专利名称：一种电缆护套料的制作方法
技术领域：
本发明涉及电缆领域，具体地说，属于电缆护套料的一种，尤其应用于煤矿电缆。
背景技术：
氯化聚乙烯，是将高密度聚乙烯(HDPE)分子结构中仲碳原子上的氢原子经氯原子取代后得到的一种高分子无规氯化物。氯质量分数为35%左右的CPE，因其分子结构中不含有双键，而具有强度高、弹性好、阻燃、耐油、耐溶剂、耐臭氧、耐热老化、耐候、加工性能良好、高填充、产量大、价格低等优点。随着电线电缆工业的发展，人们对线缆产品提出了更高更严格的性能要求。橡胶型氯化聚乙烯(CPE)作为一种新型的护套材料已逐渐取代价格高，且易发生早期胶烧的丁腈橡胶。然而，目前在CPE系列橡皮护套配方，国内厂家在应用方面，存在一些不成熟的地方，特别是CPE作为矿用电缆护套使用时，其抗撕裂性能不好，往往无法达到标准。沈梅等在CPE研究过程中，仅发现随DCP用量的增加，共混物的撕裂强度急剧下降。但未对如何改善材料的抗撕裂强度提出具体解决方法。授权公告号为CN101463168A中国发明专利，公开了一种采用噻二唑硫化体系提高CPE的撕裂强度的方法，但是由于配方中采用50 60份陶土，使得材料硬度较大，不利于保证电缆护套材料的柔软性，而且配方中炭黑的使用，导致只能制备黑色护套，影响该材料在电线电缆方面的广泛应用。因此，开发一种柔软的力学性能优良的高耐撕裂的氯化聚乙烯矿用护套料有着良好的市场前景。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种耐撕裂强度高，硬度较小，电缆护套材料柔软，应用广泛，配方简单，工艺简化的电缆护套料。为实现上述技术目的，本发明采用的方案是 一种电缆护套料，以重量计包括以下组分
氯化聚乙烯60 90份；
尼龙10 40份；
增容剂CPE-g-MAH 6 10份； 高性能复合阻燃剂 25 30份； 复合稳定剂4 7份；
防老剂1 2. 5份；
噻二唑类硫化剂 1 4份； 醛胺缩合物促进剂 1.5 3份。所述增容剂CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、4 10份马来酸酐、0. 3 0. 7份过氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均勻，将氯化聚乙烯共混物加入温度为13(T150°C、转速为2(T45r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反应，得到CPE-g-MAH。即马来酸酐接枝氯化聚乙烯
制备权利要求上述电缆护套料的方法如下
A)将原材料各组分按配比称料，备用；
B)氯化聚乙烯先在70 90°C开炼机上塑练、待塑练完全后，加入复合稳定剂，和已备好增容剂CPE-g-MAH，重复薄通3 5次制得母胶；
C)将辊温升到145 165°C，将尼龙和母胶在热辊开炼机上共混lOmin，待共混均勻后逐步加入防老剂，增塑剂，阻燃剂，促进剂以及陶土，白炭黑等填料，薄通3 5次后，于冷辊上薄通出片；
D)加硫，将共混均勻的氯化聚乙烯混合物在70 90°C开炼机上加入硫化剂和硫化促进剂，薄通3 5次后，于冷辊上薄通出片。所述C)步骤待胶片冷却后静置8小时后进行。所述D)步骤还可以在密炼机或者捏炼机上进行。氯化聚乙烯是高抗撕裂矿用电缆护套料的基体材料，优先选用CPE135B。CPE135B 为无规则的饱和性材料，几乎无结晶，具有较强的加工性能和优异的耐候、耐屈绕性。本发明所采用的尼龙为含有己内酰胺单体、己二胺己二酸单体、癸二胺癸二酸单体共聚形成的三元共聚尼龙，简写为PA。尼龙66 ；聚己二酸己二胺(又称聚酰胺)；nylon 66
化学式[-NH (CH2) 6 — NHCO(CH2)4C0]n —
性状
半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有可塑性。密度1. 15g / cm3。熔点252°C。 脆化温度-30°C。热分解温度大于350°C。 连续耐热80-120°C，平衡吸水率2. 5%。能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀，但易溶于苯酚、甲酸等极性溶剂。具有优良的耐磨性、自润滑性，机械强度较高。但吸水性较大，因而尺寸稳定性较差。
