150℃高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種150℃高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，用于電氣裝備線、電機引接線、石油平臺電纜、光伏電纜、船用電纜、汽車線、機車車輛電纜等產(chǎn)品。所述電纜料由下述原料制得：三元乙丙橡膠、高密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、甲基乙烯基硅橡膠、腈硅橡膠、敏化劑、無鹵阻燃劑、消煙劑，防老劑、抗氧劑、潤滑劑、軟化劑、活性劑、白炭黑、滑石粉、著色劑。本發(fā)明聚烯烴電纜料同時具備耐高溫、耐磨、高電性、耐油、高強度、低煙、無鹵、流動性好等優(yōu)良的綜合性能，而且環(huán)保性能滿足電線電纜的要求。
【專利說明】150 0C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料及其生產(chǎn)方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電纜材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種150°c高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]目前無鹵低煙阻燃環(huán)保聚烯烴耐高溫150°C特種線纜主要有:150°C輻照交聯(lián)阻燃聚烯烴絕緣電氣裝備線；耐熱150°C高強度耐油交聯(lián)聚烯烴絕緣無鹵低煙阻燃機車車輛用電纜；150°C輻照交聯(lián)阻燃聚烯烴汽車線；150°C輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣電機繞組引接軟線；石油平臺電纜、光伏線纜等，這些線纜使用條件苛刻，性能要求極高，主要是:具備耐高溫、高電性、耐磨、高強度、耐油、無鹵阻燃、環(huán)保、柔軟。目前市場上沒有一種聚烯烴電纜料能夠通過此類電線電 纜的性能測試。
[0004]隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國的電纜料需求快速增長，特別是耐高溫、低煙無鹵、阻燃環(huán)保、高強度、高電性、耐油電纜料需求量比較大，而國內(nèi)耐高溫、高強度、高電性、耐油、低煙無鹵、阻燃環(huán)保電線電纜料的質(zhì)量及數(shù)量還不能滿足市場需求。因此期望開發(fā)出150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，但迄今為止尚未有這樣的具有優(yōu)良性能的電纜用150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料公開報道。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，并進一步提供一種所述電纜料的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，由下述重量份原料制備而成:三元乙丙橡膠20~25份，高密度聚乙烯30~40份、茂金屬聚乙烯20~25份、甲基乙烯基硅橡膠10~15份、腈硅橡膠20~25份、敏化劑2~3.5份、無鹵阻燃劑20~25份、消煙劑3~5份，防老劑1.5~2.5份、抗氧劑I~1.5份、軟化劑4~6份、潤滑劑
1.5~2.5份、活性劑5~6份，白炭黑20~25份、滑石粉20~25份、著色劑0.8~2.5份。
[0007]所述三元乙丙橡膠EPDM優(yōu)選為Nordel2722或Vistalon 2504或4045。
[0008]所述高密度聚乙烯HDPE優(yōu)選為TR144或2480。
[0009]所述茂金屬聚乙烯mPE優(yōu)選為E2005或E2010。
[0010]所述無鹵阻燃劑優(yōu)選為硅氮聚合物阻燃劑；
所述消煙劑優(yōu)選為三氧化鑰。
[0011]所述敏化劑優(yōu)選為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA或三烯丙基異氰脲酸酯TAIC或三聚氰酸三烯丙酯TAC。[0012]所述的防老劑優(yōu)選為MB與DNP按照2_4:1的質(zhì)量比復配的混合物。
[0013]所述的抗氧劑優(yōu)選為288與300按照4_5:6_10的質(zhì)量比復配的混合物。
[0014]所述的軟化劑優(yōu)選為汽缸油。
[0015]所述的潤滑劑優(yōu)選為硅類潤滑劑或聚乙烯蠟或硬脂酸鈣。
[0016]所述的活性劑優(yōu)選為氧化鋅與硬脂酸按照4-5:1質(zhì)量比復配的混合物。
[0017]所述的著色劑優(yōu)選為槽法炭黑或酞青綠或塑料大紅。
