本發(fā)明涉及電源線絕緣料，具體是一種HPN-R橡膠電源線輻照交聯(lián)的絕緣料及其制備方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)美國消費產(chǎn)品安全委員會，美國防火協(xié)會以及UL的實際案例報告，電源線是導(dǎo)致火災(zāi)事故的一部分。負(fù)責(zé)風(fēng)扇和電暖器的UL標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)小組，被要求必須對電源線導(dǎo)致火災(zāi)的事情加以說明。消費者在使用便攜式風(fēng)扇和電暖器(取暖器、暖風(fēng)機)時普遍存在四種使用狀況：(1)消費者將風(fēng)扇和電暖器或其他物體壓在電源線上；(2)消費者將風(fēng)扇和電暖器推靠到墻邊夾到電源線；(3)消費者將風(fēng)扇和加熱器的電源線暴露在人會來回走動的地方；(4)消費者在儲存期間，電線暴露也會損壞。電線生產(chǎn)廠家針對上述四種使用狀況，必須對不同型號如HPN，SPT-2，SVT，SJT，SJTW的電源線做以下四項性能研究測試：磨損測試，夾擠測試，壓碾測試，彎曲測試。《UL 507電風(fēng)扇標(biāo)準(zhǔn)》于2010年9月生效之修訂條文中，對其涵蓋產(chǎn)品所用電線提出四項更嚴(yán)格的機械性能要求。其后，《UL 1278活動及懸掛式電暖器標(biāo)準(zhǔn)》與《UL 1042電護(hù)壁板加熱設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)》均就電線的機械性能要求有類似的修訂，生效期為2011年2月。響應(yīng)電風(fēng)扇及電暖器等成品標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電線規(guī)范的修訂，UL亦建議在《UL 62軟電線及電纜標(biāo)準(zhǔn)》中新增一套“-R”電線的測試要求，因而UL 62第18版中，通過了HPN軟線新增機械性能要求，從而增加了HPN-R軟線。
而生產(chǎn)這類橡膠電線電纜傳統(tǒng)方法是采用高溫蒸汽硫化工藝，這需要燒鍋爐提供200℃左右的高溫蒸汽，能耗大，生產(chǎn)成本高，且近年來國家對環(huán)境保護(hù)管控日趨嚴(yán)格，已對工廠鍋爐有所控制.在這種背景下，電子加速器輻照加工在電線電纜產(chǎn)品中的應(yīng)用日益得到重視，呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。與傳統(tǒng)交聯(lián)方式不同，它無需鍋爐高溫蒸汽，生產(chǎn)效率高，更環(huán)保。近來隨著電子加速器在我國線纜行業(yè)的應(yīng)用，已有許多塑料線纜(特別是電子線)采用電子射線輻照交聯(lián)，但目前橡膠線纜采用輻照加工生產(chǎn)的廠家為數(shù)不多。因此，有必要開發(fā)一類用于輻照交聯(lián)生產(chǎn)HPN-R橡膠電源線的絕緣料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種符合UL 62標(biāo)準(zhǔn)、性能優(yōu)良的HPN-R橡膠電源線的絕緣料。
本發(fā)明的另一目的是提供該絕緣料的制備方法。
為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種橡膠電源線絕緣料，所述絕緣料包括以下重量份的原料：
進(jìn)一步地，所述CPE為下列兩種或三種的共混物：
氯含量為35％，門尼粘度ML(1+4)125℃為70～80的橡膠型CPE；
氯含量為35％，門尼粘度ML(1+4)125℃為90～110的橡膠型CPE；
氯含量為40％，門尼粘度ML(1+4)125℃為70～110的橡膠型CPE。
進(jìn)一步地，所述LDPE為融熔指數(shù)4～8g/10min、硬度大于40D、熔點在100～115℃的LDPE。
進(jìn)一步地，所述EPDM為第三單體ENB含量11％，乙烯含量60～70％，門尼粘度ML(1+4)125℃為30～40的朗盛乙丙膠3960Q。
進(jìn)一步地，所述炭黑為吸碘值82±4g/kg的高補強炭黑。
