CN113150455A - 一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套 - Google Patents

一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，属于电缆防护技术领域，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶25‑35份、三元乙丙橡胶30‑38份、氯丁橡胶12‑18份、硫化剂5‑8份、促进剂2‑5份、耐腐蚀剂ZS‑1041 3‑5份、稳定剂1‑3份、阻燃剂4‑7份。本发明电缆护套均表现出良好的综合性能：常温下断裂伸长率达到654%以上，拉伸强度达到27.9Mpa以上，机械性能优异；在15%浓度的盐酸、15%浓度的NaOH溶液中，常温浸泡60天后，护套表面平整、无裂痕；氧指数达到48以上，阻燃性能好。

Description

一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套
技术领域
本发明涉及电缆防护技术领域，具体涉及一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套。
背景技术
电缆是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘层和保护层制成，用于将电力或信息从一处传递到另一处的导线，在电力传送，信息传送等领域有着广泛的应用。随着应用领域的增加，对电缆的性能有着更高的要求，电缆护套是电缆的最外层，其性能直接影响着电缆的使用寿命。常用的保护套主要为聚氯乙烯(PVC)、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、聚四氟乙烯(PTFE)等聚合物，不耐腐蚀，阻燃性能差，容易发生漏电或火灾等安全事故，不能对电缆进行有效防护。
公开号为CN112390992A的专利文献公开了一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料及其制备方法，涉及电缆护套料技术领域。本发明公开的一种耐腐蚀的阻燃电缆护套料包括以下组分：丁腈橡胶、氯化聚丙烯、糠醛丙酮树脂、硅烷偶联剂、复合增强剂、抗氧剂、硫化剂、硫化促进剂、聚乙烯醇、阻燃剂、润滑剂和无机填料，其中，阻燃剂由质量比为3：1：2的三聚氰胺磷酸盐、三苯基磷酸酯和氢氧化镁组成，复合增强剂包括植物纤维粉、聚酰亚胺、磷脂、聚烯烃弹性体、十二烷基硫酸钠和蔗糖酯。该电缆护套料耐腐蚀性能和阻燃性能一般。
公开号为CN104098899A的专利文献公开了一种耐腐蚀阻燃耐热的电缆护套材料，其原料按重量份包括：氟化乙烯丙烯共聚物FEP19-21份，聚四氟乙烯4-6份，聚苯硫醚PPS20-23份，硼纤维7-9份，尼龙纤维4-6份，短玻璃纤维10-13份，邻苯二甲酸二甲酯DMP0.5-1.2份，高岭土9-11份，云母4-6份，石英3-5份，纳米蒙脱土10-12份，磷酸铵3-4份，水合硼酸锌1-2份，双硬脂酰胺0.5-1.5份，硅油4-6份，钛酸酯类偶联剂NDZ-101 1-2份，蓖麻酸钡2-3份。该电缆护套料阻燃效果不理想，不能对电缆进行有效保护。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶25-35份、三元乙丙橡胶30-38份、氯丁橡胶12-18份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、耐腐蚀剂ZS-10413-5份、稳定剂1-3份、阻燃剂4-7份。
进一步的，所述硫化剂为SQS633或SR633。
进一步的，所述促进剂为促进剂ZDC或促进剂PZ。
进一步的，所述稳定剂为8-羟基喹啉锌盐或马来酰酐。
进一步的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁中的一种或多种。
进一步的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.3-0.8:2-3。
进一步的，所述碱式碳酸镁为改性碱式碳酸镁。
进一步的，所述改性碱式碳酸镁由以下重量份数的组分制成：碱式碳酸镁10份、表面活性剂1.2-1.8份、硅烷偶联剂0.7-1份、乙醇35-40份。
进一步的，所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵或苯扎溴铵。
本发明的有益效果是：
本发明采用氟硅橡胶和三元乙丙橡胶、氯丁橡胶复合，并添加硫化剂、促进剂、稳定剂、耐腐蚀剂、阻燃剂等成分。氟硅橡胶在保持有机硅材料的耐热性，耐寒性，耐高电压性，耐气候老化等优异性能的基础上，由于含氟基团的引入，它又具有有机氟材料优异的耐氢类溶剂，耐油，耐酸碱性。三元乙丙橡胶耐老化、电绝缘性能突出，同时具有优异的耐候性、耐热性和耐腐蚀性。氯丁橡胶具有良好的物理机械性能，耐油，耐热，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸碱，耐化学试剂，缺点是耐寒性和贮存稳定性较差。三者复合，发挥出优异的耐腐蚀性能和稳定性。硫化剂为SQS633和SR633提高硫化时的交联密度，提高硫化程度和硫化速度，能够提高橡胶的硬度、强度和耐高温性能。促进剂ZDC和促进剂PZ与硫化剂协同作用，加快硫化速度，提高交联度和耐热性能。
