一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料。其特征在于：按重量計，材料的組成包括：三元乙丙橡膠20～50份，EVM50～80份，硫化劑2.5～5份，助硫化劑1.5～6份，防老劑2～8份，增塑劑10～30份，偶聯劑0.5～1.5份，補強劑15～30份，填充劑20～40份，阻燃劑50～70份。本發明選擇自身燃燒不產生濃煙，原材料間化學反應不產濃煙，及可以吸煙的原材料，有效降低電纜燃燒時的煙密度。
【專利說明】一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料
【技術領域】
[0001]本發明屬于電纜料【技術領域】，具體涉及一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料。【背景技術】
[0002]電線電纜作為電能和信息傳輸體，在各個領域得到廣泛的應用。電線電纜大多采用塑料和橡膠作為絕緣和護套材料，此類聚合物材料在受熱、熔化、分解后，會產生可燃性氣體。高溫時，這些氣體會與氧發生反應而燃燒，燃燒時會產生大量的熱，而這些熱量會促使聚合物進一步熔化、分解、持續燃燒，使火災擴大，從而造成巨大損失。我國僅由電纜引起的火災損失，每年高達幾十億元人民幣。
[0003]因此，隨著電線電纜的阻燃問題越來越引起人們的關注，人們開始研究各種阻燃防火材料。為了提高電線電纜的阻燃性能，通常添加鹵系阻燃劑來獲得阻燃電纜材料。但這種阻燃電纜材料在燃燒時會產生大量煙霧和鹵化氫氣體，容易使人窒息而死，造成二次災難。因此，無鹵阻燃電纜料發展的研究成為當今熱點。
[0004]三元乙丙橡膠(EPDM)是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物，屬于聚烯烴家族，它的主要聚合物鏈是完全飽和的，這使得它具有優越的抗臭氧、耐老化、抗化學侵蝕、優異的絕緣性能以及極好的硫化特性。同時，三元乙丙橡膠具有較低的比重，能吸收大量的填料和油而影響特性不大，可以制作成本低廉的橡膠化合物。
[0005]EVM是乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物，是乙酸乙烯酯含量高(質量分數為0.4~0.8)、支化度高的無定形共聚物,屬于橡膠,通過合理配合可獲得性能優良的硫化膠。EVM的主鏈是飽和結構，化學穩定性好，因此其具有優異的耐熱、耐臭氧和耐候性能，極性的乙酸乙烯酯基團使其可耐受非極 性油及燃油。
[0006]三元乙丙橡膠和EVM的共混改性樹脂作為電纜料，不僅改善了基體樹脂的極性，同時提高了材料的阻燃性能，如發明專利申請201310243481.4,201110244048.3、201210390599.5,201210393493.0,201310197441.0。
[0007]由于三元乙丙橡膠是非極性的，雖具有優異的耐老化性能，但在非極性油中溶脹性大，機械性能變化較大。而EVM由于乙酸乙烯酯基團的引入，具有優良的耐油性，但耐老化性能不理想。同時，三元乙丙橡膠和EVM均不含鹵素，但易燃，一旦發生火災，會造成大量的財產損失和人員傷亡。
【發明內容】
[0008]本發明為了解決上述技術問題，提供了一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料。本發明選擇自身燃燒不產生濃煙，原材料間化學反應不產濃煙，及可以吸煙的原材料，有效降低電纜燃燒時的煙密度。
[0009]為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案:
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:按重量計，材料的組成包括: 三元乙丙橡膠20~50份EVM50 ~80 份
硫化劑2.5~5份
助硫化劑1.5~6份
防老劑2.0~8.0份
增塑劑10~30份
偶聯劑0.5~1.5份
補強劑15~30份
填充劑20~40份
阻燃劑50~70份
根據法規EN-50268-2，低煙是指產品在密閉容器中燃燒后透過一束光線其透光率
^ 60%。
[0010]本發明所述的三元乙丙橡膠為第三單體含量在0.2%~1.0%的三元乙丙橡膠，門尼粘度為25~30。三元乙丙橡膠的第三單體含有雙鍵，直接影響橡膠的耐老化性能，本發明的第三單體含量低，穩定性好，耐老化性能優異；同時選擇合適的門尼粘度，便于加工。
[0011]本發明所述的EVM為乙酸乙烯酯質量分數在40%~80%的乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物，門尼粘度為20~30。抗拉強度好，耐油性能優異，易于加工。
[0012]本發明所述的防老劑為防老劑RD或者烷基化二苯胺混合物，其目的在于提高橡膠的耐高溫老化性能。
[0013]優選地，所述的防老劑為宿遷徐邦化工發展有限公司生產的防老劑XH-1。高效無毒，對由熱、光、臭氧所引起的老化有特別的防護作用和耐疲勞作用，在高溫條件下防老效果和防疲勞效果尤為突出。
