专利名称：一种煤矿用电缆护套材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆护套材料，具体的说是一种煤矿用电缆 护套材料，属于化工领域。
背景技术：
目前，国内常用的作为电缆护套的主体材料有氯丁橡胶、氯 磺化聚乙烯胶料、氯化聚乙烯胶料及丁腈橡胶-聚氯乙烯复合物等 四种材料，这四种材料的结构成分不同其性能也不同。氯丁橡胶 阻燃性好，常温下机械性能较好，但温度较低时，机械性能变差， 耐寒性不好，长期放置后会缓慢硬化、丧失粘着性，流动性差， 粘结性能低劣，氯丁橡胶价格相对比较高，若单独以其作为电缆 护套的主体材料，成本相对比较贵。氯磺化聚乙烯胶料是由聚乙 烯经氯化和磺化处理后而制成的弹性体，随着氯含量的增加压缩 永久变形及在低温下的脆性增大，耐油性也不如丁腈橡胶，含有 毒的致癌物质，价格比较贵，在煤矿下作为电缆的护套材料受到 限制。氯化聚乙烯胶料是一种饱和的含氯橡胶，部分保留聚乙烯 的性质，弹性和热稳定性下降，物质成为半刚性材料，失去弹性。 随着氯含量的增加其增塑剂的相容性、耐低温性能、抗压缩永久 变形性能、热老化性能等降低，耐水性较差，在温度比较低时材 料本身比较硬、弹性低、脆性大、抗撕性能低。由于煤矿用电缆 护套材料要求其在任何情况下都具有柔软、弹性好等特点，所以由于本身结构决定了氯化聚乙烯不适用于做煤矿电缆护套材料。
丁腈橡胶一聚氯乙稀复合物是以丁腈橡胶为主，加入30%-50%的聚 氯乙烯树脂共混制得的，是一种极性聚合物，共混材料中PVC含 量小于等于50%时，主要表现出丁腈橡胶的性质，有突出的耐候、 耐臭氧性等性能，与氯丁橡胶相比，抗张强度低，定伸应力、抗 撕裂性和耐燃性较差，耐油、耐寒性能较好，改善了压出、压延 加工性能，储存稳定性好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而研究开发了一种 具有较好的耐臭氧、耐寒、耐燃、耐油、耐老化等性能，且弹性 好、抗张强度高、抗撕裂性好、压延加工性能好、成本低的煤矿 用电缆护套材料。
本发明的技术方案是该煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 制成有效成分所涉及的原料及重量份配比为丁腈橡胶一聚氯乙 稀复合物70-110份、氯丁橡胶10-30份、白碳黑30-60、氧化镁2-8 份、氢氧化铝20-60份、氯化石蜡20-80份、促进剂CZ 2_6份、氧 化锌3-8份、硬脂酸1-5份、防老剂3-12份、三氧化二锑4-15份、 钛白粉2-7份、硫化剂3-9份。
在上述煤矿用电缆护套材料配方所涉及的有效成分中，白炭 黑属于补强剂，为细分散的二氧化硅，其粒径在8-110毫微米之 间，吸湿性较小，粒子表面吸附性强，有很好的补强作用；补强 剂经过机械混炼加入橡胶后，其表面与橡胶分子接触而产生物理 吸附，而补强剂中的活性基团与橡胶分子链形成牢固的化学键。当橡胶受外力拉伸时，先是微弱的物理吸附键被拉开，补强剂使 橡胶分子链移动到最适当的位置，使应力均匀分布到各分子链上 而提高了破坏强力。
氧化镁和氧化锌在该配方中既作为活性剂和无机促进剂作 用，能改善胶料的焦烧性能，有助于混炼胶的存放，且有助于提 高硫化胶的抗张强度、定伸强度和硬度。作为无机促进剂时加入 少量，能明显縮短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，
同时还能改善橡皮的物理机械性能；作为活性剂时须与硬脂酸配 合使用，因为金属氧化物在脂肪酸存在时才能使促进剂活化，才 能使促进剂充分发挥促进作用，对硫化反应有很强的活化作用。 其中硬脂酸作为有机促进剂在橡料中起活性剂和增塑剂作用，还 能使其它粉料在橡胶中均匀分撒，当橡胶粘辊时又起到防粘作用。
