CN104086849A - 一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,由下述重量份的原料制备而成:乙烯醋酸乙烯酯共聚物100份、高密度聚乙烯75份、抑烟剂10-20份、相容剂20-40份、阻燃剂250-300份、阻燃助剂5-15份、加工助剂7-10份、抗氧剂3-6份、表面活性剂3-6份。本发明还公开了该电缆料的制备方法。本发明以八钼酸铵为抑烟剂,颗粒的粗细较均匀,具有良好的相容性;采用的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝以及红磷协同阻燃,大幅度提高了体系的阻燃效果,降低了体系的烟雾生成量。
Description
技术领域
本发明涉及电缆领域,具体特别涉及一种用于煤矿的电缆料,本发明还涉及该电缆料的制备方法。
背景技术
目前,国内外煤矿用电缆已广泛生产,使用材料主要是燃烧时发烟量大会产生对人体有害气体的聚氯乙烯以及其它的高分子聚合物材料,目前世界上每天都有火灾发生,造成火灾的原因除自然灾害以外,电缆绝缘护套材料的强度小在使用过程中反复弯曲而断裂导致线路短路引起火灾,由于电缆材料的燃烧产生大量的烟雾致使人员可见度大大降低,造成现场人员来不及逃生。有统计表明,火灾造成人员伤亡大多数是吸入烟雾所致,由此造成的窒息性死亡占死亡总数的1/2到2/3。
煤矿电缆主要是在煤矿井下用来连接各种设备,鉴于煤矿井下狭小的空间和狭小的人员活动巷道在发生火灾时,狭小的巷道内充满大量的烟雾不利于人员的疏散和撤离,因此,对于低烟电缆料的开发较为重要。
在市场上,低发烟电缆大多为无卤电缆,无卤电缆指原料中不含卤素(F、Cl、Br、I),以及不含铅、镉、铬、汞等物质,无卤电缆燃烧时不会发出卤化氢、一氧化碳、二氧化碳等有毒烟雾。为进一步减少烟雾生成量,需要在电缆料中加入抑烟剂,现有常用的抑烟剂为三氧化钼或硼酸盐,如中国发明专利《一种低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法》(公布号 CN 102408622 A)公开了一种使用硼酸锌作为抑烟剂的电缆料。但是,由于三氧化钼和硼酸锌的粒度分布较宽,样品颗粒的粗细不均匀,需要通过机械处理来提高与其它材料成分的相容性,不仅一定程度上增加了加工成本,而且由于三氧化钼和硼酸锌对材料有染作用,也提高了原料成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种力学性能良好且可有效减少烟雾生成量的用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料。
本发明的另一目的是提供一种电缆料的制备方法,该电缆料相容性好而易于加工、制备成本低廉。
为实现以上本发明的目的,本发明采用如下的技术方案:
一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,以重量比为2:1.5的乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和高密度聚乙烯(HDPE)为主体骨架材料,所述电缆料由下述重量份的原料制备而成:
乙烯醋酸乙烯酯共聚物 100份
高密度聚乙烯 75份
抑烟剂 10-20份
相容剂 20-40份
阻燃剂 250-300份
阻燃助剂 5-15份
加工助剂 7-10份
抗氧剂 3-6份
表面活性剂 3-6份。
优选地,上述抑烟剂为八钼酸铵(AOM),AOM的粒度分布范围很窄,不需要做任何的机械处理可以与其它材料具有良好的相容性,本发明使用AOM作为抑烟剂不仅解决了以往抑烟剂对材料染色问题和抑烟剂粒度分布宽而造成的分散问题,而且还大幅度降低了体系烟的生成量。
为进一步减少体系燃烧的发烟量,阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝的混合物,利用氢氧化镁本身的抑烟功能,采用氢氧化铝和阻燃助剂红磷协同作用,达到提高体系氧指数和降低体系燃烧发烟量的双重目的。
上述相容剂由聚烯烃接枝反应官能团制的,因其良好的相容性可以大幅度改善聚烯烃基体与无机阻燃剂界面的相容性和粘接性。
在上述技术方案的基础上,电缆料由下述重量份的原料制备而成:
乙烯醋酸乙烯酯共聚物 100份
高密度聚乙烯 75份
抑烟剂 14份
相容剂 30份
阻燃剂 280份
阻燃助剂 10份
加工助剂 8份
抗氧剂 5份
表面活性剂 5份。
本发明提供的用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法,包括如下步骤:
1)干燥
按配方称取乙烯醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯以及阻燃剂,放入烘箱中以60℃烘干1小时;
2)表面处理
将阻燃剂与表面活性剂放入高速捏合机,充分搅拌20分钟以上,进行表面处理;
3)密炼、出料
将密炼机预热至110℃,待密炼机达到110℃恒温30分钟以上后将乙烯醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯以及阻燃助剂、加工助剂加入密炼机充分混炼,待物料熔体温度达到145 ℃时出料;
4)开炼、出料
将物料置于开放式混炼机混炼,开炼机前辊温度130-135℃,后辊温度140-145℃,混炼20分钟以上至物料均匀出料;
5)压片与冷却制片
将平板硫化机温度设定在150℃升温,把称量好的样品放入硫化机的模具中,然后用放有聚酯膜的模板把模具夹好一起放在平板硫化机里。开动平板硫化机,当模具的模板与平板硫化机的上模板接触时停机,预热样品让其充分熔融(1mm的预热3min,3mm的预热5min),开机将压力升至4Mpa左右,升压过程中放2次气祛除样品中的气泡,最终将压力升至10Mpa保持5-10分钟后,将样品放入冷压机中冷却塑化10-15分钟脱模,冷却24小时后制样。
