無鹵電纜護(hù)套橡膠材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其包括以下重量份的組分：乙華平橡膠和EVA共100份、硫化劑6.5?10份、防老劑3.5?4.5份、填料100?200份、阻燃劑8?10份、偶聯(lián)劑1?2份、潤(rùn)滑劑2.5?3.5份、增塑劑13.5?15份。本發(fā)明制備的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料具有優(yōu)良的耐海水腐蝕性及防火性。
【專利說明】
無鹵電纜護(hù)套橡膠材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 艦船電纜使用的護(hù)套材料要求低煙、無齒、阻燃、耐油。使用EVA(乙烯-醋酸乙烯共 聚物)為基材的護(hù)套材料現(xiàn)在均采用輻照交聯(lián)型，因交聯(lián)度、VA(乙酸乙烯)含量等因素影 響，現(xiàn)在德國(guó)朗盛化學(xué)新出品的乙華平(EVM)橡膠具有高的VA含量，耐油性能好，可以做成 硫化型橡膠，其氧指數(shù)和體積膨脹率能否滿足SHF2中護(hù)套對(duì)阻燃和耐油的要求，是未知的。 而且近年來隨著我國(guó)國(guó)防工業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的海軍裝備也逐漸越居世界前列，人民海 軍要從近海走向遠(yuǎn)海，所帶裝備既要滿足戰(zhàn)爭(zhēng)狀態(tài)的實(shí)用需求，又要對(duì)海洋環(huán)境、艦船官兵 的職業(yè)健康不造成影響，所以急需一種無鹵的電纜護(hù)套材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要提供了一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料及其制備方法，其制備的橡膠材料 具有優(yōu)良的耐海水腐蝕性及防火性。其技術(shù)方案如下:一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其包括 以下重量份的組分：乙華平橡膠和EVA共100份、硫化劑6.5-10份、防老劑3.5-4.5份、填料 100-200份、阻燃劑8-10份、偶聯(lián)劑1 -2份、潤(rùn)滑劑2.5-3.5份、增塑劑13.5-15份。
[0004]優(yōu)選的，乙華平橡膠為德國(guó)朗勝公司乙華平700XL VP，EVA為日本三井化學(xué)公司 EVA45LX。
[0005] 優(yōu)選的，乙華平橡膠和EVA的質(zhì)量比為2-5:1。
[0006] 優(yōu)選的，硫化劑為5.5-6.5份的雙(叔丁基過氧化異丙基)苯和1-2.5份的三聚氰酸 三烯丙酯混合而成。
[0007] 優(yōu)選的，防老劑為1份的2,2，4_三甲基-1，2_二氫化喹啉聚合體和3份的MgO混合而 成。
[0008] 優(yōu)選的，填料為堿性填料，所述堿性填料的粒徑達(dá)到納米級(jí)。
[0009] 優(yōu)選的，所述堿性填料為60-100份的Mg(0H)2和40-80份的A1(0H)3混合而成。
[0010]優(yōu)選的，所述阻燃劑為硼酸鋅;所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷;所 述增塑劑為壬二酸二辛酯。
[0011] 優(yōu)選的，所述潤(rùn)滑劑為1.5-2份的萊茵散和1-1.5份的硬脂酸混合而成。
[0012] -種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的制備方法，方法如下：
[0013] -段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原 膠;原膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填 料混煉30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直 至溫度為135_140°C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放 置；
[0014] 二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配 方量的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為 85-105°C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
[0015] 本發(fā)明中的配方體系大量使用納米級(jí)填充體系，造成初始混煉時(shí)容積較大，等混 煉后段時(shí)體積迅速減少，密煉機(jī)升溫很慢，混煉時(shí)間加長(zhǎng)，為解決此問題，一段加工時(shí)將每 車的總重量比常規(guī)膠增加了8%，混煉時(shí)將填充劑分兩次加入(先加入50%，混煉1分鐘后再 將剩下的一次性加入）。由于乙華平橡膠的極性較高，所以混煉時(shí)分散性差，經(jīng)過多次摸索， 提高混煉溫度后分散性有大的改善，排膠溫度控制在135 °C~140 °C。
[0016] 采用上述無鹵電纜護(hù)套橡膠材料及其制備方法，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017]本發(fā)明的電纜護(hù)套橡膠材料選用德國(guó)朗勝的乙華平橡膠EVM和日本三井化學(xué)的 EVA，該原膠具有無鹵、阻燃、低壓縮變形、良好的耐熱性、耐臭氧、高的紫外線穩(wěn)定性以及油 中的低膨脹性等優(yōu)點(diǎn)。由于VA含量對(duì)阻燃性能的影響和VA含量對(duì)耐油能力的影響以及加工 性能方面的因素，選用了乙華平700XL VP牌號(hào)和EVA45LX并用，可以滿足SHF2中護(hù)套對(duì)阻燃 和耐油的要求，氧指數(shù)和體積膨脹率達(dá)標(biāo)。由于EVA/EVM主鏈均為飽和長(zhǎng)鏈，所以具有優(yōu)異 的耐海水腐蝕性能。
[0018] 本發(fā)明中選用揮發(fā)副產(chǎn)物低的硫化劑，結(jié)合了過氧化物的硫化速度、壓縮變形、交 聯(lián)密度、加工安全性等綜合因素。且防老劑選用TMQ和MgO,不會(huì)干擾過氧化物的硫化。艦船 電纜的使用環(huán)境是相對(duì)密閉的，以低煙、無鹵為前提的條件下還要有很好的阻燃性，阻燃劑 硬脂酸(SA)對(duì)原膠有很好的補(bǔ)強(qiáng)效果。無機(jī)阻燃體系中的Mg(0H) 2、ATH粒徑均達(dá)到納米級(jí)， 加入偶聯(lián)劑A-172提高耐水性、電絕緣性、降低混煉膠粘度的同時(shí)還可以提高橡膠與填料的 相互作用，加入量為填充量的1%左右，硼酸鋅、硅烷偶聯(lián)劑、ATH可使電纜在燃燒時(shí)形成硼 硅酸鹽玻璃層以隔絕空氣起阻燃作用。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其包括以下重量份的組分：乙華平橡膠和EVA共100 份、硫化劑6.5-10份、防老劑3.5-4.5份、填料100-200份、阻燃劑8-10份、偶聯(lián)劑1-2份、潤(rùn)滑 劑2.5-3.5份、增塑劑1.5-13.5份。
