本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種耐寒電纜用材料及其制備方法。
背景技術(shù):
耐寒電纜常應(yīng)用于高寒地區(qū),常規(guī)的耐寒聚乙烯橡膠電纜在-50℃時會喪失柔韌性,變得很容易開裂。耐寒性硅橡膠電纜在-50℃時,仍可以保持低溫柔韌性能,但造價高,耐磨性差,限制了其廣泛應(yīng)用。故研究性價比較高的耐寒電纜用材料十分有必要。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種耐寒電纜用材料及其制備方法,它解決了現(xiàn)有的耐寒聚乙烯橡膠電纜-50℃時喪失柔韌性,容易開裂的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種耐寒電纜用材料,其中所含組份及各組份的重量份數(shù)如下:
氯化聚乙烯橡膠90~100份,乙烯-丁烯共聚物10~20份,乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA3~8份,氧化鎂8~10份,鈣鋅穩(wěn)定劑3~5份,防老劑2~3份,硬脂酸0.5~1份,三氧化二銻5~10份,半精煉石蠟1.5~3份,色素炭黑5~10份,沉淀法白炭黑20~30份,阻燃劑15~25份,滑石粉15~35份,癸二酸二辛酯DOS20~30份,助交聯(lián)劑3~5份,過氧化物交聯(lián)劑3~5份。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是:其還包括活性納米高嶺土40~60份。
一種制備上述的耐寒電纜用材料的方法,包括如下步驟:
S01,按材料中各組份的重量份數(shù)進(jìn)行配料;
S02,將氯化聚乙烯橡膠、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA投入密煉機混煉,使三者充分混合;
S03,再將氧化鎂、鈣鋅穩(wěn)定劑、防老劑、硬脂酸、三氧化二銻、活性納米高嶺土和半精煉石蠟投入密煉機混煉2~3min,控制密煉機的室溫在90~110℃之間;
S04,再將色素炭黑、沉淀法白炭黑、滑石粉和癸二酸二辛酯DOS投入密煉機混煉2~4min,控制密煉機的室溫在90~110℃之間;
S05,最后將助交聯(lián)劑和過氧化物交聯(lián)劑投入密煉機內(nèi)混煉1~1.5min,加硫后控制密煉機的室溫在80~100℃;
S06,將混煉均勻的膠料從密煉機排出,通過開煉機打三角包、薄通,再通過壓延機壓延制片,即得到耐寒電纜用材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
1、耐寒電纜用材料在煉制過程中,將氯化聚乙烯橡膠、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA一起加入密煉機混煉,使三者充分和混合。乙烯-丁烯共聚物分散到氯化聚乙烯橡膠里面,降低了氯化聚乙烯橡膠的玻璃化溫度,改善了材料的低溫性能。
2、耐寒電纜用材料中采用的乙烯-丁烯共聚物是作為氯化聚乙烯橡膠的低溫改善材料,由于乙烯-丁烯共聚物分子量分布較寬,雜鏈較少,玻璃化溫度為-70℃,其改善氯化聚乙烯橡膠的低溫性能的效果更好,可有效提高成品電纜的低溫拉伸性能和低溫曲撓性能。
3、耐寒電纜用材料中采用的增塑劑是癸二酸二辛酯DOS,其熔點溫度為-55℃,故在-50℃時仍具有良好的流動特性,低揮發(fā)的性能使氯化聚乙烯橡膠具有較低的硬度,成品電纜具有優(yōu)良的低溫柔韌性能和良好的物理機械性能。
4、EVA由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體,從而降低了高結(jié)晶度,使其具有良好的柔軟性,橡膠般的彈性,在-50℃下仍能夠具有較好的可撓性,透明性和表面光澤性好,化學(xué)穩(wěn)定性良好,抗老化和耐臭氧強度好,無毒性。與填料的摻混性好,著色和成型加工性好。
乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA添加在配方中可解決因添加乙烯-丁烯共聚物
帶來的耐油性變差的問題,同時作為增溶劑解決氯化聚乙烯橡膠與乙烯-丁烯共聚物并用帶來的分散性不良的問題,也可緩解癸二酸二辛酯DOS析出問題。