[0018]進一步，本發(fā)明所用的原料中，三元乙丙橡膠(EPDM) Nordel2722為白色顆粒，三元乙丙橡膠(EPDM) Vistalon 2504為白色塊狀物，三元乙丙橡膠(EPDM) 4045為白色塊狀物，高密度聚乙烯(HDPE) TR144為白色顆粒，高密度聚乙烯(HDPE) 2480為白色顆粒，茂金屬聚乙烯(mPE)E2005為白色顆粒，茂金屬聚乙烯(mPE)E2010為白色顆粒。甲基乙烯基硅橡膠為白色塊狀物、腈硅橡膠為白色塊狀物。硅氮聚合物阻燃劑為粉末狀白色顆粒，阻燃劑可調(diào)節(jié)材料的阻燃性能，消煙劑三氧化鑰為無色或白色粉末狀顆粒，敏化劑三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)為無色液體，敏化劑三聚氰酸三烯丙酯(TAC)為無色液體，敏化劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)為無色液體，防老劑MB為粉末狀白色顆粒，防老劑DNP為粉末狀淺灰色顆粒，抗氧劑288為白色粉末狀顆粒，抗氧劑300為白色或淺黃色粉末狀顆粒。硅類潤滑劑為白色粉末狀或顆粒狀，聚乙烯蠟為粉末狀白色顆粒，硬脂酸鈣為粉末狀白色顆粒。軟化劑汽缸油為深蘭色或黑色液體，活性劑氧化鋅為粉末狀白色顆粒，活性劑硬脂酸為粉末狀白色顆粒，白炭黑為粉末狀白色顆粒，滑石粉為粉末狀白色顆粒，著色劑聞耐磨炭黑為粉末狀黑色顆粒，塑料大紅為粉末狀紅色顆粒，酞青綠為粉末狀綠色顆粒。
[0019]本發(fā)明還提供了一種150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料的生產(chǎn)方法:A料制備:將高密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、抗氧劑、潤滑劑加入高速混合機充分混合5分鐘，加入溫度為160~220°C擠出機擠出造粒；B料制備:將剩余原料硅橡膠、腈硅橡膠、三元乙丙膠、防老劑、軟化劑、活性劑、敏化劑、無鹵阻燃劑、消煙劑、白炭黑、滑石粉、著色劑加入溫度為85-90°C密煉機中，密煉10-12分鐘后排入溫度為50~90°C橡膠造粒機中擠出造粒；成品制備:將A料與B料加入聞速混合機混合5分鐘，然后排入溫度為160~220°C平行雙螺桿造粒機組塑化擠出冷風磨面切粒，然后經(jīng)風冷卻及振動篩分選，即可制得150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料。
[0020]本發(fā)明聚烯烴電纜料，對添加劑及改性劑進行嚴格的篩選，使體系中不含對人體和環(huán)境有很大危害的重金屬穩(wěn)定劑、多溴聯(lián)苯及其醚類等不符合環(huán)保要求的物質(zhì)，不會對環(huán)境造成污染；同時具備耐高溫150°C、耐磨、高電性、耐油、高強度、低煙、無鹵、流動性好、耐熱性好等優(yōu)良的綜合性能。所述電纜料可用于電氣裝備線、電機引接線、石油平臺電纜、船用電纜、汽車線、光伏電纜、機車車輛電纜等產(chǎn)品，符合綠色環(huán)保設計與制造的要求。
[0021]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點:
本發(fā)明聚烯烴電纜料同時具備耐高溫、耐磨、高電性、耐油、高強度、低煙、無鹵、阻燃、流動性好等優(yōu)良的綜合性能，而且環(huán)保性能滿足電線電纜的要求。
【具體實施方式】
[0022]以下以具體實施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。
[0023]實施例1一種150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，由下述重量份原料制成:
三元乙丙橡膠20份，高密度聚乙烯30份、茂金屬聚乙烯25份、甲基乙烯基硅橡膠10份、腈硅橡膠25份、敏化劑2份、無鹵阻燃劑20份、消煙劑3份，防老劑1.5份、抗氧劑1.0份、潤滑劑1.5份、軟化劑4份、活性劑5份，白炭黑20份、滑石粉20份、著色劑2.5份。
[0024]三元乙丙橡膠(EPDM)為Nordel2722，高密度聚乙烯(HDPE)為2480、茂金屬聚乙烯(mPE)為E2005、敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、無鹵阻燃劑為硅氮聚合物阻燃劑、消煙劑為三氧化鑰，防老劑1份MB與0.5份DNP復配、抗氧劑為0.4份288與
0.6份300復配、潤滑劑為硅類潤滑劑、軟化劑為汽缸油、活性劑為4份氧化鋅與1份硬脂酸復配，滑石粉粒度為1250目、著色劑為槽法炭黑。
[0025]生產(chǎn)方法如下:
A料制備:將高密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、抗氧劑、潤滑劑加入高速混合機混合5分鐘，加入溫度為160~220°C擠出機擠出造粒；B料制備:將硅橡膠、腈硅橡膠、三元乙丙橡膠、防老齊?、軟化齊?、活性齊?、敏化齊?、無鹵阻燃劑、消煙齊?、白炭黑、滑石粉、著色劑加入溫度為85—90°C密煉機中，密煉10分鐘后排入溫度為50~90°C橡膠造粒機中擠出造粒；成品制備:將A料與B料加入高速混合機混合5分鐘，然后排入溫度為160~220°C平行雙螺桿造粒機組塑化擠出冷風磨面切粒，然后經(jīng)風冷卻及振動篩分選，即可制得150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料。
[0026]本實施例獲得的 聚烯烴電纜料為黑色固體顆粒，主要技術(shù)指標如下:拉伸強度為34.7MPa，斷裂伸長率為368%，用擠塑機在160~220°C溫度擠出生產(chǎn)電氣裝備線、電機引接線、汽車線、石油平臺電纜、船用電纜、機車車輛等電纜產(chǎn)品。
