CN108250632A - 一种高硬度阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂20～30份、低密度聚乙烯17～28份、聚碳酸酯10～20份、三元乙丙橡胶5～12份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物6～11份、马来酸酐接枝物4～9份、氢氧化铝3～7份、硼酸锌2～5份、三氧化二锑2～4份、改性高岭土5～10份、羟甲基淀粉3～8份、增塑剂2～4份、润滑剂1～3份、紫外线吸收剂2～4份、交联剂1～4份、钙锌复合热稳定剂2～3份。所述高硬度阻燃电缆料配方科学、合理，不仅具有优异的阻燃和绝缘性能，同时本发明还有优异的力学性能。

Description

一种高硬度阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆料技术领域，具体涉及一种高硬度阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
随着我国市场经济的快速发展，煤炭工业作为当今世界主要能源的基础工艺之一获得迅速发展，对矿井的安全更是引起人们的重视，由于井下工作环境恶劣，各种事故的发生严重威胁着矿井的安全和矿工的生命，与之配套的电缆阻燃性能同样引人关注，阻燃电缆为当电缆因故自身着火或是外火源引燃着火时，在着火熄灭后电缆不再继续燃烧，或燃烧时间很短，现有技术中的阻燃电缆阻燃性能弱，难以满足高阻燃的要求。
发明内容
本发明提供了一种高硬度阻燃电缆料及其制备方法，解决了背景技术中的问题，所述高硬度阻燃电缆料配方科学、合理，不仅具有优异的阻燃和绝缘性能，同时本发明还有优异的力学性能。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂20～30份、低密度聚乙烯17～28份、聚碳酸酯10～20份、三元乙丙橡胶5～12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6～11份、马来酸酐接枝物4～9份、氢氧化铝3～7份、硼酸锌2～5份、三氧化二锑2～4份、改性高岭土5～10份、羟甲基淀粉3～8份、增塑剂2～4份、润滑剂1～3份、紫外线吸收剂2～4份、交联剂1～4份、钙锌复合热稳定剂2～3份。
优选的，所述高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂23～28份、低密度聚乙烯20～25份、聚碳酸酯14～17份、三元乙丙橡胶6～11份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8～10份、马来酸酐接枝物5～8份、氢氧化铝4～6份、硼酸锌3～4份、三氧化二锑2.7～3.6份、改性高岭土5.4～8.8份、羟甲基淀粉4～7份、增塑剂2.9～3.3份、润滑剂1.7～2.4份、紫外线吸收剂2.6～3.2份、交联剂2～3份、钙锌复合热稳定剂2.1～2.9份。
优选的，所述高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂25份、低密度聚乙烯23份、聚碳酸酯15份、三元乙丙橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、马来酸酐接枝物6份、氢氧化铝5份、硼酸锌3.4份、三氧化二锑3.2份、改性高岭土7份、羟甲基淀粉5份、增塑剂3.1份、润滑剂2.2份、紫外线吸收剂2.9份、交联剂2.6份、钙锌复合热稳定剂2.8份。
优选的，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在70～75℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持5～10分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
优选的，所述润滑剂为硬脂酸钡。
优选的，所述增塑剂选自：增塑剂DOP或增塑剂DOS中的一种。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至90～100℃，低速密炼15～20分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为70～80℃，低速密炼7～14分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为65～73℃，高速混炼20～30分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
优选的，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述高硬度阻燃电缆料通过合理添加控制电缆料的内部组分及控制内部组分之间的配比，并采用一定的方式制备的电缆料的物理机械性能好，交联密实且性能稳定，使用寿命长，胶料混炼容易，并可大大改善胶料性能，电缆料阻燃性也较好，具体如下：
（1）本发明所述高硬度阻燃电缆料采用三元乙丙橡胶、改性高岭土、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化铝作为原料，三元乙丙橡胶、改性高岭土、硼酸锌、三氧化二锑协同作用，使得该电缆料在燃烧的情况下在电缆表面形成烧结快以及生成卤素自由基从而有效地阻止燃烧反应的进行；
（2）本发明由聚氯乙烯树脂和低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶作为主要成分，改善了拉伸强度，定伸应力，抗撕裂性，耐热性和耐燃性，提高了耐油，耐燃油和耐化学药品性能，改善了压延加工性能，还提高了储存稳定性，使得本发明具有耐臭氧和耐天候老化性能，断裂伸长率变大，容流指数高，稳定性好，抗开裂性能优，一般在-50℃的条件下不会出现开裂现象，安全性能高，电缆的使用寿命周期长。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂20份、低密度聚乙烯17份、聚碳酸酯10份、三元乙丙橡胶5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份、马来酸酐接枝物4份、氢氧化铝3份、硼酸锌2份、三氧化二锑2份、改性高岭土5份、羟甲基淀3～8份、增塑剂2份、润滑剂1份、紫外线吸收剂2份、交联剂1份、钙锌复合热稳定剂2份。
其中，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在70℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持5分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述增塑剂选自增塑剂DOP。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至90℃，低速密炼15分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为70℃，低速密炼7分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为65℃，高速混炼20分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
其中，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
实施例2
本实施例涉及一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂30份、低密度聚乙烯28份、聚碳酸酯20份、三元乙丙橡胶12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物11份、马来酸酐接枝物9份、氢氧化铝7份、硼酸锌5份、三氧化二锑4份、改性高岭土10份、羟甲基淀粉8份、增塑剂4份、润滑剂3份、紫外线吸收剂4份、交联剂4份、钙锌复合热稳定剂3份。
其中，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在75℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持10分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述增塑剂选自增塑剂DOS。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至100℃，低速密炼20分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为80℃，低速密炼14分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为73℃，高速混炼30分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
其中，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
