專利名稱：無鹵熱塑性彈性體及制造方法和使用其的環(huán)保電線電纜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高彈性，高強度，且同時具有加工性能優(yōu)越，觸感柔軟，可循環(huán)使 用的無鹵熱塑性彈性體，具體地說，是一種無鹵熱塑性彈性體及其制造方法，以及使用其的 環(huán)保電線電纜。
背景技術：
線纜結構主要包括絕緣層、護套層、包帶、填充、編織、金屬鎧裝及導體，線纜料 (絕緣和護套料)通常由PVC樹脂及含鹵橡膠(如氯丁橡膠、氯磺化橡膠、氯化聚乙烯橡膠 等)和各種增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、阻燃劑組成，此類電纜在發(fā)生火災時，會釋放出大量的 氯化氫等有害氣體，同時產(chǎn)生大量有毒煙霧，對火災現(xiàn)場人的安全逃離帶來很大的難度，特 別是大型商場、酒店、超市、辦公區(qū)等人口密集型場所，現(xiàn)在日本等發(fā)達國家已經(jīng)明令禁止 其使用。有的線纜為了達到很好的阻燃效果，會加入很多的含鹵阻燃劑(如六溴環(huán)十二烷、 十溴二苯醚、四溴雙酚A等)，在燃燒中產(chǎn)生大量黑煙，同時會釋放鹵化氫、二噁英等有害氣 體和物質(zhì)，污染周圍的環(huán)境，還給人體帶來傷害；另外這些材料采用的一些助劑，大都含有 鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等有害物質(zhì)，這是發(fā)達國家如歐盟諸國、日本、美 國等明令禁止在線纜材料中出現(xiàn)的物質(zhì)。為了克服上述材料的缺點，人們發(fā)明了一些新型材料，如熱塑性彈性體(TPE)， TPE(Thermoplastic elastomer)指具有在室溫條件下可被反復拉伸至原長度的兩倍以上， 在應力消除后幾乎完全恢復至其原來長度，在加熱時能發(fā)生流動變形，冷卻后可以保持一 定形狀的性質(zhì)的高分子聚合物的混合物。既具有熱塑性塑料的熱塑性，又具有橡膠的高彈 性，高強度，高回彈性，環(huán)保無毒安全，優(yōu)良的著色性，觸感柔軟，而且耐候性，抗疲勞性和耐 溫性俱佳，加工性能優(yōu)越，無須硫化，可以循環(huán)使用。TPE是塑料和橡膠的優(yōu)勢組合，被稱為 “第三代橡膠”。TPE正在逐步占領原本只屬于硫化橡膠的領地。TPE具有硫化橡膠的物理 機械性能和熱塑性塑料的加工性能。由于不需經(jīng)過熱硫化，使用通用的塑料加工設備即可 完成產(chǎn)品生產(chǎn)。這一特點使橡膠工業(yè)生產(chǎn)流程縮短了 1/4，節(jié)約能耗25 40%，提高效率 10 20倍，堪稱橡膠工業(yè)又一次材料和工藝技術革命。TPE具有良好的電氣性能、機械物 理性能和耐候性，不含鹵素及重金屬，是替代聚氯乙烯(PVC)，部分替代傳統(tǒng)橡膠絕緣、護套 的環(huán)保型“綠色材料”。TPE的壓縮永久變形同橡膠相比較差，價格上也略高于同類橡膠。但 做成電線電纜后，因制造工藝簡單，不需專用的硫化設備，比重低(普通型0.9左右，阻燃型 1. 2左右)，其價格指數(shù)與橡膠電纜相當，但其機械物理及電性能更具優(yōu)勢，個別指標如抗 張強度有較大的提高，因其為高次網(wǎng)路結構，耐熱性能好于普通橡膠，耐溫等級達到125°C 甚至150°C，加上分子結構穩(wěn)定，使其在相同的截面時載流量能提升40%以上，其優(yōu)越性不 言而喻。用于電纜行業(yè)，既可節(jié)約用銅，又可減少對環(huán)境和人的危害，還可回收再利用，符合 國家構建“節(jié)約型社會”的目標。因此，急需一種替代傳統(tǒng)橡膠和塑料為絕緣及護套材料的電線電纜的熱塑性彈性 體環(huán)保線纜及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提出一種環(huán)境友好、不含有害重金屬、鹵素和嚴重危害人類健 康和自然環(huán)境的無鹵熱塑性彈性體。本發(fā)明的另一目的，在于提出一種環(huán)境友好、不含有害重金屬、鹵素和嚴重危害人 類健康和自然環(huán)境的無鹵熱塑性彈性體制造方法。