[0027]本實施例制得的150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料的主要技術(shù)指標:
長期使用溫度150°C
拉伸強度34.7MPa
斷裂伸長率368%
直流體積電阻率(20°C)6.9Χ1014Ω.m
耐熱老化拉伸強度變化率3.7%
耐熱老化斷裂伸長變化率-7.1%
耐油試驗拉伸強度變化率22.3%
耐油試驗斷裂伸長變化率-33.6%
載荷下伸長率63%
冷卻后永久變形率3%
氧指數(shù)32
煙密度(有焰)67
鹵酸氣體含量O mg/g
電導率4.2 μ s/mm
鉛(Pb)含量<5Χ10-6
鎘(Cd)含量<5Χ10-6六價鉻(Cr)含量≤5Χ10-6
汞(Hg)含量≤5Χ10-6
多溴聯(lián)苯含量≤5X10_6
多溴聯(lián)苯醚類含量≤5 X 10_6。
[0028]使用本發(fā)明150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料生產(chǎn)電氣裝備線時，材料性能如表1所示。
[0029]實施例2
高密度聚乙烯(HDPE)選用TR144，潤滑劑選用硬脂酸鈣，其他同實施例1。材料性能如表1所示。
[0030]實施例3
三元乙丙橡膠(EPDM)選用Vistalon 2504，潤滑劑選用聚乙烯蠟，其他同實施例1，材料性能如表1所示。
[0031]表1數(shù)據(jù)根據(jù)電纜絕緣和電力護套材料通用試驗方法GB/T 2951 一 1997進行測試獲得。
[0032]表1
【權(quán)利要求】
1.150°c高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料，其特征在于，由下述重量份原料制備而成:三元乙丙橡膠20~25份，高密度聚乙烯30~40份、茂金屬聚乙烯.20~25份、甲基乙烯基硅橡膠10~15份、腈硅橡膠20~25份、敏化劑2~3.5份、無鹵阻燃劑20~25份、消煙劑3~5份，防老劑1.5~2.5份、抗氧劑I~1.5份、軟化劑4~.6份、潤滑劑1.5~2.5份、活性劑5~6份，白炭黑20~25份、滑石粉20~25份、著色劑.0.8 ~2.5 份。
2.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述三元乙丙橡膠為N0rdel2722或Vistalon 2504或4045 ;所述高密度聚乙烯為TR144或2480 ;所述茂金屬聚乙烯為E2005或 E2010。
3.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述無鹵阻燃劑為硅氮聚合物阻燃劑；所述消煙劑為三氧化鑰。
4.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述敏化劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三烯丙基異氰脲酸酯或三聚氰酸三烯丙酯。
5.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的防老劑為MB與DNP按照.2-4:1的質(zhì)量比復配的混合物，所述的抗氧劑為288與300按照4-5:6-10的質(zhì)量比復配的混合物，所述的軟化劑為汽缸油。
6.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的潤滑劑為硅類潤滑劑或聚乙烯蠟或硬脂酸鈣。
7.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的活性劑為氧化鋅與硬脂酸按照4-5:1的質(zhì)量比復配的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的聚烯烴電纜料，其特征在于，所述的著色劑為槽法炭黑或酞青綠或塑料大紅。
9.權(quán)利要求1所述聚烯烴電纜料的生產(chǎn)方法，其特征在于，分別制備A料與B料，再將A料與B料充分混合，然后排入擠出溫度為160-220°C的平行雙螺桿造粒機組塑化擠出磨面切粒，之后冷卻、分選，獲得所述150°C高強度高電性耐油輻照交聯(lián)無鹵阻燃環(huán)保聚烯烴電纜料； A料制備如下進行:將高密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、抗氧劑、潤滑劑充分混合，之后擠出造粒； B料制備如下進行:將剩余原料密煉后進行擠出造粒。
10.如權(quán)利要求9所述聚烯烴電纜料的生產(chǎn)方法，其特征在于，A料制備時，擠出造粒的溫度為160-220°C出料制備時，密煉溫度為85-90°C，密煉時間為10_12min，擠出造粒的溫度為50-90°C。
【文檔編號】C08K5/3492GK103642114SQ201310736706
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】蘇朝化, 劉俊英, 蘇世杰, 劉西永, 李靜, 朱燕, 申林, 李艷艷, 李 一 申請人:河南省聚友塑料有限公司