与现有技术相比,本发明的技术效果如下 :
本发明配方合理,采用EVA和HDPE作为主体骨架材料,以八钼酸铵为抑烟剂,颗粒的粗细较均匀,粒度可根据需要任意调整,其具有良好的相容性;采用的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝以及红磷协同阻燃,大幅度提高了体系的阻燃效果,氢氧化镁、氢氧化铝本身也具有消烟功能也进一步降低了体系的烟雾生成量。本发明的电缆料具有优异的力学性能,抗张强度高可以达到13.7 Mpa,断裂伸长率可以达到185%,氧指数可以达到38%。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,配方如下表:
按照上表中配方称取400克EVA和300克HDPE以及其它成分,按照干燥、表面处理、密炼、出料、开练、出料、制片的步骤制成1mm的试片。
实施例2
一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,配方如下表:
按照上表中配方称取400克EVA和300克HDPE以及其它成分,按照干燥、表面处理、密炼、出料、开练、出料、制片的步骤制成1mm的试片。
实施例3
一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,配方如下表:
按照上表中配方称量25kgEVA和18.75kg HDPE以及合适重量的其它助剂,按照干燥、表面处理、密炼、出料、开练、出料、制片的步骤制成1mm的试片。
对比例
与实施例3相比较,除抑烟剂为硼酸锌以外,配方中其它成份相同,制备过程亦与实施例2相同。
将实施例3和对比例制得的1mm试片进行下述性能测试:
从上表的测试结果可知,与对比例的电缆料相比较,本发明的电缆料具有优异的力学性能和阻燃性能,抗张强度高可以达到13.7 Mpa,断裂伸长率可以达到185%,氧指数可以达到38%。
申请人声明,所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上,将上述实施例某组分的具体含量点值,与发明内容部分的技术方案相组合,从而产生的新的数值范围,也是本发明的记载范围之一,本申请为使说明书简明,不再罗列这些数值范围。
Claims (7)
1.一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,以重量比为2:1.5的乙烯醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯为主体骨架材料,其特征在于,所述电缆料由下述重量份的原料制备而成:
乙烯醋酸乙烯酯共聚物 100份
高密度聚乙烯 75份
抑烟剂 10-20份
相容剂 20-40份
阻燃剂 250-300份
阻燃助剂 5-15份
加工助剂 7-10份
抗氧剂 3-6份
表面活性剂 3-6份。
2.如权利要求1所述的一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,其特征在于:所述抑烟剂为八钼酸铵。
3.如权利要求1所述的一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,其特征在于:所述抗氧剂为1010。
4.如权利要求1所述的一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,其特征在于:所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝的混合物,所述氢氧化镁与氢氧化铝的重量比为5:2。
5.如权利要求1所述的一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,其特征在于:所述阻燃助剂为红磷。
6.如权利要求1所述的一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料,其特征在于,所述电缆料由下述重量份的原料制备而成:
乙烯醋酸乙烯酯共聚物 100份
高密度聚乙烯 75份
抑烟剂 14份
相容剂 30份
阻燃剂 280份
阻燃助剂 10份
加工助剂 8份
抗氧剂 5份
表面活性剂 5份。
7.如权利要求1到6任一项所述的用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)干燥
按配方称取乙烯醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯以及阻燃剂,放入烘箱中以60℃烘干1小时;
2)表面处理
将阻燃剂与表面活性剂放入高速捏合机,充分搅拌20分钟以上,进行表面处理;
3)密炼
将密炼机预热至110℃,待密炼机达到110℃恒温30分钟以上后将乙烯醋酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯以及阻燃助剂、加工助剂加入密炼机充分混炼,待物料熔体温度达到145 ℃时出料;
4)开炼
将物料置于开放式混炼机混炼,开炼机前辊温度130-135℃,后辊温度140-145℃,混炼20分钟以上至物料均匀出料;
5)压片
平板硫化机进行压片,压力为4-10Mpa;
6)冷却制片
在冷压机中冷却塑化10-15分钟脱模,冷却24小时后制样。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141008 |