本發(fā)明的又一目的，在于提出一種環(huán)境友好、不含有害重金屬、鹵素和嚴重危害人 類健康和自然環(huán)境的無鹵熱塑性彈性體材料制造的環(huán)保電線電纜。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是一種無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，其組分包括彈性體30-40%熱塑性塑料15-30%EVA 樹脂2-8%相容劑3-6%增塑劑10-25%無機填料2-8%助劑5-10%本發(fā)明的無鹵熱塑性彈性體還可以采用以下的技術措施來進一步實現(xiàn)。前述的組合物，其中所述彈性體為氫化乙烯_ 丁烯共聚物。前述的組合物，其中所述熱塑性塑料為聚丙烯。前述的組合物，其中所述熱塑性塑料還包括聚乙烯。前述的組合物，其中所述EVA樹脂為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。前述的組合物，其中所述相容劑為馬來酸酐接枝S EBS。前述的組合物，其中所述增塑劑為白油。前述的組合物，其中所述無機填料為碳酸鈣或滑石粉，所述碳酸鈣或滑石粉的粒 徑超過1250目。前述的組合物，其中所述助劑為增粘樹脂，所述增粘樹脂為固體古馬隆樹脂。前述的組合物，其中所述助劑還包括潤滑劑，所述潤滑劑為聚乙二醇。前述的組合物，其中所述助劑還包括抗氧劑，所述抗氧劑為抗氧劑1010。前述的組合物，其中還包括阻燃劑，所述阻燃劑為無機氫氧化鎂、氫氧化鋁或有機 磷氮高效阻燃劑。前述的組合物，其中還包括硫化劑，所述硫化劑為過氧化物硫化劑DCP，酚醛樹脂
或硅烷。一種無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，其組分包括橡膠30-40%熱塑性塑料15-30%EVA 樹月旨2-8%相容劑3-6%增塑劑10-20%
無機填料2-8%助劑5-10%前述的組合物，其中所述橡膠為三元乙丙橡膠或丁腈橡膠。前述的組合物，其中所述熱塑性塑料為聚丙烯。前述的組合物，其中所述熱塑性塑料還包括聚乙烯。前述的組合物，其中所述EVA樹脂為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。前述的組合物，其中所述相容劑為馬來酸酐接枝EPDM或馬來酸酐接枝PP。前述的組合物，其中所述增塑劑為石蠟油或鄰苯二甲酸二辛酯。前述的組合物，其中所述無機填料為碳酸鈣或滑石粉，所述碳酸鈣或滑石粉的粒 徑超過1250目。前述的組合物，其中所述助劑為增粘樹脂，所述增粘樹脂為固體古馬隆樹脂。前述的組合物，其中所述助劑還包括潤滑劑，所述潤滑劑為聚乙二醇。前述的組合物，其中所述助劑還包括抗氧劑，所述抗氧劑為抗氧劑1010。前述的組合物，其中還包括阻燃劑，所述阻燃劑為無機氫氧化鎂、氫氧化鋁或有機 磷氮高效阻燃劑。前述的組合物，其中還包括硫化劑，所述硫化劑為過氧化物硫化劑DCP，酚醛樹脂
或硅烷。一種無鹵熱塑性彈性體組合物的制造方法，其特征在于包括以下步驟第一步驟稱取原料，按質(zhì)量百分數(shù)計，彈性體或橡膠30-40 %，熱塑性塑料15-30 %，EVA樹脂2-8 %，相容劑3-6 %，增塑劑10-25 %，無機填料2-8 %，助劑5-10 % ；第二步驟混合，將所有粉狀和顆粒狀的主、輔配料加入高速混合機中，先合蓋打 碎，防止混料不均，再開蓋加入所述增塑劑和助劑，先低速攪拌，再高速攪拌，整個混合過程 需3-8分鐘；第三步驟造粒，開啟氣動輸送和啟動雙螺桿造粒機主機，塑化段溫度設定在 170-190之間，下料段和機頭溫度設定在140-160°C之間，轉速200_500rpm，采用水冷拉條 切?；蝻L冷磨面熱切。一種環(huán)保電線電纜，其特征在于，在絕緣或護套中使用如權利要求1至26中任一 項所述的無鹵熱塑性彈性體組合物。采用上述技術方案后，本發(fā)明的無鹵熱塑性彈性體組合物及其制造方法和使用其 的環(huán)保電線電纜具有以下優(yōu)點1.不含有害重金屬、鹵素和危害人類健康和自然環(huán)境的化學物質(zhì)，無毒、無污染、 可回收利用，是環(huán)境友好型新材料。2.耐水、耐寒、耐高溫、耐油、耐酸堿，可用作綜合性能優(yōu)異的環(huán)保線纜。3.可廣泛應用于軍工、船舶、核電、風能、鐵路軌道交通、磁懸浮等高端線纜領域。


