一种煤矿电缆用护套材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆护套材料，属于化工技术领域，具体的说是一种煤矿电缆用护套材料。
【背景技术】
[0002]目前，国内常用的作为电缆护套的主体材料主要有氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等材料，材料的结构成分不同其性能也不同。氯丁橡胶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，压延加工性能差，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，阻燃性差，成本相对比较贵。氯磺化聚乙烯橡胶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，弹性变差，拉伸强度差，耐油性不如氯化聚乙烯胶料，耐热氧老化性能较差、阻燃性差，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。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，研究开发一种具有良好的耐热氧老化、阻燃性能，且弹性好、拉伸强度高、抗撕裂性好、压延加工性能好、成本低的煤矿电缆用护套材料。
[0004]本发明的技术方案是:该煤矿电缆用护套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比为:弹性体型氯化聚乙烯、55-100份，树脂型氯化聚乙烯、45-80份，白碳黑、35-65，氧化镁、10-20份，氢氧化镁、9-20份，氯化石蜡、25-55份，电缆粉、35-45份，硅烷偶联剂A-172、1-3份，邻苯二甲酸二辛酯、10-20份，阻燃剂CM80AT、15-30份，阻燃剂TCEP、10-20份，石蜡、1-3份，聚乙烯蜡、2-5份，硫化剂、6-18份。
[0005]将所取的弹性体型氯化聚乙烯、树脂型氯化聚乙烯混合后，进入密炼机塑炼，塑炼2-3分钟，加入氧化镁、硅烷偶联剂A-172、阻燃剂CM80AT、阻燃剂TCEP、石蜡、聚乙烯蜡进行混合，然后加入白碳黑、氢氧化镁、电缆粉进行混合，再加入氯化石蜡、邻苯二甲酸二辛酯(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，进入开炼机薄通下片形成煤矿电缆用护套材料。
[0006]在上述煤矿电缆用护套材料配方所涉及的有效成分中:
树脂型氯化聚乙烯是为饱和高分子材料，外观为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能，低温韧性大、有较高的拉伸强度。
[0007]弹性体型氯化聚乙烯，是一种饱和的含氯橡胶，具有优良的耐热氧老化、耐侯性、耐臭氧、耐酸碱、耐化学药品及耐老化性能；具有良好的耐油性，与丁腈橡胶相当优于氯丁橡胶；含有氯元素，具有极佳的阻燃性能，且有燃烧防滴下特性；无毒，不含重金属及PAHS，其完全符合环保要求；着色性能，韧性良好(在-30°C仍有柔韧性)，具有高填充性能。
[0008]白碳黑属于补强剂，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。
[0009]氧化镁分子式是MgO，无臭、无味、无毒的白色无定形粉末，在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性。
[0010]氯化石蜡为金黄色或琥珀色粘稠液体，不燃、不瀑炸、挥发性低，不燃、无臭、无毒。本品取代一部分主增塑剂，可降低制品成本，并降低燃烧性。主要用于聚氯乙烯电缆料及水管、地板料、薄膜、人造革等。
[0011]硅烷偶联剂A-172是乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，具有双功能分子，即可和无机填料反应，也可和有机高分子反应，可提高其机械性能，与无机填料结合，使填料表面疏水化，可提高填料和聚合物的相容性，从而使分散性更好，熔融粘度降低，填充橡胶的加工更容易。
[0012]聚乙稀錯分子量为1500-25000的低分子量聚乙稀或部分氧化的低分子量聚乙烯，其呈颗粒状、白色粉末、块状以及乳白色蜡状。具有优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性，增加产品的光泽和加工性能。
[0013]阻燃剂CM80AT具有优良的热稳定性，自熄性外，还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性，在氯化聚乙烯中使用分散性和加工性能良好，且可使氯化聚乙烯的热释放速率降低45%以上，总释放热降低50%以上，总生烟量降低45%以上。
[0014]氢氧化镁.一种填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂。
[0015]电缆粉主要成分是含水的硅酸镁，分子结构式为Mg3[Si4010] (OH) 2，石具有润滑性、抗黏、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性。
[0016]邻苯二甲酸二辛酯别称1，2-苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，化学式为C24H3804，为无色透明液体，具有良好的综合性能，混合性能好，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好，耐水抽出，电气性能高，耐热性和耐候性良好。
[0017]阻燃剂TCEP为三磷酸酯，分子式为OP(OCH2CH2CL)3，分子式中含有磷(10.8%)、氯(36.7%)和酯键，是高分子材料的优良阻燃剂和增塑剂。
[0018]石蜡为颗粒状白色固体，化学稳定性好，含油量适中，具有良好的防潮和绝缘性能，可塑性好。
[0019]硫化剂能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性强度增加的物质。能防止硫化返原，改善耐热性，降低生热，耐老化，提高橡胶与帘子线粘合力和硫化胶模量。
[0020]在配方中的作用:
树脂型氯化聚乙烯和弹性体型氯化聚乙烯混合橡胶，具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，耐油性、阻燃性及着色性能，低温韧性大、有较高的拉伸强度。白碳黑具有很好的补强作用，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。氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性。氢氧化镁、氯化石蜡和阻燃剂CM80AT、阻燃剂TCEP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。氢氧化镁属于一类，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；氯化石蜡具有优良的阻燃效果，生成不燃烧的混合物覆盖在燃烧物上面使其与氧隔绝，又起到增塑作用；阻燃剂TCEP具有显著的阻燃和增塑性能；阻燃剂CM80AT具有优良的热稳定性，自熄性外，还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性，在氯化聚乙烯中使用分散性和加工性能良好，且可使氯化聚乙烯的热释放速率降低45%以上，总释放热降低50%以上，总生烟量降低45%以上。硅烷偶联剂A-172的作用是提高交联、对填料改性其补强作用，减少橡胶和防老剂用量，提高耐磨强度、抗张强度、撕裂强度和伸长率