CN101613506B - 耐高温无卤阻燃电缆护套料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温无卤阻燃电缆护套料及其制备方法。耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：三元乙丙橡胶100份，硫化剂1.5～6份，共硫化剂1.5～6份，偶联剂0.5～5份，防老剂4～20份，软化剂4～30份，阻燃填充剂80～250份。本发明采用无卤材料，燃烧不会产生浓烟、腐蚀性卤化物气体及其它有害物质，利用本发明形成的电缆护套弹性和柔韧性极佳，不仅阻燃效果明显，而且提高了耐热和抗老化性能，能耐高温，机械强度高，使用范围广泛，生产工艺简单，便于具有橡皮生产线企业实现自给自足。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆护套材料及其制备方法，特别是一种耐高温无卤阻燃电缆护套料及其制备方法。
背景技术
阻燃电线电缆护套料主要分为含卤阻燃料、低卤阻燃料和无卤阻燃料，含卤阻燃料在燃烧时释放出大量浓烟及腐蚀性卤化物气体。在发生火灾时，这些浓烟及有害气体将对人体及设备造成危害。随着国际环保要求的不断提高，在大多数电缆使用场合，含卤阻燃料及低卤阻燃料将被限制或禁止使用。为达到低烟、低毒和阻燃的目的，国内外很多电缆材料生产企业都在致力于开发无卤阻燃的电缆护套料，这类材料在燃烧时发烟量少，几乎不产生有毒气体，能将火灾中因电缆燃烧时对人体及设备的危害降到最低。
目前很多企业主要用聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯树脂等材料单独或复合物基料做无卤阻燃护套料，如授权公告号为CN101205325A的中国发明专利，公开了一种用聚乙烯为基料来制备无卤阻燃电线电缆料的方法，这类护套料存在的缺点是成品电缆较硬，没有弹性和柔韧性，而且为了达到阻燃效果，在护套料中会大量填充阻燃材料，导致护套材料耐热和抗老化性能大大降低，因此这类材料的使用环境和温度都会受到限制。
授权公开号为CN1772801A的中国发明专利，公开了一种用三元乙丙和乙烯-醋酸乙烯酯树脂为基料来制备高阻燃无卤电缆护套的方法，但由于该发明提供的是一种热塑性材料，耐高温性能较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有阻燃电线电缆护套料存在的上述问题，提供一种耐高温无卤阻燃电缆护套料及其制备方法。本发明采用无卤材料，燃烧不会产生浓烟、腐蚀性卤化物气体及其它有害物质，利用本发明形成的电缆护套弹性和柔韧性极佳，不仅阻燃效果明显，而且提高了耐热和抗老化性能，能耐高温，机械强度高，使用范围广泛，生产工艺简单，便于具有橡皮生产线企业实现自给自足。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 1.5～6份，
共硫化剂 1.5～6份，
偶联剂 0.5～5份，
防老剂 4～20份，
软化剂 4～30份，
阻燃填充剂 80～250份。
优选的，所述护套材料包含如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 2～5份，
共硫化剂 2～5份，
偶联剂 1～4份，
防老剂 6～16份，
软化剂 6～20份，
阻燃填充剂 100～200份。
所述三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070、Nordel 1470牌号或美孚公司的Vistalon 4608、Vistalon 5600牌号，第三单体为乙叉降冰片烯或1，4-己二烯，乙烯含量40～70％，门尼粘度65～75。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯。
所述共硫化剂为对醌二肟、三烯丙基三聚异氰酸酯或三烯丙基氰脲酸酯。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
所述防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1～0.5。
所述软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8～4。
所述低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为180～230℃，针入度(ASTMD-1505)为4～7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.90～0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为150～220cps。
所述阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5～1.5。
本发明还包括重量份数0～100份的填充助剂或0～8份的紫外线吸收剂，所述填充助剂为碳酸钙、滑石粉和陶土中的一种或几种按任意比例的混合，所述紫外线吸收剂为2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并***或2，4二羟基二苯甲酮。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂1.5～6份、共硫化剂1.5～6份、偶联剂0.5～5份、防老剂4～20份、软化剂4～30份、阻燃填充剂80～250份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1～2分钟后，然后依次加入一半量的阻燃填充剂和一半量的软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂、剩下的一半量的阻燃填充剂和一半量的软化剂，混炼3～6分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2～3分钟，薄通5次以上，整个混炼过程的辊温控制在70～100℃。
c、出片或造粒。
所述b步骤和c步骤在开炼机、捏炼机或密炼机上进行。
所述三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070、Nordel 1470牌号或美孚公司的Vistalon 4608、Vistalon 5600牌号，第三单体为乙叉降冰片烯或1，4-己二烯，乙烯含量40～70％，门尼粘度65～75。
所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯。
所述共硫化剂为对醌二肟、三烯丙基三聚异氰酸酯或三烯丙基氰脲酸酯。
所述偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
所述防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1～0.5。
所述软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8～4。
所述低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为180～230℃，针入度(ASTMD-1505)为4～7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.90～0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为150～220cps。
所述阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5～1.5。
所述a步骤中，还包括重量份数0～100份的填充助剂，所述填充助剂为碳酸钙、滑石粉或陶土中的一种或几种按任意比例的混合。
所述a步骤中，还包括0～8份的紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂为2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并***或2，4二羟基二苯甲酮。