圖1為用本發(fā)明無鹵熱塑性彈性體組合物制做環(huán)保電線電纜的制造方法的流程 圖。圖2為本發(fā)明無鹵熱塑性彈性體組合物制成環(huán)保線纜的結構圖。
圖3為本發(fā)明無鹵熱塑性彈性體組合物制成環(huán)保線纜的截面圖。圖中1導體，2絕緣，3繞包帶，4護套。
具體實施例方式以下結合實施例及其附圖對本發(fā)明作更進一步說明。在下表1中，實施例1中的SEBS是由熱塑性彈性體SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 嵌段共聚物)經(jīng)加氫氫化而得，SBS氫化后結構變成聚苯乙烯_聚乙烯_聚丁烯_聚苯乙烯 嵌段共聚物，實施例1組合物適用于制造柔性電纜。實施例2中的EPDM為三元乙丙橡膠， 是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物，適用于制造替代傳統(tǒng)的PVC電線電纜。實施 例3組合物是動態(tài)硫化(相對靜態(tài)硫化而言，是在熔融共混過程中實現(xiàn)與硫化同步進行的 一個過程)TPE的產(chǎn)物，適用于制造替代硫化型橡套電纜。實施例4中的NBR是丁腈橡膠， 實施例4組合物適用于制造對耐油有嚴格要求的電纜，如石油勘探、潛油泵、海上鉆井平臺 等場所用電纜。表 權利要求
一種無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，其組分包括彈性體 30 40％熱塑性塑料 15 30％EVA樹脂 2 8％相容劑 3 6％增塑劑 10 25％無機填料2 8％助劑5 10％
2.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述彈性體為氫化 乙烯-丁烯共聚物。
3.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述熱塑性塑料為聚丙烯。
4.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述熱塑性塑料還 包括聚乙烯。
5.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述EVA樹脂為乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述相容劑為馬來 酸酐接枝SEBS。
7.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述增塑劑為白油。
8.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述無機填料為碳 酸鈣或滑石粉，所述碳酸鈣或滑石粉的粒徑超過1250目。
9.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑為增粘樹 脂，所述增粘樹脂為固體古馬隆樹脂。
10.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑還包括潤 滑劑，所述潤滑劑為聚乙二醇。
11.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑還包括抗 氧劑，所述抗氧劑為抗氧劑1010。
12.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，還包括阻燃劑，所 述阻燃劑為無機氫氧化鎂，氫氧化鋁或有機磷氮高效阻燃劑。
13.根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，還包括硫化劑，所 述硫化劑為過氧化物硫化劑DCP，酚醛樹脂或硅烷。
14.一種無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，其組分包括 橡膠30-40%熱塑性塑料 15-30% EVA 樹脂2-8%相容劑3-6%增塑劑10-20%無機填料2-8%助劑5-10%彈性體 熱塑性塑料30-40% 15-30% 2-8% 3-6% 10-25% 2-8% 5-10%EVA樹脂 相容劑 增塑劑 無機填料 助劑
15.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述橡膠為三元 乙丙橡膠或丁腈橡膠。