[0020] 其中，乙華平橡膠為德國(guó)朗勝公司乙華平700XL VP，EVA為日本三井化學(xué)公司 EVA45LX，乙華平橡膠和EVA的質(zhì)量比為2-5:1。
[0021] 硫化劑為5.5-6.5份的雙(叔丁基過氧化異丙基)苯和1-2.5份的三聚氰酸三烯丙 酯混合而成。
[0022]防老劑為1份的2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體和3份的MgO混合而成。
[0023] 所述堿性填料為60-100份的Mg(0H)2和40-80份的A1(0H)3混合而成。所述堿性填料 的粒徑達(dá)到納米級(jí)。
[0024]所述阻燃劑為硼酸鋅;所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷;所述增塑 劑為壬二酸二辛酯。
[0025] 所述潤(rùn)滑劑為1.5-2份的萊茵散和1-1.5份的硬脂酸混合而成。
[0026] 上述無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的制備方法，其包括以下步驟：
[0027] 一段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原 膠;原膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填 料混煉30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直 至溫度為135-140°C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放 置；
[0028]二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配 方量的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為 85-105°C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
[0029]具體實(shí)施例 [0030] 實(shí)施例1
[0031] 一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，包括以下重量份的組分:德國(guó)朗勝公司乙華平700XL VP 50份、日本三井化學(xué)公司EVA45LX 50份、雙(叔丁基過氧化異丙基)苯(Luperoxf40)6份、 三聚氰酸三烯丙酯(TAC)2份、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(TMQ) 1份、MgO 3份、Mg (0H)260份、A1(0H)380份、硼酸鋅8份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172H.5份、壬二 酸二辛酯(D0Z) 14份、硬脂酸(SA) 1份、萊茵散(AFLUX18) 1.5份。
[0032 ]上述無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的加工方法為：
[0033] 一段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原 膠;原膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填 料混煉30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直 至溫度為135 °C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放置；
[0034] 二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配 方量的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為 105 °C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，包括以下重量份的組分:德國(guó)朗勝公司乙華平700XL VP 70份、日本三井化學(xué)公司EVA45LX 30份、雙（叔丁基過氧化異丙基）苯(Luperoxf40)5.5 份、三聚氰酸三烯丙酯〇4〇1份、2,2,4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(了1?)0.5份、1%0 3 份、Mg(0H)2100份、A1(0H)340份、硼酸鋅10份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172H份、 壬二酸二辛酯(D0Z)15份、硬脂酸(SA)1.5份、萊茵散(AFLUX18)2份。
[0037]上述無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的加工方法為：
[0038] 一段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原 膠;原膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填 料混煉30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直 至溫度為140 °C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放置；
[0039] 二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配 方量的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為 85 °C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，包括以下重量份的組分:德國(guó)朗勝公司乙華平700XL VP 40份、日本三井化學(xué)公司EVA45LX 60份、雙（叔丁基過氧化異丙基）苯(Luperoxf40)6.5 份、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)2.5份、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體(TMQ)2.5份、MgO 2份、Mg(0H)280份、A1(0H)380份、硼酸鋅9份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)2份、 壬二酸二辛酯(D0Z)13.5份、硬脂酸(SA)1.5份、萊茵散(AFLUX18)2份。
[0042 ]上述無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的加工方法為：
[0043] 一段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原 膠;原膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填 料混煉30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直 至溫度為135 °C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放置；