采用本发明的有益效果在于：
一、由于本发明中的护套料采用耐温等级高的三元乙丙橡胶作基料，以及选择与之配合、高阻燃的阻燃填充体系，并添加烷基化二苯胺混合物提高橡皮的耐温性能，从而克服了现有技术不能制备耐高温无卤阻燃电缆护套料的问题。
二、本发明中的护套料耐高温，完全能通过158℃、168小时的空气箱老化试验，可长期用于125℃的工作环境；阻燃，橡皮氧指数达30以上；无卤，橡皮基料及选用配合剂均采用无卤材料，燃烧不会产生浓烟、腐蚀性卤化物气体及其它有害物质；硫化性橡皮，柔软，邵氏硬度在45～65之间；机械强度高，抗拉强度大于12MPa，撕裂强度大于9N/mm；
三、本发明中三元乙丙橡胶，是护套料基础材料，选用高门尼粘度的牌号，这类乙丙聚合物允许填充多量的填充剂和油，而保持足够的机械强度和弹性，具有热态生胶强度高和抗压扁的优点。
四、本发明中采用的共硫化剂，能有效地提高三元乙丙橡胶交联密度，大大促进三元乙丙橡胶与硫化剂之间的反应，提高硫化速度、降低硫化温度、缩短硫化时间，减少硫化剂用量，同时相应提高硫化胶性能。
五、本发明中选用的偶联剂，是不饱和的硅烷及某些不饱和酯，能与填充剂自发偶合，提高硫化速度和硫化胶的机械性能。
六、本发明中选用的防老剂，起防止橡胶老化的作用，采用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1～0.5，选用耐热性能好的烷基化二苯胺混合物，通过烷基化二苯胺混合物的合适配比，使三元乙丙橡胶满足158℃、168小时老化的需要。
七、本发明中选用的软化剂能介入橡胶分子链之间，使分子链之间的引力减弱，从而增加分子链的移动性、柔软性，达到增加橡胶塑性，石蜡为晶体结构，对橡胶有润滑作用，使胶料易于挤出，并能改善电缆外观，同时还是物理防老剂，能提高电缆的耐臭氧、耐水和耐日光老化等性能，选择使用石蜡，既作软化剂，又作软化剂低子聚乙烯的抗氧剂使用，实现其双重功效。
八、本发明中选用的阻燃填充剂为经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5～1.5，具有阻燃和填充作用。
九、本发明中可加入填充助剂或紫外线吸收剂，加入填充助剂可降低成本，加入紫外线吸收剂可达到耐辐照性能要求。
十、本发明中的生产工艺简单，便于具有橡皮生产线企业实现自给自足，把握产品质量，有利于降低生产成本。
因此，本发明完全可以替代现有技术生产的无卤阻燃护套料，而且具有更高的耐温阻燃特性。
具体实施方式
实施例1
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 1.5份，
共硫化剂 1.5份，
偶联剂 0.5份，
防老剂 4份，
软化剂 4份，
阻燃填充剂 80份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂1.5份、共硫化剂1.5份、偶联剂0.5份、防老剂4份、软化剂4份、阻燃填充剂80份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入40份的阻燃填充剂和2份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的40份阻燃填充剂和2份软化剂，混炼3分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2分钟，薄通5次，整个混炼过程的辊温控制在70℃。
c、出片或造粒。
其中，b步骤和c步骤在开炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量40％，门尼粘度65。硫化剂选用过氧化二异丙苯。共硫化剂选用对醌二肟。偶联剂选用γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷。防老剂选用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为180℃，针入度(ASTMD-1505)为4dmm，密度(ASTM D-5)为0.90g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为150cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5。
实施例2
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 6份，
共硫化剂 6份，
偶联剂 5份，
防老剂 20份，
软化剂 30份，
阻燃填充剂 250份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂6份、共硫化剂6份、偶联剂5份、防老剂20份、软化剂30份、阻燃填充剂250份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入125份的阻燃填充剂和15份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的125份阻燃填充剂和15份软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼3分钟，薄通7次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在捏炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1470牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量70％，门尼粘度75。硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基三聚异氰酸酯。
偶联剂选用乙烯基三乙氧基硅烷。防老剂选用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.5。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶4。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为230℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.5。
实施例3
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 3份，
共硫化剂 4份，
偶联剂 3份，
防老剂 10份，
软化剂 15份，
阻燃填充剂 150份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂3份、共硫化剂4份、偶联剂3份、防老剂10份、软化剂15份、阻燃填充剂150份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1.5分钟后，然后依次加入75份阻燃填充剂和7.5份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的75份阻燃填充剂和7.5份软化剂，混炼4.5分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2.5分钟，薄通9次，整个混炼过程的辊温控制在85℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在密炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 4608牌号，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量45％，门尼粘度70。