[0014]本發明所述的增塑劑為石蠟、偏苯三酸三辛酯(TOTM)中的一種或者兩種。主要用來提高材料的塑性，以達到良好的加工性能，同時耐高溫，以達到優良的耐老化性能。從加工性能方面考慮可使用石蠟；從耐老化效果方面考慮，可使用偏苯三酸三辛酯。
[0015]本發明所述的阻燃劑為低煙無鹵阻燃劑。
[0016]優選地，所述的阻燃劑為氫氧化鎂。氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物，從使燃燒很快停止的同時消除煙霧、阻止熔滴，多種性能優于氫氧化鋁，安全廉價，是一種新興的環保型無機阻燃劑。
[0017]本發明所述的硫化劑為過氧化二異丙苯(DCP)、1，1-雙叔丁基過氧基-3，3，5-三甲基環己烷、雙叔丁基過氧異丙基苯。
[0018]本發明所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)或者三聚氰酸三丙烯酯(TAC)，其目的在于加速硫化和加強硫化效果。
[0019]本發明所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑A-172。提高各種膠料的相容性，顯著改善產品的機械性能。
[0020]本發明的有益效果在于:
1、本發明的電纜料選用三元乙丙橡膠和EVM為基體，具備了三元乙丙的耐老化性，克服其不耐油性能；具備了 EVM的耐油性，克服了其不耐老化性能；同時原材料中均不含鹵素，選擇自身燃燒不產生濃煙，原材料間化學反應不產生濃煙，及可以吸煙的原材料，有效降低電纜燃燒時的煙密度。使電纜料具有優異耐老化性能和耐油性能的同時，在發生火災時，煙密度低，無毒性氣體逸出，利于逃生，減少人員傷亡。因此本發明電纜料具備低煙無鹵阻燃耐老化的優異性質。
[0021]2、選用宿遷徐邦化工發展有限公司生產的防老劑XH-1，其高效無毒，對由熱、光、臭氧所引起的老化有特別的防護作用和耐疲勞作用，在高溫條件下防老效果和防疲勞效果尤為突出；同時，配合耐高溫增塑劑Τ0ΤΜ，用來提高材料的塑性，以達到良好的加工性能，同時耐高溫，以進一步鞏固了電纜料的耐老化性能。
[0022]3、由于選用氫氧化鎂作為阻燃劑，氫氧化鎂在整個阻燃過程中不但沒有任何有害物質產生，而且其分解的產物在阻燃的同時還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產生的有害氣體和煙霧，活性氧化鎂不斷吸收未完全燃燒的熔化殘留物，從使燃燒很快停止的同時消除煙霧、阻止熔滴，多種性能優于氫氧化鋁，安全廉價。使電纜料具有良好的阻燃效果，同時該電纜料具有較高的體積電阻率，能在一些特殊場合下使用。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】對本發明的實質性內容作進一步詳細的描述。
[0024]實施例1
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成包括:` 三元乙丙橡膠20份
EVM60 份
硫化劑2.5份
助硫化劑3份
防老劑3份
增塑劑15份
偶聯劑0.5份
補強劑20份
填充劑20份
阻燃劑56份。`
[0025]實施例2
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
三元乙丙橡膠30份
EVM50 份
硫化劑2.8份
助硫化劑1.5份
防老劑8份
增塑劑10份
偶聯劑1.0份
補強劑15份
填充劑26份阻燃劑50份。
[0026]實施例3
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
三元乙丙橡膠50份
EVM70 份
硫化劑5份
助硫化劑5份
防老劑3份
增塑劑25份
偶聯劑1.5份
補強劑25份
填充劑40份
阻燃劑65份。
[0027]本發明所述的阻燃劑為低煙無鹵阻燃劑。
[0028]本發明所述的補強劑為炭黑，價格低廉，化學性質穩定，補強效果好，顯著提高產品的機械性能。
[0029]本發明所述的填充劑為煅燒陶土。化學性質穩定，擠出或壓延制品外觀光滑，具有耐熱性、耐酸堿性和電絕緣性好的特點。
[0030]實施例4
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
三元乙丙橡膠40份
EVM80 份
硫化劑4.5份
助硫化劑6份
防老劑2.2份
增塑劑30份
偶聯劑1.2份
補強劑30份
填充劑33份
阻燃劑70份。
[0031]本發明所述的阻燃劑為低煙無鹵阻燃劑。
[0032]本發明所述的補強劑為炭黑，價格低廉，化學性質穩定，補強效果好，顯著提高產品的機械性能。
[0033]本發明所述的填充劑為煅燒陶土。化學性質穩定，擠出或壓延制品外觀光滑，具有耐熱性、耐酸堿性和電絕緣性好的特點。
[0034]實施例5
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
二兀乙丙橡膠38份