[0044] 二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配 方量的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為 100°C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
[0045] 對(duì)比例1
[0046] -種耐泥漿電纜護(hù)套橡膠材料，包括以下重量份的組分：乙華平橡膠100份、DCP (過氧化二異丙苯)4.5份、TR頂(三甲基丙烯酸三異丁烯酸酯）1份、Mg(0H)2120份、A1(0H) 320 份、Aflux 18(萊茵散）1.5份、硬脂酸1.5份、了1?(2,2,4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體） 0.5份、A-172[乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷]1.5份、D0S(癸二酸二辛酯)2份、Τ0ΤΜ(偏苯 三酸三辛酯）6.5份，炭黑N220為6.0份。
[0047]制備方法為：
[0048] (1)原膠:取配方量的乙華平橡膠加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，塑煉時(shí)加入配 方量的脫模劑，得原膠；
[0049] (2)混煉:塑煉好的原膠在密煉機(jī)中用上頂栓下壓原膠30S后，將配方量的阻燃劑 A1(0H)3、硬脂酸、防老劑、增塑劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑和一半重量的阻燃劑Mg(0H)2投入密煉機(jī)中并 落下上頂栓混煉30S，然后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑Mg(0H)2，并下壓上頂栓40S，抬起 上頂栓清掃壓錘后下壓上頂栓直至溫度達(dá)到125°C，得混料；
[0050] (3)將步驟(2)打好的混料在室溫下放置8小時(shí)后，再下壓上頂栓30S，抬起上頂栓 后加入配方量的硫化劑、促進(jìn)劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起，然后再下壓上頂栓直至 溫度達(dá)到90°C時(shí)進(jìn)行排膠處理；
[0051 ] (4)密煉機(jī)排膠時(shí)輥溫控制在50-60°C，碾葉過程中溫度控制在60°C以下，防止橡 膠材料粘在輥筒上;在擠出機(jī)上生產(chǎn)電纜護(hù)套橡膠材料時(shí)，加工溫度控制在60-70°C，能加 過濾網(wǎng)的條件下加入一張40目濾網(wǎng)，可以使螺桿中的膠料壓力均勻，擠出的電纜外觀光滑、 平整。
[0052]性能測(cè)試
[0053]取實(shí)施例1-3及對(duì)比例1制備完成的橡膠材料，進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、耐油性 能、阻燃性能、抗撕強(qiáng)度等的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
[0054]表1性能測(cè)試結(jié)果
[0055]
[0056] 由表1可知，本發(fā)明制備的橡膠材料具有低煙、無鹵、阻燃、耐油的優(yōu)良性能，適用 于艦船電纜使用。
[0057] 對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種 相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其包括以下重量份的組分：乙華平橡膠和EVA共100份、 硫化劑6.5-10份、防老劑3.5-4.5份、填料100-200份、阻燃劑8-10份、偶聯(lián)劑1-2份、潤(rùn)滑劑 2.5-3.5份、增塑劑 13.5-15份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于：乙華平橡膠為德國(guó)朗勝 公司乙華平700XL VP，EVA為日本三井化學(xué)公司EVA45LX。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于：乙華平橡膠和EVA的質(zhì) 量比為2-5:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于:硫化劑為5.5-6.5份的 雙(叔丁基過氧化異丙基)苯和1-2.5份的三聚氰酸三烯丙酯混合而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于：防老劑為1份的2,2,4_ 三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體和3份的MgO混合而成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無齒電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于:填料為堿性填料，所述 堿性填料的粒徑達(dá)到納米級(jí)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于:所述堿性填料為60-100 份的Mg(0H)2和40-80份的A1(0H)3混合而成。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于:所述阻燃劑為硼酸鋅； 所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷;所述增塑劑為壬二酸二辛酯。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料，其特征在于:所述潤(rùn)滑劑為1.5-2份 的萊茵散和1-1.5份的硬脂酸混合而成。10. -種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的無鹵電纜護(hù)套橡膠材料的制備方法，其特征在 于:方法如下： 一段加工：取配方量的乙華平橡膠和EVA加入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，得原膠;原 膠塑煉好后加入配方量的增塑劑、潤(rùn)滑劑、防老劑、半份量的阻燃劑以及半份量的填料混煉 30S后抬起上頂栓，加入剩余的阻燃劑及填料并落下上頂栓繼續(xù)混煉，下壓上頂栓直至溫度 為135-140 °C時(shí)排膠，混煉好的材料經(jīng)慮橡機(jī)過濾，慮橡后出片冷卻得橡料，室溫放置； 二段加工:將一段加工好的橡料投入密煉機(jī)并下壓上頂栓，抬起上頂栓后加入配方量 的硫化劑和偶聯(lián)劑，下壓上頂栓30S后抬起上頂栓并清掃，下壓上頂栓直至密煉溫度為85-105 °C時(shí)排膠，然后出片冷卻。
【文檔編號(hào)】H01B3/28GK106065109SQ201610404510
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日 公開號(hào)201610404510.4, CN 106065109 A, CN 106065109A, CN 201610404510, CN-A-106065109, CN106065109 A, CN106065109A, CN201610404510, CN201610404510.4
【發(fā)明人】吳駿, 楊西迎, 秦宏濤, 隋明輝
【申請(qǐng)人】常州船用電纜有限責(zé)任公司