硫化剂选用双(叔丁基过氧异丙基)苯。共硫化剂选用三烯丙基氰脲酸酯。偶联剂选用乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺的混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.3。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶2。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为190℃，针入度(ASTM D-1505)为5dmm，密度(ASTM D-5)为0.92g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为180cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1。
实施例4
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 2份，
共硫化剂 2份，
偶联剂 1份，
防老剂 6份，
软化剂 6份，
阻燃填充剂 100份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂2份、共硫化剂2份、偶联剂1份、防老剂6份、软化剂6份、阻燃填充剂100份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入50份阻燃填充剂和3份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下50份阻燃填充剂和3份软化剂，混炼3分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2分钟，薄通12次，整个混炼过程的辊温控制在70℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在开炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 5600牌号，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量40％，门尼粘度65。
硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基三聚异氰酸酯。偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.4。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶2。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为220℃，针入度(ASTM D-1505)为6.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.91g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为170ps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.2。
实施例5
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 5份，
共硫化剂 5份，
偶联剂 4份，
防老剂 16份，
软化剂 20份，
阻燃填充剂 200份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂5份、共硫化剂5份、偶联剂4份、防老剂16份、软化剂20份、阻燃填充剂200份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入100份阻燃填充剂和10份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的100份阻燃填充剂和10份的软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼3分钟，薄通14次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在密炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量70％，门尼粘度75。
硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基氰脲酸酯。偶联剂选用乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
防老剂选用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.5。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶4。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为230℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.5。
实施例6
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 3份，
共硫化剂 2份，
偶联剂 4份，
防老剂 10份，
软化剂 16份，
阻燃填充剂 160份，
填充助剂 100份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂1.5～6份、共硫化剂1.5～6份、偶联剂0.5～5份、防老剂4～20份、软化剂4～30份、阻燃填充剂80～250份，填充助剂100份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入80份阻燃填充剂和8份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的80份阻燃填充剂和8份软化剂，混炼3分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和填充助剂，混炼2分钟，薄通6次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在开炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1470牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量40％，门尼粘度65。
硫化剂为过氧化二异丙苯。共硫化剂为对醌二肟。偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为180℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5。
填充助剂为碳酸钙。
实施例7
-种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 5份，
共硫化剂 5份，
偶联剂 4份，
防老剂 16份，
软化剂 20份，
阻燃填充剂 200份，
填充助剂 10份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂5份、共硫化剂5份、偶联剂4份、防老剂16份、软化剂20份、阻燃填充剂200份，填充助剂10份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入100份阻燃填充剂和10份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的100份的阻燃填充剂和10份软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和填充助剂，混炼3分钟，薄通9次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
b步骤和c步骤在捏炼机上进行。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 4608，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量45％，门尼粘度70。