5、活性納米高嶺土由天然粘土原礦經(jīng)粉碎、水洗、研磨、化學(xué)分解、離子分離、插層活化處理、噴霧烘干等工藝精制而成的粉末狀無機礦物原料,它具有球度高、手感細(xì)膩、分散好、吸油率低等特點。使用在橡膠混煉膠中,可以顯著提高其機械物理性能,同時,降低其生產(chǎn)成本。特別是在彈性、抗屈繞、尺寸穩(wěn)定性、阻隔性能、扯斷伸長率、絕緣等性能方面具有相當(dāng)優(yōu)勢。
在氯化聚乙烯橡膠中,納米高嶺土具有補強性能好、填充量大、門尼粘度低、高絕緣性、表面光潔對膠料性能沒有負(fù)面影響等特點。其補強性能要優(yōu)于炭黑N550和白炭黑,是到目前為止最適合氯化聚乙烯橡膠使用的一種補強填充材料。
納米高嶺土由于其獨特的層狀結(jié)構(gòu),因此具有一定的協(xié)從阻燃性,其可廣泛應(yīng)用于阻燃電纜、輸送帶、膠帶等制品中,可降低阻燃劑的用量,而不影響阻燃效果,同時具有良好的物理機械性能。
本發(fā)明中納米高嶺土主要作用是作為補強劑,同時兼做阻燃劑。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
具體實施方式
實施例1:
一種耐寒電纜用材料,其中所含組份及各組份的重量份數(shù)如下:
氯化聚乙烯橡膠95份,乙烯-丁烯共聚物10份,乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA5份,氧化鎂10份,鈣鋅穩(wěn)定劑5份,防老劑2.7份,硬脂酸1份,三氧化二銻7份,半精煉石蠟3份,色素炭黑5份,沉淀法白炭黑35份,活性納米高嶺土45份,阻燃劑15份,滑石粉15份,癸二酸二辛酯DOS22份,助交聯(lián)劑5份,過氧化物交聯(lián)劑4份。
防老劑包括防老劑RD1.5份和防老劑MB1.2份。
實施例2:
一種耐寒電纜用材料,其中所含組份及各組份的重量份數(shù)如下:
氯化聚乙烯橡膠100份,乙烯-丁烯共聚物15份,乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA3份,氧化鎂9份,鈣鋅穩(wěn)定劑4份,防老劑2份,硬脂酸0.8份,三氧化二銻9份,半精煉石蠟2.5份,色素炭黑18份,沉淀法白炭黑30份,活性納米高嶺土50份,阻燃劑18份,滑石粉30份,癸二酸二辛酯DOS20份,助交聯(lián)劑6份,過氧化物交聯(lián)劑5份。
防老劑包括防老劑RD1.0份和防老劑MB1.0份。
實施例3:
一種耐寒電纜用材料,其中所含組份及各組份的重量份數(shù)如下:
氯化聚乙烯橡膠90份,乙烯-丁烯共聚物20份,乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA8份,氧化鎂10份,鈣鋅穩(wěn)定劑3份,防老劑2.5份,硬脂酸1份,三氧化二銻10份,半精煉石蠟1份,色素炭黑15份,沉淀法白炭黑25份,活性納米高嶺土60份,阻燃劑20份,滑石粉35份,癸二酸二辛酯DOS18份,助交聯(lián)劑7份,過氧化物交聯(lián)劑6份。
防老劑包括防老劑RD1.5份和防老劑MB1.0份。
上述實施例中助交聯(lián)劑和過氧化物交聯(lián)劑的型號分別為TAIC和BIPB。
上述實施例中阻燃劑為氫氧化鎂或氫氧化鋁。
上述實施例中的耐寒電纜用材料的制備方法如下:
S01,按材料中各組份的重量份數(shù)進(jìn)行配料;
S02,將氯化聚乙烯橡膠、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯脂橡膠EVA投入密煉機混煉,使三者充分混合;
S03,再將氧化鎂、鈣鋅穩(wěn)定劑、防老劑、硬脂酸、三氧化二銻、活性納米高嶺土、阻燃劑和半精煉石蠟投入密煉機混煉2~3min,控制密煉機的室溫在90~110℃之間;
S04,再將色素炭黑、沉淀法白炭黑、滑石粉和癸二酸二辛酯DOS投入密煉機混煉2~4min,控制密煉機的室溫在90~110℃之間;
S05,最后將助交聯(lián)劑和過氧化物交聯(lián)劑投入密煉機內(nèi)混煉1~1.5min,加硫后控制密煉機的室溫在80~100℃;
S06,將混煉均勻的膠料從密煉機排出,通過開煉機打三角包、薄通,再通過壓延機壓延制片,即得到耐寒電纜用材料。
采用上述制備方法生產(chǎn)的耐寒電纜料,進(jìn)行低溫拉伸、低溫卷繞及低溫彎曲試驗對比數(shù)據(jù)如表1所示。
表1:
由表1可以看出,本發(fā)明的耐寒用電纜材料具有良好的低溫性能、物理機械性能及阻燃性能。