CN104672743A - 一种耐油耐腐蚀超柔软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油耐腐蚀超柔软电缆护套料，包括以下组份：苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯－乙烯－辛烯共聚物、超高分子量聚二甲基硅氧烷、丁二烯－丙烯腈共聚物、过氧化二异丙苯、低分子量聚乙烯接枝物、磷氮阻燃剂、阻燃协效剂、消烟剂、抗氧剂、加工润滑剂、抗紫外线母料。通过以上组份特定的配比和混合后从双螺杆挤出机中挤出获得了本发明的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料具有耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大，适合在海洋工程领域使用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料。
技术背景
电线电缆领域中针对不同用途的电线电缆其要求也有很大不同，当电线电缆应用在不同领域时，其对电线电缆的性能也会有一些特殊的要求，例如有些电缆的铺设空间有限，如海洋平台，为了节省空间，便于铺设，就要求电缆有较小的弯曲半径。为了使电缆获得较小的弯曲半径，一方面电缆结构要设计的合理，易于弯曲，另一方面电缆的护套层材料要柔软，能够大幅度弯曲。赋予电缆柔软的特点有助于施工时的敷设，通常将最小弯曲半径达到电缆外径的六倍的电缆称为柔软电缆。而所谓的超柔软电缆是指最小弯曲半径得以达到电缆外径的两倍的电缆。
目前与海洋工程用电缆配套的电缆护套材料还比较少，主要是海洋工程用电缆的护套材料性能要求较高。这种护套料的性能要求主要有较好的耐油、耐泥浆、阻燃，柔软等性能。如钻井平台的钻部分因其经常接触各类钻液，容易引起电缆老化，这部分所用电缆就要考虑具备耐油泥性能。如果是敷设在舱体内的电缆则不必耐油泥，应考虑电缆的低烟无卤性能。对于敷设空间较小，电缆弯曲厉害的地方则应选择软结构导体的电缆。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中存在的问题，提出了一种耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大，适合在海洋工程领域使用。
为了实现上述目的及其他目的，本发明采用了以下技术方案：
一种耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，包括以下重量份的组份：
优选地，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量中星型结构的含量为16-20％，邵氏A硬度为43-56A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为10-25g/10min。
优选地，所述的丙烯－乙烯－辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为5-15g/10min，熔点为100-120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为62-74A。
优选地，所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于100万。
优选地，所述的丁二烯－丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为15％-50％，分子量为30万-50万。
优选地，所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，低分子量聚乙烯接枝物的分子量为5000-8000。
优选地，所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比2～4：1复合而成。
更优选地，所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成，以磷氮阻燃剂的总质量计，磷的含量为15.5%-16.5%，氮含量分别为18.1%-19.1％。
优选地，所述的阻燃协效剂为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅，激光粒径D50为100-150nm。
优选地，所述的消烟剂选自钼酸钙、钼酸锌、八钼酸铵和氧化钼中的一种或多种。
优选地，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复合物。
更优选地，所述抗氧剂中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为4：1～1：1。
优选地，所述的加工润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙和石蜡中一种或多种。
优选地，所述的抗紫外线母料的炭黑含量为45-48％。
更优选地，所述抗紫外线母料的载体为乙烯－丙烯－已烯共聚物，所述乙烯－丙烯－已烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔融指数为20-50g/10min，熔点为100-120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa。
本发明的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料中不含有卤族元素。
本发明还公开了上述所述耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
1）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以120-140℃混炼后，加入过氧化二异丙苯再混炼；
2）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
3）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒。
优选地，步骤1）中将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以130℃混炼。
优选地，步骤1）中加入过氧化二异丙苯再混炼的时间为2-5min。
优选地，步骤3）中所述双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
本发明的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料用于制备各种规格柔软电缆的无卤护套料。
本发明的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大。由于以上特性，本发明的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料尤其适合在海洋工程中的应用。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
1）按照表1中实施例1的配方称取各原料组份；
2）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以130℃混炼后，加入过氧化二异丙苯再混炼2min；
3）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
4）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
其中，实施例1中，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物为星型结构，双嵌段含量为20％，邵氏A硬度为48A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为25g/10min；丙烯－乙烯－辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为5g/10min，熔点为120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为62A；所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量为200万；丁二烯－丙烯腈共聚物中丙烯腈含量为15％，分子量为30万；所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，低分子量聚乙烯的分子量为5000；所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成，以磷氮阻燃剂的总质量计，磷的含量为15.5%，氮含量分别为19.1％。所述的阻燃协效剂为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅，激光粒径D50为100-150nm；所述的消烟剂为钼酸钙；所述抗氧剂中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为4：1；所述的加工润滑剂为硬脂酸；所述的抗紫外线母料的炭黑含量为45％；所述抗紫外线母料的载体为乙烯－丙烯－已烯共聚物，所述乙烯－丙烯－已烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔融指数为20g/10min，熔点为100℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa。
从表2中的测试结果可以看出，由实施例1制备的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大；本实施例中的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料尤其适合在海洋工程中的应用。
实施例2
1）按照表1中实施例2的配方称取各原料组份；
2）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以150℃混炼后，加入过氧化二异丙苯再混炼5min；
3）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
4）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