硫化剂为1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂为三烯丙基三聚异氰酸酯。偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.3。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶3。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为200℃，针入度(ASTM D-1505)为5dmm，密度(ASTM D-5)为0.92g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为210cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.6。
填充助剂为滑石粉。
实施例8
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 4份，
共硫化剂 4份，
偶联剂 4份，
防老剂 10份，
软化剂 10份，
阻燃填充剂 120份，
填充助剂 50份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂4份、共硫化剂4份、偶联剂4份、防老剂10份、软化剂10份、阻燃填充剂120份，填充助剂50份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1.5分钟后，然后依次加入60份阻燃填充剂和5份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的60份阻燃填充剂和5份软化剂，混炼5分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和填充剂，混炼2.5分钟，薄通5次，整个混炼过程的辊温控制在85℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量70％，门尼粘度75。
硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基氰脲酸酯。偶联剂选用乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
防老剂选用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.5。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶4。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为230℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.5。
填充助剂为陶土。
实施例9
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 2份，
共硫化剂 2份，
偶联剂 1份，
防老剂 6份，
软化剂 6份，
阻燃填充剂 100份，
填充助剂 70份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂2份、共硫化剂2份、偶联剂1份、防老剂6份、软化剂6份、阻燃填充剂100份和填充助剂70份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入50份阻燃填充剂和3份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的50份阻燃填充剂和3份软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和填充助剂，混炼2分钟，薄通6次，整个混炼过程的辊温控制在95℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1470牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量40％，门尼粘度70。
硫化剂为过氧化二异丙苯。共硫化剂为对醌二肟。偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为180℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5。
填充助剂为碳酸钙、滑石粉和陶土按任意比例的混合物。
实施例10
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 2份，
共硫化剂 2份，
偶联剂 1份，
防老剂 6份，
软化剂 6份，
阻燃填充剂 100份，
紫外线吸收剂 8份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂2份、共硫化剂2份、偶联剂1份、防老剂6份、软化剂6份、阻燃填充剂100份和紫外线吸收剂8份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入50份阻燃填充剂和3份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的60份阻燃填充剂和3份软化剂，混炼3分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和紫外线吸收剂，混炼2分钟，薄通5次，整个混炼过程的辊温控制在70℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 4608，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量45％，门尼粘度70。
硫化剂为1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂为三烯丙基三聚异氰酸酯。偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.3。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶3。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为200℃，针入度(ASTM D-1505)为5dmm，密度(ASTM D-5)为0.92g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为210cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.6。
紫外线吸收剂为2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪。
实施例11
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 5份，
共硫化剂 5份，
偶联剂 4份，
防老剂 16份，
软化剂 20份，
阻燃填充剂 200份，
紫外线吸收剂 2份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂5份、共硫化剂5份、偶联剂4份、防老剂16份、软化剂20份、阻燃填充剂200份和紫外线吸收剂2份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入100份阻燃填充剂和10份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的100份阻燃填充剂和10份软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂和紫外线吸收剂，混炼3分钟，薄通7次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1470牌号，第三单体为1，4-己二烯，乙烯含量70％，门尼粘度75。硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基三聚异氰酸酯。