外观白包或带黄色颗粒状密度(g/cm3) 1. 10-1. 14 拉伸强度(MPa) 60. 0-80. 0 络氏硬度118 冲击强度(kj/m2) 60-100 静弯曲强度(MPa) 1 00-120 马丁耐热(V ) 50-60 弯曲弹性模星(MPa) 2000 3000 体积电阻率(Qcm) 1. 83X1015 介电常数1. 63
应用
广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，如齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包层等。亦可制成薄膜用作包装材料。此外，还可用于制作医疗器械、体育用品、日用品等。聚酰胺12 (polyamide 12)，商品名尼龙 12 (nylon 12)。相对密度 1. 01 1. 02，熔点178°C，拉伸强度50 64MPa，弯曲强度74MPa，悬臂梁(缺口)冲击强度4 ^J / m， 体积电阻率1014Ω .cm,介电强度17kV / _，热变形温度(1. 82MPa) 54. 5°C。耐磨性、自润滑性、柔韧性优良，吸湿性小，与金属黏合力强。由ω-十二内酰胺开环聚合或由12-氨基十二酸缩聚制得。聚酰胺12，ΡΑ12它有很好的抗冲击性机化学稳定性。尼龙12有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种，如尼龙12弹性体、石墨尼龙ΡΑ12等。ΡΑ12对强氧化性酸无抵抗能力。ΡΑ12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流动性很好。ΡΑ12收缩率在0.5%到2%之间，这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。ΡΑ12聚酰胺12或尼龙12典型应用范围水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构及轴承等。高性能复合阻燃剂，是由沈阳新异阻燃材料厂生产，牌号HZR-2，白色粉末，能够提高CPE橡胶的阻燃性能，并且不产生有害物质，属于环保型高效阻燃剂。本发明采用的复合稳定剂为硬脂酸钙/硬脂酸锌复合热稳定剂与辅助稳定剂环氧大豆油和亚磷酸酯配合使用，其中硬脂酸钙/硬脂酸锌并用比为5 1，用量为5份，环氧大豆油和亚磷酸酯用量分别为5和1份。本发明采用的防老剂为RD，S卩2，2，4_三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。本发明采用的噻二唑类硫化剂优先选择TDD或噻二唑1680。本发明采用的醛胺缩合物促进剂优先选择V0R240。本发明采用了橡塑共混理念，以氯化聚乙烯作为基料，引入高抗撕裂的尼龙材料， 以及选择与之配合的各种稳定剂、防老剂、无味硫化剂，在保证其材料各种性能的同时，克服了氯化聚乙烯耐撕裂性能差的缺点，具体表现在以下几个方面
1、本发明采用马来酸酐接枝氯化聚乙烯进行增容，简单可行，适用于工业化生产，并且增容效果优异，有效改善了氯化聚乙烯和尼龙的相容性能，使得混合物的机械性能优异；
2、原有配方中，为满足矿用电缆对材料性能的要求，氯化聚乙烯通过控制硫化程度，在拉伸强度和抗撕裂性能中取得平衡，以前配方如果提高拉伸强度，抗撕裂性能就下降；抗撕裂性能提高，抗伸强度就下降；而本发明加入尼龙材料后可以在提高材料耐撕裂性能的同时，拉伸强度也得到稳定提高；
3、相对于以前氯化聚乙烯配方中加入传统硫化剂，本发明采用先进的过氧化物硫化体系，没有气味，符合环保要求；
4、加入尼龙到氯化聚乙烯基体中，以及高性能复合阻燃剂的使用，使得护套材料的耐老化性能得到有效提高；
5、配色自如，由于本配方中没有引入颜色较深的材料和配合剂，因此，可以根据用户和国标要求，着各种鲜艳色彩，特别是对于矿用电缆中要求的黄色、红色护套。
具体实施例方式实施例1
一种电缆护套料，按照传统电缆护套料的组份加入氧化镁；硬脂酸；增塑剂；纳米高活性白炭黑；活性碳酸钙；陶土，再依照如下重量份数比例称量 氯化聚乙烯60份；