氢氧化铝、氯化石蜡和三氧化二锑在该配方中主要作为阻燃 剂，其补强机理分为两类 一是在火焰中分解形成不助燃的气体 而抑制火焰，另 一是在火焰中生成不燃烧的保护层而与氧隔绝。 氢氧化铝属于一类，其在燃烧时生成水蒸汽而抑制火焰，也起到 补强作用，在配方中又可作为氯化氢气体的吸收剂，起到一定的 中和作用；氯化石蜡及三氧化锑单独使用起不到阻燃效果，两者 协同作用生成不燃烧的三氯化锑覆盖在燃烧物上面使其与氧隔 绝，其中氯化石蜡又起到增塑作用。
防老剂的作用是防止和延缓橡皮老化，延长使用寿命。防老 剂的作用机理可分为游离基抑制剂和过氧化物分解剂两类。游离 基抑制剂因其分子中存在着容易脱出的活泼氢原子，当橡胶氧化时，这些氢原子抢先与橡胶分子链上的活性游离基结合，进行链 终止反应从而延缓氧化过程，而脱出氢后的防老剂游离基又与另 一个橡胶游离基作用生成稳定产物。
促进剂cz主要是起促进硫化作用，钛白粉为增白剂，硫化剂
使橡胶经过硫化由线性结构变成网状结构，提高强度，
作为本发明的改进，所述的氯化石蜡为氯化石蜡-52，具有增 塑、阻燃功能，比氯化石蜡-42的阻燃效果要好，氯化石蜡-70是 一种固体阻燃剂在本方中也可使用，但经过试验验证加入其后，
做成彩色护套料颜色会变黑，同时在该方中也起不到增塑作用。
作为本发明的改进，所述的防老剂为防老剂RD，防老剂RD 是2， 2， 4-三甲基-1， 2-二氢化喹啉聚合体，对热、氧老化防护 作用极佳，对有害金属有较强的抑制作用，本品分子量高，保持 时间较长，适宜在高温环境；在橡胶中相容性好，不宜喷出，与 其它防老剂试验对比其防老效果要好于其它类防老剂。
本发明的有益效果在于(1)耐热性好，在空气中的使用温 度可达100 125°C，在油内则可在更高的温度下长期工作；(2) 耐油性好，对汽油、煤油、润滑油等均具有高度的稳定性，优于 丁腈橡胶一聚氯乙稀复合物；(3)耐水性较好，并随含胶量的提 高，其耐水性也愈佳；(4)耐酸碱腐蚀性好，碱溶液或稀酸等对 丁腈橡胶基本上不起作用；(5)耐寒性较好，经过在配方中加入 低温增塑剂使得获得很好的耐寒性，使其脆化温度降低到-56。C 62°C，解决了电缆在低温下不能使用的问题。优于丁腈橡胶一聚 氯乙稀复合物；(6)阻燃性较好，经过合理调整丁腈橡胶一聚氯乙稀复合物和氯丁橡胶的配比，再在配方中添加阻燃剂氢氧化铝、
氯化石蜡及三氧化锑，确定适宜配比，阻燃性更优于氯丁橡胶；(7) 耐热氧老化性能优，通过在配方中添加白炭黑、氧化镁、防老剂 及硫化剂等，提高了耐热氧老化性，优于原氯丁橡胶配方；(8) 加工性能优，原有氯丁橡胶配方易粘辊，丁腈橡胶一聚氯乙稀复 合物配方缺点是耐燃、抗张强度、抗撕裂性能等差，本方优点是 具有耐寒、耐油、耐老化、抗张强度高、抗撕较高等特点；(9) 成本低，相同含胶量的情况下，可大幅度降低生产成本；(10)机 械性能优，经过合理调整丁腈橡胶一聚氯乙稀复合物和氯丁橡胶 的配比，再在配方中补强剂白碳黑、氢氧化铝等，确定适宜配比， 机械性能优于氯丁橡胶，抗张强度12. 8N/mm2，抗撕为8. 5N/min， 而氯丁橡胶为11. 5N/mm2，抗撕为7. 0N/腿，从而提高了其耐磨性、 抗撕裂性等。
具体实施例方式
实施例1:扭该煤矿用电缆护套材料配方的有效成分所涉及的
原料及重量份配比，取丁腈一聚氯乙稀复合物70份、氯丁橡胶30 份、白碳黑45份、氧化镁3.5份、氢氧化铝35份、氯化石蜡40、 促进剂CZ2.5、氧化锌3.5、硬脂酸2.2、防老剂RD4. 5份、三氧 化二锑10、钛白粉2. 5、硫化剂4. 5份。将所取的丁腈一聚氯乙 稀、氯丁橡胶混合后，进入塑炼机塑炼，塑炼2-3分钟，加入促 进剂CZ、氧化镁、氧化锌、防老剂进行混合，然后加入白碳黑、 氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉进行混合，再加入氯化石蜡、硬 脂酸(在填充剂、补强剂吃料后加入)进行混合，最后加入硫化剂混合，进入开练级薄通下片形成煤矿用电缆护套材料。
实施例2:按该煤矿用电缆护套材料配方的有效成分所涉及的