耐腐蚀剂ZS-1041耐高温，耐酸碱腐蚀，耐热震变化，增强护套在高温下的耐腐蚀性能和热稳定性。稳定剂8-羟基喹啉锌盐和马来酰酐与耐腐蚀剂协同作用，增强护套的热稳定性和耐腐蚀性能。阻燃剂十溴二苯醚分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。硼酸锌能够提高保护套的耐火性，在燃烧时，覆盖锌化物和硼酸，形成隔热层，抑制可燃性气体发生，同时阻止氧化和热，也具有很好的抑烟效果。碱式碳酸镁中的水和二氧化碳有助于降低初始放热峰值，增加点火时间，碳酸钙镁石的部分分解有助于降低燃烧后期的放热速率，提供物理屏障，减缓可燃气体向火焰的释放。但是，碱式碳酸镁阻燃效率低、熔融指数低。本申请通过添加硅烷偶联剂和表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵或苯扎溴铵对碱式碳酸镁进行改性，提高了碱式碳酸镁的活化性能，同时与十溴二苯醚、硼酸锌复配，大大提高了阻燃效率。
本发明电缆护套均表现出良好的综合性能：常温下断裂伸长率达到654%以上，拉伸强度达到27.9Mpa以上，机械性能优异；在15%浓度的盐酸、15%浓度的NaOH溶液中，常温浸泡60天后，护套表面平整、无裂痕；氧指数达到48以上，阻燃性能好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶25份、三元乙丙橡胶30份、氯丁橡胶12份、硫化剂SQS633 5份、促进剂ZDC 2份、耐腐蚀剂ZS-1041 3份、稳定剂8-羟基喹啉锌盐1份、阻燃剂十溴二苯醚4份。
实施例2
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶27份、三元乙丙橡胶32份、氯丁橡胶13份、硫化剂SR633 5.5份、促进剂PZ 2.5份、耐腐蚀剂ZS-1041 3.5份、稳定剂马来酰酐1.5份、阻燃剂硼酸锌4.5份。
实施例3
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶29份、三元乙丙橡胶33份、氯丁橡胶14份、硫化剂SQS633 6份、促进剂PZ 3份、耐腐蚀剂ZS-1041 3.8份、稳定剂8-羟基喹啉锌盐1.8份、阻燃剂碱式碳酸镁5份。
实施例4
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶30份、三元乙丙橡胶34份、氯丁橡胶15份、硫化剂SR633 6.5份、促进剂ZDC 3.5份、耐腐蚀剂ZS-1041 4份、稳定剂8-羟基喹啉锌盐2份、阻燃剂5.5份。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.3:2。
实施例5
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶32份、三元乙丙橡胶35份、氯丁橡胶16份、硫化剂SQS633 7份、促进剂PZ 4份、耐腐蚀剂ZS-1041 4.2份、稳定剂马来酰酐2.2份、阻燃剂6份。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.5:2.5。
所述碱式碳酸镁为改性碱式碳酸镁。
所述改性碱式碳酸镁由以下重量份数的组分制成：碱式碳酸镁10份、表面活性剂1.2份、硅烷偶联剂0.7份、乙醇35份。
所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵。
实施例6
本实施例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶33份、三元乙丙橡胶36份、氯丁橡胶17份、硫化剂SR633 7.5份、促进剂ZDC 4.5份、耐腐蚀剂ZS-1041 4.5份、稳定剂8-羟基喹啉锌盐2.5份、阻燃剂6.5份。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.6:2.8。
所述碱式碳酸镁为改性碱式碳酸镁。
所述改性碱式碳酸镁由以下重量份数的组分制成：碱式碳酸镁10份、表面活性剂1.5份、硅烷偶联剂0.9份、乙醇38份。
所述表面活性剂为苯扎溴铵。
实施例7
一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶35份、三元乙丙橡胶38份、氯丁橡胶18份、硫化剂SQS633 8份、促进剂PZ 5份、耐腐蚀剂ZS-1041 5份、稳定剂马来酰酐3份、阻燃剂7份。
所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.8:3。
所述碱式碳酸镁为改性碱式碳酸镁。
所述改性碱式碳酸镁由以下重量份数的组分制成：碱式碳酸镁10份、表面活性剂1.8份、硅烷偶联剂1份、乙醇40份。
所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵。