实施例3
本实施例涉及一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂23份、低密度聚乙烯20份、聚碳酸酯14份、三元乙丙橡胶6份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8份、马来酸酐接枝物5份、氢氧化铝4份、硼酸锌3份、三氧化二锑2.7份、改性高岭土5.4份、羟甲基淀粉4份、增塑剂2.9份、润滑剂1.7份、紫外线吸收剂2.6份、交联剂2份、钙锌复合热稳定剂2.1份。
其中，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在71℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持6分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述增塑剂选自增塑剂DOP。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至92℃，低速密炼16分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为72℃，低速密炼8分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为68℃，高速混炼22分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
其中，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
实施例4
本实施例涉及一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂28份、低密度聚乙烯25份、聚碳酸酯17份、三元乙丙橡胶11份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、马来酸酐接枝物8份、氢氧化铝6份、硼酸锌4份、三氧化二锑3.6份、改性高岭土8.8份、羟甲基淀粉7份、增塑剂3.3份、润滑剂2.4份、紫外线吸收剂3.2份、交联剂3份、钙锌复合热稳定剂2.9份。
其中，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在72℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持7分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述增塑剂选自增塑剂DOS。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至95℃，低速密炼17分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为75℃，低速密炼10分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为70℃，高速混炼25分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
其中，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
实施例5
本实施例涉及一种高硬度阻燃电缆料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂25份、低密度聚乙烯23份、聚碳酸酯15份、三元乙丙橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、马来酸酐接枝物6份、氢氧化铝5份、硼酸锌3.4份、三氧化二锑3.2份、改性高岭土7份、羟甲基淀粉5份、增塑剂3.1份、润滑剂2.2份、紫外线吸收剂2.9份、交联剂2.6份、钙锌复合热稳定剂2.8份。
其中，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在74℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持9分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述增塑剂选自增塑剂DOS。
一种制备所述高硬度阻燃电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至98℃，低速密炼19分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为78℃，低速密炼12分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为72℃，高速混炼28分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
其中，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种高硬度阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂20～30份、低密度聚乙烯17～28份、聚碳酸酯10～20份、三元乙丙橡胶5～12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6～11份、马来酸酐接枝物4～9份、氢氧化铝3～7份、硼酸锌2～5份、三氧化二锑2～4份、改性高岭土5～10份、羟甲基淀粉3～8份、增塑剂2～4份、润滑剂1～3份、紫外线吸收剂2～4份、交联剂1～4份、钙锌复合热稳定剂2～3份。
2.根据权利要求1所述的高硬度阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂23～28份、低密度聚乙烯20～25份、聚碳酸酯14～17份、三元乙丙橡胶6～11份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8～10份、马来酸酐接枝物5～8份、氢氧化铝4～6份、硼酸锌3～4份、三氧化二锑2.7～3.6份、改性高岭土5.4～8.8份、羟甲基淀粉4～7份、增塑剂2.9～3.3份、润滑剂1.7～2.4份、紫外线吸收剂2.6～3.2份、交联剂2～3份、钙锌复合热稳定剂2.1～2.9份。
3.根据权利要求1所述的高硬度阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂25份、低密度聚乙烯23份、聚碳酸酯15份、三元乙丙橡胶10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物9份、马来酸酐接枝物6份、氢氧化铝5份、硼酸锌3.4份、三氧化二锑3.2份、改性高岭土7份、羟甲基淀粉5份、增塑剂3.1份、润滑剂2.2份、紫外线吸收剂2.9份、交联剂2.6份、钙锌复合热稳定剂2.8份。
4.根据权利要求1所述的高硬度阻燃电缆料，其特征在于，所述改性高岭土采用以下方法制得：
（1）将高岭土粉装入球磨机在搅拌条件下加热至70℃并保持15分钟，保持球磨机转速为2000r/min；
（2）然后在球磨机内加入硬脂酸，加入硬脂酸后球磨机内高岭土与硬脂酸的重量比为97:3，保持球磨机转速不变，温度控制在70～75℃，并保持20分钟；
（3）然后将球磨机温度降至45℃并保持5～10分钟，球磨机转速1700r/min，冷凝出料。
5.根据权利要求1所述的高硬度阻燃电缆料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钡。
6.根据权利要求1所述的高硬度阻燃电缆料，其特征在于，所述增塑剂选自：增塑剂DOP或增塑剂DOS中的一种。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述高硬度阻燃电缆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、增塑剂、润滑剂、紫外线吸收剂、交联剂、钙锌复合热稳定剂，备用；
（2）将聚氯乙烯树脂、低密度聚乙烯及聚碳酸酯一起置于密炼机中，预热至90～100℃，低速密炼15～20分钟，得第一密炼混合物；
（3）向第一密炼混合物中依次加入三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝物及交联剂，预热至物料温度为70～80℃，低速密炼7～14分钟，得第二密炼混合物；
（4）向第二密炼混合物中依次加入润滑剂、增塑剂、氢氧化铝、硼酸锌、三氧化二锑、改性高岭土、羟甲基淀粉、紫外线吸收剂、钙锌复合热稳定剂，预热至物料温度为65～73℃，高速混炼20～30分钟，然后置于开炼机中进行开炼，最后置于挤出机中，挤出造粒，冷却，得所述高硬度阻燃电缆料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述低速密炼的转速为50r/min，高速混炼的转速为130r/min。
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