专利名称：无卤热塑性弹性体及制造方法和使用其的环保电线电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高弹性，高强度，且同时具有加工性能优越，触感柔软，可循环使 用的无卤热塑性弹性体，具体地说，是一种无卤热塑性弹性体及其制造方法，以及使用其的 环保电线电缆。
背景技术：
线缆结构主要包括绝缘层、护套层、包带、填充、编织、金属铠装及导体，线缆料 (绝缘和护套料)通常由PVC树脂及含卤橡胶(如氯丁橡胶、氯磺化橡胶、氯化聚乙烯橡胶 等)和各种增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂组成，此类电缆在发生火灾时，会释放出大量的 氯化氢等有害气体，同时产生大量有毒烟雾，对火灾现场人的安全逃离带来很大的难度，特 别是大型商场、酒店、超市、办公区等人口密集型场所，现在日本等发达国家已经明令禁止 其使用。有的线缆为了达到很好的阻燃效果，会加入很多的含卤阻燃剂(如六溴环十二烷、 十溴二苯醚、四溴双酚A等)，在燃烧中产生大量黑烟，同时会释放卤化氢、二噁英等有害气 体和物质，污染周围的环境，还给人体带来伤害；另外这些材料采用的一些助剂，大都含有 铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚等有害物质，这是发达国家如欧盟诸国、日本、美 国等明令禁止在线缆材料中出现的物质。为了克服上述材料的缺点，人们发明了一些新型材料，如热塑性弹性体(TPE)， TPE(Thermoplastic elastomer)指具有在室温条件下可被反复拉伸至原长度的两倍以上， 在应力消除后几乎完全恢复至其原来长度，在加热时能发生流动变形，冷却后可以保持一 定形状的性质的高分子聚合物的混合物。既具有热塑性塑料的热塑性，又具有橡胶的高弹 性，高强度，高回弹性，环保无毒安全，优良的着色性，触感柔软，而且耐候性，抗疲劳性和耐 温性俱佳，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用。TPE是塑料和橡胶的优势组合，被称为 “第三代橡胶”。TPE正在逐步占领原本只属于硫化橡胶的领地。TPE具有硫化橡胶的物理 机械性能和热塑性塑料的加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可 完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了 1/4，节约能耗25 40%，提高效率 10 20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。TPE具有良好的电气性能、机械物 理性能和耐候性，不含卤素及重金属，是替代聚氯乙烯(PVC)，部分替代传统橡胶绝缘、护套 的环保型“绿色材料”。TPE的压缩永久变形同橡胶相比较差，价格上也略高于同类橡胶。但 做成电线电缆后，因制造工艺简单，不需专用的硫化设备，比重低(普通型0.9左右，阻燃型 1. 2左右)，其价格指数与橡胶电缆相当，但其机械物理及电性能更具优势，个别指标如抗 张强度有较大的提高，因其为高次网路结构，耐热性能好于普通橡胶，耐温等级达到125°C 甚至150°C，加上分子结构稳定，使其在相同的截面时载流量能提升40%以上，其优越性不 言而喻。用于电缆行业，既可节约用铜，又可减少对环境和人的危害，还可回收再利用，符合 国家构建“节约型社会”的目标。因此，急需一种替代传统橡胶和塑料为绝缘及护套材料的电线电缆的热塑性弹性 体环保线缆及其制造方法。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种环境友好、不含有害重金属、卤素和严重危害人类健 康和自然环境的无卤热塑性弹性体。本发明的另一目的，在于提出一种环境友好、不含有害重金属、卤素和严重危害人 类健康和自然环境的无卤热塑性弹性体制造方法。本发明的又一目的，在于提出一种环境友好、不含有害重金属、卤素和严重危害人 类健康和自然环境的无卤热塑性弹性体材料制造的环保电线电缆。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是一种无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，按质量百分数计，其组分包括弹性体30-40%热塑性塑料15-30%EVA 树脂2-8%相容剂3-6%增塑剂10-25%无机填料2-8%助剂5-10%本发明的无卤热塑性弹性体还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的组合物，其中所述弹性体为氢化乙烯_ 丁烯共聚物。前述的组合物，其中所述热塑性塑料为聚丙烯。前述的组合物，其中所述热塑性塑料还包括聚乙烯。前述的组合物，其中所述EVA树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。前述的组合物，其中所述相容剂为马来酸酐接枝S EBS。前述的组合物，其中所述增塑剂为白油。前述的组合物，其中所述无机填料为碳酸钙或滑石粉，所述碳酸钙或滑石粉的粒 径超过1250目。前述的组合物，其中所述助剂为增粘树脂，所述增粘树脂为固体古马隆树脂。前述的组合物，其中所述助剂还包括润滑剂，所述润滑剂为聚乙二醇。前述的组合物，其中所述助剂还包括抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010。前述的组合物，其中还包括阻燃剂，所述阻燃剂为无机氢氧化镁、氢氧化铝或有机 磷氮高效阻燃剂。前述的组合物，其中还包括硫化剂，所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP，酚醛树脂