進(jìn)一步地，所述強威粉為比表面積35～40m2/g，吸油值35～45g/100g的納米級補強粉末；購自上海麒祥化工，商品牌號為TNK，是一款由天然原礦經(jīng)粉碎、水洗、研磨、化學(xué)分解、活化處理、烘干、分級、除雜等工藝精制而成的片層狀硅酸鹽補強粉。
進(jìn)一步地，所述滑石粉為2500目，粒徑50％分布在4～6μm，鹽酸不溶物≥85％，氧化鎂含量≥30％的滑石粉。
進(jìn)一步地，所述氧化鎂為含量大于90％，吸碘值在60～80mg/g的中活性氧化鎂。
進(jìn)一步地，所述白炭黑為二氧化硅值≥90％，45μm篩殘余物≤0.5％的沉淀白炭黑。
進(jìn)一步地，所述增塑劑為含量≥99.8％，閃點≥210℃的偏苯三酸三辛酯。
進(jìn)一步地，所述阻燃劑為純度99.5％以上的三氧化二銻。
進(jìn)一步地，所述敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
進(jìn)一步地，所述絕緣料還包括以下重量份的原料：
防老劑 1～5份
偶聯(lián)劑 0.5～2份
軟化劑 0.5～2份。
進(jìn)一步地，所述防老劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4，4’-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺或2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為分子量280.4，沸點285℃硅烷偶聯(lián)劑。
進(jìn)一步地，所述軟化劑為熔點58℃的石蠟。
一種制備上述的絕緣料的方法，具體是：將原料按照各自的重量份數(shù)配好后加入到密煉機中混煉均勻，加入到開煉機上再次混煉均勻后輾頁成膠卷，膠卷經(jīng)冷喂料擠出機及外出線設(shè)備擠出后得到絕緣料。
本發(fā)明具有以下有益效果：
1、節(jié)能環(huán)保，無需燒鍋爐，無污染，低能耗，能耗是蒸汽交聯(lián)的1/2～2/3。
2、生產(chǎn)效率高，擠出速度每分鐘可達(dá)一百多米至數(shù)百數(shù)，是蒸汽交聯(lián)的3～5倍。
3、生產(chǎn)工藝簡單化，易于控制，所占場地小。
4、產(chǎn)品無傳統(tǒng)橡膠線的氣味，可以得到無氣味產(chǎn)品。
5、用本發(fā)明絕緣料制得的線纜具有很好的彎曲性能、壓碾性能、耐磨性能、絕緣性能等，各項指標(biāo)全面達(dá)到美國UL 62標(biāo)準(zhǔn)要求。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：
實施例1～5
絕緣料的原料為(單位為重量份)：
表1
CPE1是氯含量為35％，門尼粘度ML(1+4)125℃為70～80的橡膠型CPE；
CPE2是氯含量為35％，門尼粘度ML(1+4)125℃為90～110的橡膠型CPE；
CPE3是氯含量為40％，門尼粘度ML(1+4)125℃為70～110的橡膠型CPE。
所用LDPE為融熔指數(shù)4～8g/10min、硬度大于40D、熔點在100～115℃的LDPE。
所用EPDM為第三單體ENB含量11％，乙烯含量60～70％，門尼粘度ML(1+4)125℃為30～40的朗盛乙丙膠3960Q。
所用炭黑為吸碘值82±4g/kg的高補強炭黑。
所用強威粉為比表面積35～40m2/g，吸油值35～45g/100g的納米級補強粉末，購自上海麒祥化工，商品牌號為TNK。
所用滑石粉為2500目，粒徑50％分布在4～6μm，鹽酸不溶物≥85％，氧化鎂含量≥30％的滑石粉。
所用氧化鎂為含量大于90％，吸碘值在60～80mg/g的中活性氧化鎂。
所用白炭黑為二氧化硅值≥90％，45μm篩殘余物≤0.5％的沉淀白炭黑。
所用增塑劑為含量≥99.8％，閃點≥210℃的偏苯三酸三辛酯。
所用阻燃劑為純度99.5％以上的三氧化二銻。
所用敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
所用防老劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4，4’-雙(α，α-二甲基芐基)二苯胺或2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。