原料及重量份配比，取丁腈一聚氯乙稀复合物80份、氯丁橡胶20 份、白碳黑35份、氧化镁4.5份、氢氧化铝40份、氯化石蜡-52 30份、促进剂CZ3.5份、氧化锌4.5份、硬脂酸3.0份、防老剂 RD5. 5份、三氧化二锑8份、钛白粉2. 0份、硫化剂4. 5份，将所 取的丁腈一聚氯乙稀、氯丁橡胶混合后，进入塑炼机塑炼，塑炼 2-3分钟，加入促进剂CZ、氧化镁、氧化锌、防老剂进行混合， 然后加入白碳黑、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉进行混合，再. 加入氯化石蜡、硬脂酸(在填充剂、补强剂吃料后加入)进行混 合，最后加入硫化剂混合，进入开练级薄通下片形成煤矿用电缆 护套材料。
实施例3:按该煤矿用电缆护套材料配方的有效成分所涉及的 原料及重量份配比，取丁腈-聚氯乙稀复合物90份、氯丁橡胶10 份、白碳黑55份、氧化镁5.0份、氢氧化铝60份、氯化石蜡-52 45份、促进剂CZ3.5份、氧化锌4.5份、硬脂酸4. 0份、防老剂 RD5.5份、三氧化二锑8份、钛白粉2.0份、硫化剂4份，将所取 的丁腈一聚氯乙稀、氯丁橡胶混合后，进入塑炼机塑炼，塑炼2-3 分钟，加入促进剂CZ、氧化镁、氧化锌、防老剂进行混合，然后 加入白碳黑、氢氧化铝、三氧化二锑、钛白粉进行混合，再加入 氯化石蜡、硬脂酸(在填充剂、补强剂吃料后加入)进行混合， 最后加入硫化剂混合，进入开练级薄通下片形成煤矿用电缆护套 材料。
权利要求
1、一种煤矿用电缆护套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比为丁腈-聚氯乙稀复合物70-100份、氯丁橡胶10-30份、白碳黑30-60、氧化镁2-8份、氢氧化铝20-60份、氯化石蜡30-60份、促进剂CZ2-6份、氧化锌3-8份、硬脂酸1-5份、防老剂3-8份、三氧化二锑4-15份、钛白粉2-7份、硫化剂3-9份。
2、 根据权利要求1所述的煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 用氧化镁和氧化锌作为活性剂和无机促进剂作用。
3、 根据权利要求1或2所述的煤矿用电缆护套材料，其特征 在于，用氢氧化铝、氯化石蜡和三氧化二锑作为阻燃剂。
4、 根据权利要求1或2所述的煤矿用电缆护套材料，其特征 在于，所述的防老剂为防老剂RD3-8份。
5、 根据权利要求3所述的煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 所述的防老剂为防老剂RD3-8份。
6、 根据权利要求1或2所述的煤矿用电缆护套材料，其特征 在于，所述的氯化石蜡为氯化石蜡-52 30-60份。
7、 根据权利要求3所述的煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 所述的氯化石蜡为氯化石蜡-52 30-60份。
8、 根据权利要求4所述的煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 所述的氯化石蜡为氯化石蜡-52 30-60份。
9、 根据权利要求5所述的煤矿用电缆护套材料，其特征在于， 所述的氯化石蜡为氯化石蜡-52 30-60份。
全文摘要
本发明公开了一种煤矿用电缆护套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比为丁腈-聚氯乙稀复合物70-100份、氯丁橡胶10-30份、白碳黑30-60、氧化镁2-8份、氢氧化铝20-60份、氯化石蜡30-60份、促进剂CZ2-6份、氧化锌3-8份、硬脂酸1-5份、防老剂3-8份、三氧化二锑4-15份、钛白粉2-7份、硫化剂3-9份配制成。该煤矿用电缆护套材料具有较好的耐臭氧、耐寒、耐燃、耐油、耐老化等性能，且弹性好、抗张强度高、抗撕裂性好、压延加工性能好、成本低。
文档编号C08L91/00GK101538380SQ200910020489
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者于庆魁, 张云龙, 李明锁, 王义军 申请人:张云龙