈦白粉進行混合，再. 加入氯化石蠟、硬脂酸(在填充劑、補強劑吃料后加入)進行混 合，最后加入硫化劑混合，進入開練級薄通下片形成煤礦用電纜 護套材料。
實施例3:按該煤礦用電纜護套材料配方的有效成分所涉及的 原料及重量份配比，取丁腈-聚氯乙稀復合物90份、氯丁橡膠10 份、白碳黑55份、氧化鎂5.0份、氫氧化鋁60份、氯化石蠟-52 45份、促進劑CZ3.5份、氧化鋅4.5份、硬脂酸4. 0份、防老劑 RD5.5份、三氧化二銻8份、鈦白粉2.0份、硫化劑4份，將所取 的丁腈一聚氯乙稀、氯丁橡膠混合后，進入塑煉機塑煉，塑煉2-3 分鐘，加入促進劑CZ、氧化鎂、氧化鋅、防老劑進行混合，然后 加入白碳黑、氫氧化鋁、三氧化二銻、鈦白粉進行混合，再加入 氯化石蠟、硬脂酸(在填充劑、補強劑吃料后加入)進行混合， 最后加入硫化劑混合，進入開練級薄通下片形成煤礦用電纜護套 材料。
權利要求
1、一種煤礦用電纜護套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比為丁腈-聚氯乙稀復合物70-100份、氯丁橡膠10-30份、白碳黑30-60、氧化鎂2-8份、氫氧化鋁20-60份、氯化石蠟30-60份、促進劑CZ2-6份、氧化鋅3-8份、硬脂酸1-5份、防老劑3-8份、三氧化二銻4-15份、鈦白粉2-7份、硫化劑3-9份。
2、 根據權利要求1所述的煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 用氧化鎂和氧化鋅作為活性劑和無機促進劑作用。
3、 根據權利要求1或2所述的煤礦用電纜護套材料，其特征 在于，用氫氧化鋁、氯化石蠟和三氧化二銻作為阻燃劑。
4、 根據權利要求1或2所述的煤礦用電纜護套材料，其特征 在于，所述的防老劑為防老劑RD3-8份。
5、 根據權利要求3所述的煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 所述的防老劑為防老劑RD3-8份。
6、 根據權利要求1或2所述的煤礦用電纜護套材料，其特征 在于，所述的氯化石蠟為氯化石蠟-52 30-60份。
7、 根據權利要求3所述的煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 所述的氯化石蠟為氯化石蠟-52 30-60份。
8、 根據權利要求4所述的煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 所述的氯化石蠟為氯化石蠟-52 30-60份。
9、 根據權利要求5所述的煤礦用電纜護套材料，其特征在于， 所述的氯化石蠟為氯化石蠟-52 30-60份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦用電纜護套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比為丁腈-聚氯乙稀復合物70-100份、氯丁橡膠10-30份、白碳黑30-60、氧化鎂2-8份、氫氧化鋁20-60份、氯化石蠟30-60份、促進劑CZ2-6份、氧化鋅3-8份、硬脂酸1-5份、防老劑3-8份、三氧化二銻4-15份、鈦白粉2-7份、硫化劑3-9份配制成。該煤礦用電纜護套材料具有較好的耐臭氧、耐寒、耐燃、耐油、耐老化等性能，且彈性好、抗張強度高、抗撕裂性好、壓延加工性能好、成本低。
文檔編號C08L91/00GK101538380SQ200910020489
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權日2009年4月14日
發(fā)明者于慶魁, 張云龍, 李明鎖, 王義軍 申請人:張云龍