所用偶聯(lián)劑為分子量280.4，沸點285℃硅烷偶聯(lián)劑。
所用軟化劑為熔點58℃的石蠟。
按照以下步驟制備：
將原料按照表1的配方，將氧化鎂、阻燃劑、防老劑、強威粉、軟化劑投入密煉機中，再投入炭黑、白炭黑、滑石粉，再將增塑劑、敏化劑、偶聯(lián)劑投入，再投入CPE、LDPE、EPDM，進(jìn)行混煉，2分鐘后掃料缸，約130℃(約5分鐘)出料，然后再開煉機上再次混煉均勻，輾頁成膠卷，膠卷經(jīng)冷喂料擠出機(長徑比14：1，壓縮比1.5：1)及外出線設(shè)備擠出后得到絕緣料。冷喂料擠出機機頭溫度為100～110℃，機身一區(qū)溫度為80～95℃，機身二區(qū)溫度為85～95℃，擠出速度40米/分鐘。成型后的絕緣料經(jīng)電子加速器輻照交聯(lián)加工，輻照交聯(lián)選用的輻照劑量12MRad(1.5Mev)，得到HPN-R AWG16(2C)電源線。
對比例1
蒸汽連硫法
將75份CPE1、25份CPE2、10份LDPE、12份炭黑、12份白炭黑、10份滑石粉、5份氧化鎂、1.5份防老劑、1.6份軟化劑、5份阻燃劑、1份偶聯(lián)劑、4份增塑劑、2.4份敏化劑加入到密煉機中混煉2分鐘后，掃料，繼續(xù)混煉溫度至110℃，約5分鐘卸料，再在開煉機上降溫至90℃以下，返回密煉機中加過氧化物硫化劑雙叔丁基過氧化二異丙苯2.8份混煉均勻后，再在開煉機上進(jìn)一步混煉，輾頁出膠卷；煉出的膠卷經(jīng)冷喂料擠出機擠出，經(jīng)200℃硫化管道，蒸汽壓力1.6MPa進(jìn)行硫化交聯(lián)，得到HPN-R AWG16(2C)電源線。其中冷喂料擠出機機頭溫度為90～100℃，機身一區(qū)溫度為60～80℃，機身二區(qū)溫度為70～90℃。
性能測試
實施例1、2、4以及對比例1的HPN-R AWG16(2C)電源線經(jīng)過性能測試(按UL 1581標(biāo)準(zhǔn)檢測)，結(jié)果如下表所示：
燃燒發(fā)?。贺?fù)載電壓120V，頻率48-62HZ，燃燒時間2min。要求導(dǎo)線之間無發(fā)弧或保險絲斷電開關(guān)(15A)不可有斷開現(xiàn)象。
斷束發(fā)?。簭澱鬯俾?2次循環(huán)(一次循環(huán)為來回彎曲180°)，彎折角度±180°，負(fù)荷重量(3bf/16AWG)。對試樣通額定電流，電壓共20次循環(huán)后，不可有電弧穿透絕緣現(xiàn)象產(chǎn)生。
磨損：測試樣品5PCS，每條電線長40inch±10％，1/2medium的砂紙，吊重3.3±0.1N砝碼，砂紙需要在每摩擦800來回更新一次(可轉(zhuǎn)動更新，不一定是更換整張砂紙)，水平行程160mm±5％，來回速度是每分鐘28±1回，摩擦5000個來回之后。要求導(dǎo)體或屏蔽不暴露。
夾擠：測試樣品5PCS，在水平的鋼板和壓塊中間(壓塊前端倒R角1.19mm)，以0.2±0.05in/min的速度施加重量，重量達(dá)到2254N后，立即彈開。要求無短路或斷路。
壓碾：測試樣品5PCS，放在水平的鋼板和壓塊中間(壓塊前端倒R角1.19mm)，將890N的重量慢慢施加到電線上(速度，但不能直接施加)，施加的力持續(xù)7小時。要求無短路或斷路。
彎曲：測試樣品6PCS，電線要施加300V的電壓，并根據(jù)導(dǎo)體尺寸和線型施加不同的負(fù)載電流，并連接上不同的時間延遲保險絲，以每分鐘20圈的速度，彎曲3100圈，電線上離彎曲點305mm處施加110g砝碼重力。要求電線不能有破損、斷路、短路等電性能不良，導(dǎo)體斷線率≤10％，內(nèi)導(dǎo)體不刺穿絕緣層，不能有屏蔽暴露。
由上表可知，用本發(fā)明絕緣料配方經(jīng)輻照交聯(lián)制得的HPN-R橡膠電源線，與對比例1相比，具有更好的機械性能(抗張強度)、彎曲性能、壓碾性能、耐磨性能、絕緣性能，并且更耐老化、無氣味，各項指標(biāo)全面達(dá)到美國UL 62標(biāo)準(zhǔn)要求。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。