或硅烷。一种无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，按质量百分数计，其组分包括橡胶30-40%热塑性塑料15-30%EVA 树月旨2-8%相容剂3-6%增塑剂10-20%
无机填料2-8%助剂5-10%前述的组合物，其中所述橡胶为三元乙丙橡胶或丁腈橡胶。前述的组合物，其中所述热塑性塑料为聚丙烯。前述的组合物，其中所述热塑性塑料还包括聚乙烯。前述的组合物，其中所述EVA树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。前述的组合物，其中所述相容剂为马来酸酐接枝EPDM或马来酸酐接枝PP。前述的组合物，其中所述增塑剂为石蜡油或邻苯二甲酸二辛酯。前述的组合物，其中所述无机填料为碳酸钙或滑石粉，所述碳酸钙或滑石粉的粒 径超过1250目。前述的组合物，其中所述助剂为增粘树脂，所述增粘树脂为固体古马隆树脂。前述的组合物，其中所述助剂还包括润滑剂，所述润滑剂为聚乙二醇。前述的组合物，其中所述助剂还包括抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010。前述的组合物，其中还包括阻燃剂，所述阻燃剂为无机氢氧化镁、氢氧化铝或有机 磷氮高效阻燃剂。前述的组合物，其中还包括硫化剂，所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP，酚醛树脂
或硅烷。一种无卤热塑性弹性体组合物的制造方法，其特征在于包括以下步骤第一步骤称取原料，按质量百分数计，弹性体或橡胶30-40 %，热塑性塑料15-30 %，EVA树脂2-8 %，相容剂3-6 %，增塑剂10-25 %，无机填料2-8 %，助剂5-10 % ；第二步骤混合，将所有粉状和颗粒状的主、辅配料加入高速混合机中，先合盖打 碎，防止混料不均，再开盖加入所述增塑剂和助剂，先低速搅拌，再高速搅拌，整个混合过程 需3-8分钟；第三步骤造粒，开启气动输送和启动双螺杆造粒机主机，塑化段温度设定在 170-190之间，下料段和机头温度设定在140-160°C之间，转速200_500rpm，采用水冷拉条 切粒或风冷磨面热切。一种环保电线电缆，其特征在于，在绝缘或护套中使用如权利要求1至26中任一 项所述的无卤热塑性弹性体组合物。采用上述技术方案后，本发明的无卤热塑性弹性体组合物及其制造方法和使用其 的环保电线电缆具有以下优点1.不含有害重金属、卤素和危害人类健康和自然环境的化学物质，无毒、无污染、 可回收利用，是环境友好型新材料。2.耐水、耐寒、耐高温、耐油、耐酸碱，可用作综合性能优异的环保线缆。3.可广泛应用于军工、船舶、核电、风能、铁路轨道交通、磁悬浮等高端线缆领域。
图1为用本发明无卤热塑性弹性体组合物制做环保电线电缆的制造方法的流程 图。图2为本发明无卤热塑性弹性体组合物制成环保线缆的结构图。
图3为本发明无卤热塑性弹性体组合物制成环保线缆的截面图。图中1导体，2绝缘，3绕包带，4护套。
具体实施例方式以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。在下表1中，实施例1中的SEBS是由热塑性弹性体SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 嵌段共聚物)经加氢氢化而得，SBS氢化后结构变成聚苯乙烯_聚乙烯_聚丁烯_聚苯乙烯 嵌段共聚物，实施例1组合物适用于制造柔性电缆。实施例2中的EPDM为三元乙丙橡胶， 是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，适用于制造替代传统的PVC电线电缆。实施 例3组合物是动态硫化(相对静态硫化而言，是在熔融共混过程中实现与硫化同步进行的 一个过程)TPE的产物，适用于制造替代硫化型橡套电缆。实施例4中的NBR是丁腈橡胶， 实施例4组合物适用于制造对耐油有严格要求的电缆，如石油勘探、潜油泵、海上钻井平台 等场所用电缆。表 权利要求
一种无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，按质量百分数计，其组分包括弹性体 30 40％热塑性塑料 15 30％EVA树脂 2 8％相容剂 3 6％增塑剂 10 25％无机填料2 8％助剂5 10％
2.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述弹性体为氢化 乙烯-丁烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性塑料为聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性塑料还 包括聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述EVA树脂为乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述相容剂为马来 酸酐接枝SEBS。
7.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述增塑剂为白油。
8.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述无机填料为碳 酸钙或滑石粉，所述碳酸钙或滑石粉的粒径超过1250目。
9.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂为增粘树 脂，所述增粘树脂为固体古马隆树脂。
10.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂还包括润 滑剂，所述润滑剂为聚乙二醇。