尼龙40份；增容剂CPE-g-MAH6份；
高性能复合阻燃剂25份；
复合稳定剂4份；
防老剂1份；
噻二唑类硫化剂1份；
醛胺缩合物促进剂1. 5份。所述增容剂CPE-g-MAH由100份氯化聚乙烯、4份马来酸酐、0. 3份过氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均勻，将氯化聚乙烯共混物加入温度为150°C、转速为30r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反应，得到CPE-g-MAH。即马来酸酐接枝氯化聚乙烯。配制增容剂所需的氯化聚乙烯是重新加入的氯化聚乙烯，与制备本发明所需要的氯化聚乙烯不要混淆。制备权利要求上述电缆护套料的方法如下
A)将原材料各组分按配比称料，备用；
B)氯化聚乙烯先在70°C开炼机上塑练、待塑练完全后，加入复合稳定剂，和已备好增容剂CPE-g-MAH，重复薄通3次制得母胶；
C)将辊温升到145°C，将尼龙和母胶在热辊开炼机上共混lOmin，待共混均勻后逐步加入防老剂，增塑剂，阻燃剂，促进剂以及陶土，白炭黑等填料，薄通3次后，于冷辊上薄通出片；薄通是指将开炼机的辊距调节到0. 5 1 mm，橡胶厚度很薄地通过开炼机的二个辊；
D)加硫，将共混均勻的氯化聚乙烯混合物在70°C开炼机上加入硫化剂和硫化促进剂， 薄通3次后，于冷辊上薄通出片。所述C)步骤待胶片冷却后静置8小时后进行。按照上诉比例配方和工艺方法制得的电缆护套料，在长径比为17:1的蒸汽连续硫化生产线上，按照一定温度、速度、蒸汽压力要求实现护套料混合物胶片在电缆线芯上的挤制。得到的性能和传统的配方性能对比如下表所示
权利要求
1.一种电缆护套料，以重量计包括以下组分氯化聚乙烯60 90份；尼龙10 40份；增容剂CPE-g-MAH 6 10份； 高性能复合阻燃剂 25 30份； 复合稳定剂4 7份；防老剂1 2. 5份；噻二唑类硫化剂 1 4份； 醛胺缩合物促进剂 1.5 3份。
2.根据权利要求1所述的一种电缆护套料，其特征在于所述增容剂CPE-g-MAH由100 份氯化聚乙烯、4 10份马来酸酐、0. 3 0. 7份过氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均勻，将氯化聚乙烯共混物加入温度为130 150°C、转速为2(T45r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反应，得到CPE-g-MAH。
3.制备权利要求1或2所述的一种电缆护套料的方法，其特征在于A)将原材料各组分按配比称料，备用；B)氯化聚乙烯先在70 90°C开炼机上塑练、待塑练完全后，加入复合稳定剂，和已备好增容剂CPE-g-MAH，重复薄通3 5次制得母胶；C)将辊温升到145 165°C，将尼龙和母胶在热辊开炼机上共混lOmin，待共混均勻后逐步加入防老剂，增塑剂，阻燃剂，促进剂以及陶土，白炭黑等填料，薄通3 5次后，于冷辊上薄通出片；D)加硫，将共混均勻的氯化聚乙烯混合物在70 90°C开炼机上加入硫化剂和硫化促进剂，薄通3 5次后，于冷辊上薄通出片。
4.根据权利要求3所述的一种电缆护套料的制备方法，其特征在于所述C)步骤待胶片冷却后静置8小时后进行。
5.根据权利要求3所述的一种电缆护套料的制备方法，其特征在于所述D)步骤还可以在密炼机或者捏炼机上进行。
全文摘要
本发明公开了一种电缆护套料及其制备方法，属于电缆护套料的一种，主要应用于煤矿电缆，包括氯化聚乙烯、尼龙、增容剂CPE-g-MAH、高性能复合阻燃剂、复合稳定剂、防老剂、噻二唑类硫化剂、醛胺缩合物促进剂。制备方法包括塑练、热辊开炼机上共混、加硫等工序制得，本发明具有耐撕裂强度高，硬度较小，电缆护套材料柔软，应用广泛，配方简单，工艺简化的优点。
文档编号C08L77/00GK102344615SQ201110173120
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者张圣博, 李广元, 沈卢东, 沈智飞, 盛业武, 陈光高, 高西萍 申请人:四川明星电缆股份有限公司