16.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述熱塑性塑料 為聚丙烯。
17.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述熱塑性塑料 還包括聚乙烯。
18.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述EVA樹脂為乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物。
19.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述相容劑為馬 來酸酐接枝EPDM或馬來酸酐接枝PP。
20.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述增塑劑為石 蠟油或鄰苯二甲酸二辛酯。
21.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述無機填料為 碳酸鈣或滑石粉，所述碳酸鈣或滑石粉的粒徑超過1250目。
22.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑為增粘 樹脂，所述增粘樹脂為固體古馬隆樹脂。
23.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑還包括 潤滑劑，所述潤滑劑為聚乙二醇。
24.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，所述助劑還包括 抗氧劑，所述抗氧劑為抗氧劑1010。
25.根據(jù)權利要求14所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，還包括阻燃劑，所 述阻燃劑為無機氫氧化鎂，氫氧化鋁或有機磷氮高效阻燃劑。
26.根據(jù)權利要求14根據(jù)權利要求1所述的無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于， 還包括硫化劑，所述硫化劑為過氧化物硫化劑DCP，酚醛樹脂或硅烷。所述的無商熱塑性彈 性體組合物，其特征在于，還包括硫化劑，所述硫化劑為過氧化物硫化劑DCP，酚醛樹脂或硅 焼。
27.一種無鹵熱塑性彈性體組合物的制造方法，其特征在于包括以下步驟第一步驟稱取原料，按質(zhì)量百分數(shù)計，彈性體或橡膠30-40%，熱塑性塑料15-30%， EVA樹脂2-8 %，相容劑3-6 %，增塑劑10-20 %，無機填料2-8 %，助劑5-10 % ；第二步驟混合，將所有粉狀和顆粒狀的主、輔配料加入高速混合機中，先合蓋打碎，防 止混料不均，再開蓋加入所述增塑劑和助劑，先低速攪拌，再高速攪拌，整個混合過程需3-8 分鐘；第三步驟造粒，開啟氣動輸送和啟動雙螺桿造粒機主機，塑化段溫度設定在 170-190°C之間，下料段和機頭溫度設定在140-160°C之間，轉速200_500rpm，采用水冷拉 條切粒或風冷磨面熱切。
28.—種環(huán)保電線電纜，其特征在于，在絕緣或護套中使用如權利要求1至26中任一項 所述的無鹵熱塑性彈性體組合物。
全文摘要
一種無鹵熱塑性彈性體組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，其組分包括彈性體30-40％，熱塑性塑料15-30％，EVA樹脂2-8％，相容劑3-6％，增塑劑10-25％，無機填料2-8％，助劑5-10％。本發(fā)明的無鹵熱塑性彈性體組合物及其制造方法和使用其的環(huán)保電線電纜具有不含有害重金屬、鹵素和危害人類健康和自然環(huán)境的化學物質(zhì)，環(huán)境友好型新材料，無毒、無污染、可回收利用和耐水、耐寒、耐高溫、耐油、耐酸堿的優(yōu)點，廣泛用于軍工、船舶、核電、風能、鐵路軌道交通和磁懸浮等高端線纜及相關領域。
文檔編號C08L23/16GK101987902SQ20091005573
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2009年7月31日
發(fā)明者方之川, 鄭小春 申請人:索肯(上海)科技有限公司