偶联剂选用乙烯基三乙氧基硅烷。防老剂选用活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.5。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶4。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为230℃，针入度(ASTM D-1505)为7.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.93g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为220cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.5。
紫外线吸收剂为2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并***。
实施例12
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 4份，
共硫化剂 4份，
偶联剂 4份，
防老剂 10份，
软化剂 10份，
阻燃填充剂 180份，
填充助剂 60份，
紫外线吸收剂 5份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂4份、共硫化剂4份、偶联剂4份、防老剂10份、软化剂10份、阻燃填充剂180份、填充助剂60份和紫外线吸收剂5份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1.5分钟后，然后依次加入90份阻燃填充剂和5份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的90份阻燃填充剂和5份软化剂，混炼5分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂、填充助剂和紫外线吸收剂，混炼3分钟，薄通7次，整个混炼过程的辊温控制在90℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 4608牌号，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量45％，门尼粘度70。
硫化剂选用双(叔丁基过氧异丙基)苯。共硫化剂选用三烯丙基氰脲酸酯。偶联剂选用乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺的混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.3。
软化剂选用低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶2。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为190℃，针入度(ASTM D-1505)为5dmm，密度(ASTM D-5)为0.92g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为180cps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1。
填充助剂为碳酸钙和滑石粉按任意比例的混合。紫外线吸收剂为2，4二羟基二苯甲酮。
实施例13
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 4份，
共硫化剂 4份，
偶联剂 3份，
防老剂 8份，
软化剂 8份，
阻燃填充剂 80份，
填充助剂 40份，
紫外线吸收剂 6份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂4份、共硫化剂4份、偶联剂3份、防老剂8份、软化剂8份、阻燃填充剂80份、填充助剂40份和紫外线吸收剂6份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入40份阻燃填充剂和4份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的40份阻燃填充剂和4份软化剂，混炼3.5分钟后，最后依次加入硫化剂、共硫化剂、紫外线吸收剂和填充助剂，混炼2.5分钟，薄通10次，整个混炼过程的辊温控制在00℃。
c、出片或造粒。
本发明中，三元乙丙橡胶选用美孚公司的Vistalon 5600牌号，第三单体为乙叉降冰片烯，乙烯含量40％，门尼粘度65～75。
硫化剂选用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷。共硫化剂选用三烯丙基三聚异氰酸酯。偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷。
防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.4。
软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶2。低分子聚乙烯的融落点(ASTM D-3104)为220℃，针入度(ASTM D-1505)为6.0dmm，密度(ASTM D-5)为0.91g/cm3，粘度(140℃，Brookfield)为170ps。
阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶1.2。
填充助剂为碳酸钙和陶土按任意比例的混合。紫外线吸收剂为2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并***。
实施例14
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，所述护套料包含如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶Vistalon 5600 100份
硫化剂过氧化二异丙苯 3份
共硫化剂三烯丙基氰脲酸酯 3份
偶联剂乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷 2份
防老剂活性氧化锌 10份
防老剂烷基化二苯胺混合物 2份
软化剂低分子聚乙烯 3份
软化剂石蜡 5份
阻燃填充剂表面活化氢氧化铝 80份
阻燃填充剂表面活化氢氧化镁 80份
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂3份、共硫化剂3份、偶联剂2份、防老剂12份、软化剂8份、阻燃填充剂160份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼2分钟后，然后依次加入80份阻燃填充剂和4份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的80份阻燃填充剂和4份软化剂，混炼6分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼3分钟，薄通7次，整个混炼过程的辊温控制在100℃。
c、出片或造粒。
可按GB/T 2951标准检验橡皮性能。经测试，橡皮性能如下：
| 序号 | 性能指标 | 单位 | 数值 |
| 11.11.21.3 | 原始机械性能：抗拉强度断裂伸长率撕裂强度 | MPa％N/mm | 12.638010 |
| 22.12.22.32.4 | 158℃×168h空气箱老化后机械性能：抗拉强度抗拉强度变化率断裂伸长率断裂伸长率变化率 | MPa％％％ | 13.24.8350-7.9 |
| 3 | 热延伸试验(250±3℃，15min，20N/cm2)载荷下伸长率最大冷却后永久变形最大 | ％％ | 15-1 |