11.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂还包括抗 氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
12.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，还包括阻燃剂，所 述阻燃剂为无机氢氧化镁，氢氧化铝或有机磷氮高效阻燃剂。
13.根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，还包括硫化剂，所 述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP，酚醛树脂或硅烷。
14.一种无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，按质量百分数计，其组分包括 橡胶30-40%热塑性塑料 15-30% EVA 树脂2-8%相容剂3-6%增塑剂10-20%无机填料2-8%助剂5-10%弹性体 热塑性塑料30-40% 15-30% 2-8% 3-6% 10-25% 2-8% 5-10%EVA树脂 相容剂 增塑剂 无机填料 助剂
15.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述橡胶为三元 乙丙橡胶或丁腈橡胶。
16.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性塑料 为聚丙烯。
17.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述热塑性塑料 还包括聚乙烯。
18.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述EVA树脂为乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物。
19.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述相容剂为马 来酸酐接枝EPDM或马来酸酐接枝PP。
20.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述增塑剂为石 蜡油或邻苯二甲酸二辛酯。
21.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述无机填料为 碳酸钙或滑石粉，所述碳酸钙或滑石粉的粒径超过1250目。
22.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂为增粘 树脂，所述增粘树脂为固体古马隆树脂。
23.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂还包括 润滑剂，所述润滑剂为聚乙二醇。
24.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，所述助剂还包括 抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
25.根据权利要求14所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，还包括阻燃剂，所 述阻燃剂为无机氢氧化镁，氢氧化铝或有机磷氮高效阻燃剂。
26.根据权利要求14根据权利要求1所述的无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于， 还包括硫化剂，所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP，酚醛树脂或硅烷。所述的无商热塑性弹 性体组合物，其特征在于，还包括硫化剂，所述硫化剂为过氧化物硫化剂DCP，酚醛树脂或硅 焼。
27.一种无卤热塑性弹性体组合物的制造方法，其特征在于包括以下步骤第一步骤称取原料，按质量百分数计，弹性体或橡胶30-40%，热塑性塑料15-30%， EVA树脂2-8 %，相容剂3-6 %，增塑剂10-20 %，无机填料2-8 %，助剂5-10 % ；第二步骤混合，将所有粉状和颗粒状的主、辅配料加入高速混合机中，先合盖打碎，防 止混料不均，再开盖加入所述增塑剂和助剂，先低速搅拌，再高速搅拌，整个混合过程需3-8 分钟；第三步骤造粒，开启气动输送和启动双螺杆造粒机主机，塑化段温度设定在 170-190°C之间，下料段和机头温度设定在140-160°C之间，转速200_500rpm，采用水冷拉 条切粒或风冷磨面热切。
28.—种环保电线电缆，其特征在于，在绝缘或护套中使用如权利要求1至26中任一项 所述的无卤热塑性弹性体组合物。
全文摘要
一种无卤热塑性弹性体组合物，其特征在于，按质量百分数计，其组分包括弹性体30-40％，热塑性塑料15-30％，EVA树脂2-8％，相容剂3-6％，增塑剂10-25％，无机填料2-8％，助剂5-10％。本发明的无卤热塑性弹性体组合物及其制造方法和使用其的环保电线电缆具有不含有害重金属、卤素和危害人类健康和自然环境的化学物质，环境友好型新材料，无毒、无污染、可回收利用和耐水、耐寒、耐高温、耐油、耐酸碱的优点，广泛用于军工、船舶、核电、风能、铁路轨道交通和磁悬浮等高端线缆及相关领域。
文档编号C08L23/16GK101987902SQ20091005573
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者方之川, 郑小春 申请人:索肯(上海)科技有限公司