本发明实施例1-7中，耐腐蚀的高效阻燃电缆护套的制备方法是：
S1：将氟硅橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、耐腐蚀剂ZS-1041、稳定剂、阻燃剂混合后置于混炼机中，常温下以800r/min的转速混炼10min,得到混合料；
S2:将混合料转入挤出机中，挤出，造粒，得到粒料；
S3:将粒料和硫化剂、促进剂混合后，置于硫化机中加压15Mpa，220℃硫化10min，即可。
实施例5-7中，所述改性碱式碳酸镁的制备方法是：
（1）将表面活性剂、4/5重量份数的乙醇混合后，常温下以500r/min的转速搅拌，边搅拌边加入碱式碳酸镁，然后以1000r/min的转速搅拌5min；
（2）将余下的乙醇和硅烷偶联剂混合后，加入步骤（1）中，调整转速为600r/min，搅拌30min后，超声震荡1h，一次抽滤，收集一次滤液和一次滤渣；
（3）将一次滤渣干燥后，与一次滤液混合后，常温下以600r/min的转速搅拌30min，超声震荡1h，二次抽滤，收集二次滤渣，干燥即可。
对比例1
本对比例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含耐腐蚀剂。
对比例2
本对比例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含稳定剂。
对比例3
本对比例提供一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套,与实施例1不同的是，本对比例中不含阻燃剂。
测试方法
力学性能测试参照GB/T528-1998。
耐腐蚀性能测试方法是：将电缆护套试样分别置于15%浓度的盐酸、15%浓度的NaOH溶液中，常温浸泡60天后，取出试样观察表面的腐蚀情况。
阻燃性能测试参照GB/T 10707-1989 A法。
表1 实施例1-7及对比例1-3电缆保护套测试结果
断裂伸长率% 拉伸强度MPa 15%的盐酸 15%的NaOH溶液 氧指数
实施例1 654 27.9 无裂痕 无裂痕 48
实施例2 656 27.9 无裂痕 无裂痕 48
实施例3 657 28 无裂痕 无裂痕 48
实施例4 660 28.2 无裂痕 无裂痕 52
实施例5 659 28.1 无裂痕 无裂痕 59
实施例6 659 28.1 无裂痕 无裂痕 62
实施例7 655 27.9 无裂痕 无裂痕 60
对比例1 652 27.8 大量裂痕 大量裂痕 47
对比例2 641 27.3 少量裂痕 少量裂痕 45
对比例3 653 27.7 无裂痕 无裂痕 35
结合表1，对本发明实施例1-7及对比例1-3电缆护套的性能进行测试，可以看出，实施例1-7电缆护套均表现出良好的综合性能：常温下断裂伸长率达到654%以上，拉伸强度达到27.9Mpa以上，机械性能优异；在15%浓度的盐酸、15%浓度的NaOH溶液中，常温浸泡60天后，护套表面平整、无裂痕；氧指数达到48以上，阻燃性能好。对比例1不含耐腐蚀剂，对比例2中不含稳定剂，对比例3不含阻燃剂，电缆护套的性能均有所下降，说明本申请的工艺和配方适配性好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1. 一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：由以下重量份数原料制成：氟硅橡胶25-35份、三元乙丙橡胶30-38份、氯丁橡胶12-18份、硫化剂5-8份、促进剂2-5份、耐腐蚀剂ZS-1041 3-5份、稳定剂1-3份、阻燃剂4-7份。
2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述硫化剂为SQS633或SR633。
3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述促进剂为促进剂ZDC或促进剂PZ。
4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述稳定剂为8-羟基喹啉锌盐或马来酰酐。
5.如权利要求1所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、硼酸锌、碱式碳酸镁的混合物，三者的重量之比为十溴二苯醚：硼酸锌：碱式碳酸镁为1:0.3-0.8:2-3。
7.如权利要求6所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述碱式碳酸镁为改性碱式碳酸镁。
8.如权利要求7所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述改性碱式碳酸镁由以下重量份数的组分制成：碱式碳酸镁10份、表面活性剂1.2-1.8份、硅烷偶联剂0.7-1份、乙醇35-40份。
9.如权利要求8所述的一种耐腐蚀的高效阻燃电缆护套，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵或苯扎溴铵。
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