| 4 | 邵氏硬度 | 度 | 50 |
| 5 | 氧指数 | - | 32 |
实施例15
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，所述护套料包含如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶Nordel 1070 100份，
硫化剂双(叔丁基过氧异丙基)苯 3份，
共硫化剂对醌二肟 3份，
偶联剂γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷 3份，
防老剂活性氧化锌 12份，
防老剂烷基化二苯胺混合物 3份，
软化剂低分子聚乙烯 2份，
软化剂石蜡 4份，
阻燃填充剂表面活化氢氧化铝 100份，
阻燃填充剂表面活化氢氧化镁 60份。
一种耐高温无卤阻燃电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂3份、共硫化剂3份、偶联剂3份、防老剂15份、软化剂6份、阻燃填充剂160份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1分钟后，然后依次加入80份的阻燃填充剂和3份软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的80份阻燃填充剂和3份软化剂，混炼3分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2分钟，薄通5次，整个混炼过程的辊温控制在70℃。
c、出片或造粒。
经测试，橡皮性能如下：
| 序号 | 性能指标 | 单位 | 数值 |
| 11.11.21.3 | 原始机械性能：抗拉强度断裂伸长率撕裂强度 | MPa％N/mm | 13.136511 |
| 22.12.22.32.4 | 158℃×168h空气箱老化后机械性能：抗拉强度抗拉强度变化率断裂伸长率断裂伸长率变化率 | MPa％％％ | 13.74.6330-9.6 |
| 3 | 热延伸试验(250±3℃，15min，20N/cm2)载荷下伸长率最大冷却后永久变形最大 | ％％ | 100 |
| 4 | 邵氏硬度 | 度 | 52 |
| 5 | 氧指数 | - | 33 |
显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本发明基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
三元乙丙橡胶 100份，
硫化剂 1.5～6份，
共硫化剂 1.5～6份，
偶联剂 0.5～5份，
防老剂 4～20份，
软化剂 4～30份，
阻燃填充剂 80～250份；
所述三元乙丙橡胶选用美国陶氏化学公司的Nordel 1070、Nordel 1470牌号或美孚公司的Vistalon 4608、Vistalon 5600牌号，第三单体为乙叉降冰片烯或1，4-己二烯，乙烯含量40～70％，门尼粘度65～75；
所述防老剂为活性氧化锌与烷基化二苯胺混合物，活性氧化锌与烷基化二苯胺的重量份数比例为1∶0.1～0.5。
2.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯。
3.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：所述共硫化剂为对醌二肟、三烯丙基三聚异氰酸酯或三烯丙基氰脲酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：所述偶联剂为γ-甲基丙烯酸丙撑·三甲基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷。
5.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：所述软化剂为低分子聚乙烯与石蜡的混合物，低分子聚乙烯与石蜡的重量份数比例为1∶0.8～4。
6.根据权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：所述阻燃填充剂选用经十八烷酸表面活化处理的氢氧化铝和氢氧化镁配合，氢氧化铝和氢氧化镁的重量份数比例为1∶0.5～1.5。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料，其特征在于：还包括重量份数0～100份的填充助剂或0～8份的紫外线吸收剂，所述填充助剂为碳酸钙、滑石粉和陶土中的一种或几种按任意比例的混合，所述紫外线吸收剂为2，4，6-三(2，4-二羟基苯基)-1，3，5-三嗪、2(2-二羟基苯-5-苯甲基)苯并***或2，4-二羟基二苯甲酮。
8.一种制备权利要求1所述的耐高温无卤阻燃电缆护套料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、称料，称取三元乙丙橡胶100份、硫化剂1.5～6份、共硫化剂1.5～6份、偶联剂0.5～5份、防老剂4～20份、软化剂4～30份、阻燃填充剂80～250份待用；
b、混炼，先将三元乙丙橡胶混炼1～2分钟后，然后依次加入一半量的阻燃填充剂和一半量的软化剂，再依次加入偶联剂、防老剂和剩下的一半量的阻燃填充剂和一半量的软化剂，混炼3～6分钟后，最后依次加入硫化剂和共硫化剂，混炼2～3分钟，薄通5次以上，整个混炼过程的辊温控制在70～100℃；
c、出片或造粒。
9.根据权利要求8所述的制备耐高温无卤阻燃电缆护套料的方法，其特征在于：所述b步骤和c步骤在开炼机、捏炼机或密炼机上进行。
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Denomination of invention: High temperature resistant halogen-free flame retardant cable sheath material and its preparation method Effective date of registration: 20211018 Granted publication date: 20110720 Pledgee: Leshan City Commercial Bank Limited by Share Ltd. Sales Department Pledgor: SUNWAY Co.,Ltd. Registration number: Y2021510000246 |
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Date of cancellation: 20231106 Granted publication date: 20110720 Pledgee: Leshan City Commercial Bank Limited by Share Ltd. Sales Department Pledgor: SUNWAY Co.,Ltd. Registration number: Y2021510000246 |
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Denomination of invention: High temperature resistant halogen-free flame-retardant cable sheath material and its preparation method Effective date of registration: 20231201 Granted publication date: 20110720 Pledgee: Leshan City Commercial Bank Limited by Share Ltd. Sales Department Pledgor: SUNWAY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980068812 |