EVM65 份硫化劑3.0份
助硫化劑4.2份
防老劑2份
增塑劑28份
偶聯劑1.0份
補強劑22份
填充劑30份
阻燃劑60份。
[0035]本發明所述的阻燃劑為低煙無鹵阻燃劑。
[0036]本發明所述的補強劑為炭黑，價格低廉，化學性質穩定，補強效果好，顯著提高產
品的機械性能。
[0037]本發明所述的填充劑為煅燒陶土。化學性質穩定，擠出或壓延制品外觀光滑，具
有耐熱性、耐酸堿性和電絕緣性好的特點。
[0038]實施例6
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
三元乙丙橡膠40份
EVM68 份
硫化劑2.5份
助硫化劑3.5份
防老劑2.0份
增塑劑22份
偶聯劑1.3份
補強劑26份
填充劑32份
阻燃劑62份。
[0039]本發明所述的阻燃劑為低煙無鹵阻燃劑。
[0040]本發明所述的補強劑為炭黑，價格低廉，化學性質穩定，補強效果好，顯著提高產
品的機械性能。
[0041]本發明所述的填充劑為煅燒陶土。化學性質穩定，擠出或壓延制品外觀光滑，具
有耐熱性、耐酸堿性和電絕緣性好的特點。
[0042]實施例7
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
EPDM 3722P50 份
EVM 500HV50 份
過氧化二異丙苯5份
三烯丙基氰脲酸酯3份
XH-15 份
石蠟5份
偏苯三酸三辛酯 15份偶聯劑1.0份
碳黑N33015份
陶土35份
氫氧化鎂70份
A-1721.0 份實施例8
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
EPDM 3722P40 份
EVM 500HV60 份
過氧化二異丙苯5份
三烯丙基氰脲酸酯3份
XH-15 份
石蠟5份
偏苯三酸三辛酯10份
偶聯劑0.5份
碳黑N33020份
陶土35份
氫氧化鎂65份
A-1720.8 份
實施例9
一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，按重量計，材料的組成為:
EPDM 3722P50 份
EVM 500HV50 份
過氧化二異丙苯5份
三烯丙基氰脲酸酯3份
XH-15 份
石蠟5份
偏苯三酸三辛酯12份
偶聯劑1.5份
碳黑N33025份
陶土30份
氫氧化鎂70份
A-1721.0 份
實施例10
下表為本發明實施 例7— 9的電纜料產品性能。
【權利要求】
1.一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:按重量計，材料的組成包括:
2.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的三元乙丙橡膠為第三單體含量在0.2%~1.0%的三元乙丙橡膠，門尼粘度為25~30。
3.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的EVM為乙酸乙烯酯質量分數在40%~80%的乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物，門尼粘度為20 ~30。
4.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的防老劑為防老劑RD或者烷基化二苯胺混合物。
5.根據權利要求4所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的防老劑為宿遷徐邦化工發展有限公司生產的防老劑XH-1。
6.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的增塑劑為石蠟、偏苯三酸三辛酯中的一種或者兩種。
7.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的阻燃劑為氫氧化鎂。
8.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的硫化劑為氧化二異丙苯、I，1-雙叔丁基過氧基_3，3，5-三甲基環己烷、雙叔丁基過氧異丙基苯。
9.根據權利要求1所述的一種電`纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或者三聚氰酸三丙烯酯。
10.根據權利要求1所述的一種電纜用低煙無鹵阻燃耐老化電纜料，其特征在于:所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑A-172。
【文檔編號】C08L31/04GK103571116SQ201310565963
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月13日 優先權日:2013年11月13日
【發明者】武擁建, 盛業武, 陳光高, 沈智飛, 王娟, 周燕 申請人:四川明星電纜股份有限公司