其中，实施例2中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物为星型结构，双嵌段含量为20％，邵氏A硬度为43A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为10g/10min；所述的丙烯－乙烯－辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为15g/10min，熔点为120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为62A；所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于120万；所述的丁二烯－丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为250％，分子量为40万；所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，低分子量聚乙烯的分子量为8000；所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成，以磷氮阻燃剂的总质量计，磷的含量为16%，氮含量分别为18.6％；所述的阻燃协效剂为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅，激光粒径D50为100-150nm；所述的消烟剂为八钼酸铵和氧化钼中按质量比1:1的复合物；所述抗氧剂中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为3:1；所述的加工润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙和石蜡按质量比1:1:1的复合物；所述的抗紫外线母料的炭黑含量为48％，所述抗紫外线母料的载体为乙烯－丙烯－已烯共聚物，所述乙烯－丙烯－已烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔融指数为50g/10min，熔点为120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa。
从表2中的测试结果可以看出，由实施例2制备的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大；本实施例中的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料尤其适合在海洋工程中的应用。
实施例3
1）按照表1中实施例3的配方称取各原料组份；
2）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以120℃混炼后，加入过氧化二异丙苯再混炼3min；
3）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
4）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
其中，本实施例中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物分子链中星型结构的含量为18%，邵氏A硬度为56A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为25g/10min；述的丙烯－乙烯－辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为10g/10min，熔点为110℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为70A；所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量为300万；所述的丁二烯－丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为50％，分子量为50万；所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，低分子量聚乙烯的分子量为7000；所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成，以磷氮阻燃剂的总质量计，磷的含量为16.5%，氮含量分别为19.1％；所述的阻燃协效剂为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅，激光粒径D50为100-150nm；所述的消烟剂为八钼酸铵；所述抗氧剂中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为2：1；所述的加工润滑剂为硬脂酸镁；所述的抗紫外线母料的炭黑含量为48％；所述抗紫外线母料的载体为乙烯－丙烯－已烯共聚物，所述乙烯－丙烯－已烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔融指数为30g/10min，熔点为100℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa。
从表2中的测试结果可以看出，由实施例3制备的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大；本实施例中的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料尤其适合在海洋工程中的应用。
实施例4
1）按照表1中实施例4的配方称取各原料组份；
2）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以140℃混炼后，加入过氧化二异丙苯再混炼2min；
3）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
4）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
其中，实施例4中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中星型结构的含量为20％，邵氏A硬度为48A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为25g/10min；所述的丙烯－乙烯－辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为15g/10min，熔点为120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为68A；所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量为200万；所述的丁二烯－丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为350％，分子量为30万；所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，低分子量聚乙烯的分子量为6000；所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成，以磷氮阻燃剂的总质量计，磷的含量为16.5%，氮含量分别为19.1％；所述的阻燃协效剂为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅，激光粒径D50为100-150nm；所述的消烟剂选自钼酸钙、钼酸锌、八钼酸铵和氧化钼中的一种或多种；所述抗氧剂中，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的重量比为1：1；所述的加工润滑剂为硬脂酸钙和石蜡的质量比1:1的混合物；所述的抗紫外线母料的炭黑含量为48％，所述抗紫外线母料的载体为乙烯－丙烯－已烯共聚物，所述乙烯－丙烯－已烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔融指数为20g/10min，熔点为100℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa。
从表2中的测试结果可以看出，由实施例4制备的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料耐油污、耐泥浆、耐腐蚀性能好，具有良好阻燃性能，并且材料柔软，挤制成电缆护套后，弯曲幅度大；本实施例中的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料尤其适合在海洋工程中的应用。
表1
表2
综上所述，本发明中公开的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，包括以下重量份的组份：
2.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子链中星型结构的含量为16-20％，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的邵氏A硬度为43-56A，在230℃×21.6kg下的熔融指数为10-25g/10min。
3.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的丙烯-乙烯-辛烯共聚物是以乙烯为主链，在190℃×2.16kg下的熔指为5-15g/10min，熔点为100-120℃，软化点大于90℃，拉伸断裂强度大于40MPa，邵氏A硬度为62-74A。
4.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的超高分子量聚二甲基硅氧烷的分子量大于等于100万。
5.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的丁二烯-丙烯腈共聚物，丙烯腈含量为15wt％-50wt％，分子量为30万-50万。
6.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的低分子量聚乙烯接枝物为低分子量聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，所述低分子量聚乙烯接枝物的分子量为5000-8000。
7.根据权利要求1所述的耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比2～4：1复合而成。
8.根据权利要求1所述耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复合物。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述耐油耐腐蚀超柔软电缆护套料的制备方法，包括如下步骤：
1）先将超高分子量聚二甲基硅氧烷在密炼机中以120-140℃混炼，加入过氧化二异丙苯再混炼；
2）再将各组份按照配比放入高速混合机混合均匀；
3）混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中所述双螺杆挤出机温度设置为：机筒一区150-160℃，机筒二区170-180℃，机筒三区190-200℃，机筒四区210-215℃，机筒五区215-220℃，机头和模具200-205℃。
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