石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了电缆领域的一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶及其制造方法，原料组分及重量含量如下，PVC-SG2优等品15份；丁腈橡胶NBR3305：5份；己二酸丙二醇聚酯3~7份；环氧大豆油2~3份；硬脂酸钡0.6~1份；三盐基硫酸铅1~1.5份；二酚基丙烷0.05~0.1份；三氧化二锑3~5份；氯化石蜡-52：0.1~0.5份；二茂铁0.3~0.5份。先将丁腈橡胶NBR3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入PVC-SG2优等品混炼4~6分钟，接着依次加入其它组分继续在140℃~150℃下密炼8~10分钟出料，最后在130℃~150℃的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。该橡胶制成的电缆，与现有铅护套电缆耐烃类物质性能相当，但外径小、重量轻，弯曲半径小，终端处理简单，具有环境友好性，对人体健康无影响。
【专利说明】石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆，特别涉及一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶。本发明还涉及一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法。
【背景技术】
[0002]石化装置区含有大量的烃类物质如油、化学溶剂、易燃气体等，为了确保现场电气作业安全，需要采用可以长期承受烃类物质侵蚀老化而运行安全的电缆。现有技术采用的是密闭包铅护套电缆，抗腐蚀性能好，可以有效隔离烃类物质。但是此类电缆具有很大的弊端，重量重、外径大、不容易弯曲，使用场合受限、电缆终端处理复杂、浪费时间，同时铅护套含有大量的铅金属，有毒，对环境、人体健康危害大。
【发明内容】
[0003]本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供提供一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，采用该橡胶制成的电缆，与现有铅护套电缆耐烃类物质性能相当，但外径小、重量轻，弯曲半径小，终端处理简单，具有环境友好性，对人体健康无影响。
[0004]为解决以上技术问题，本发明提供的一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3~7份；环氧大豆油:2~3份；硬脂酸钡:0.6^1份；三盐基硫酸铅1.5份；二酚基丙烷:0.05、.1份；三氧化二锑:3飞份；氯化石蜡-52:
0.1~0.5份；二茂铁:0.3~0.5份。
·[0005]相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果:⑴聚氯乙烯树脂的平均聚合度越大，树脂的耐热性能、抗拉强度等越优异，但脆化温度会降低，影响耐低温性能，为了达到PVC塑料的优异综合性能，本发明采用PVC-SG2优等品作为基料，其平均聚合度适宜，含有的杂质少纯度高，具有耐油、阻燃、耐老化、耐臭氧、机械强度高；本发明采用聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品和丁腈橡胶NBR 3305共混，以增强耐油和耐溶剂性能；丁腈橡胶随着其丙烯腈含量的增加，耐油性、耐溶剂性、机械强度、热老化性能得以增加；丁腈橡胶NBR 3305的丙烯腈含量高，可达32%~35%，具有耐热老化、耐油、耐溶剂性能，且具有不迁移、不挥发、不为油和溶剂萃取的特性，综合指标好；且丁腈橡胶NBR 3305与PVC-SG2分子量相当，并用可达到完全相容，改进聚氯乙烯的耐油和耐溶剂性能，但耐寒性能差，需要通过耐寒增塑剂改善耐低温性能。⑵己二酸丙二醇聚酯作为增塑剂，分子量大，挥发性低，迁移性小，耐油和耐肥皂水抽出，耐热性好。⑶环氧大豆油兼具增塑剂和稳定剂的作用，具有优良的耐热、耐光性能、相容性好、挥发性低、不易被抽出，并有良好的电绝缘性能和较好的耐寒性，无毒，可以改善丁腈橡胶NBR 3305造成混合料耐低温性能差的弊端，与己二酸丙二醇聚酯并用可同时实现耐热、耐寒，并改善加工工艺。⑷聚氯乙烯在空气中长期受光或较高温度作用下易产生分解，释放出氯化氢，而氯化氢本身又是一种促进分解的催化剂，为此需要加入稳定剂阻止或延缓PVC的分解。本发明的硬脂酸钡可以兼做稳定剂和润滑剂，无污染性，三盐基性硫酸铅作为稳定剂具有优良的耐热性和电绝缘性能，耐光性好，吸水性小，对氯化氢的吸收力大，遮光性好，耐大气老化性好；与硬脂酸钡共用可提高电绝缘性能和耐老化性能。(5)现有技术中的防老剂以二酚基丙烷对PVC的长期防老化效果最好，其为无色结晶粉末，不溶于水，兼具稳定剂、抗氧剂和增塑剂的作用，可以起到防止聚氯乙烯的氧化裂解，保护增塑剂免受氧化，使混炼料具有防冲击性。(6)三氧化二锑和氯化石蜡-52作为阻燃剂，二者并用可以发回覆盖效应，增强阻燃性能；三氧化二锑为白色、无毒、无嗅粉末，其与氯化石蜡燃烧时生成氯化锑而起覆盖效应和稀释效应，使材料与空气隔绝，达到阻燃效果，但三氧化二锑燃烧时发烟量大，而且其产生的酸性气体具有腐蚀性，为此需要添加消烟抑酸剂。同时氯化石蜡价格低廉，且具有润滑剂的作用，使混炼料易于加工，提高加工速率，防止塑料加工时与设备或其他表面的粘附，以使混炼料加工过程中具有良好的离辊性和脱模性，保证制品的表面光洁度，同时可降低塑料的内部摩擦和熔融时的流动粘度，防止因强烈的内摩擦导致制品过热。⑴二茂铁作为消烟抑酸剂，为橙色粉末，化学稳定性好，耐温高，可达400°C，其在混炼料燃烧分解出氯化氢时可迅速转化为a _Fe203，对炭化起催化灼烧使生成CO和C02，从而减少烟黑的生成。
[0006]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3份；环氧大豆油:2份；硬脂酸钡:0.6份；三盐基硫酸铅:1份；二酚基丙烷:0.05份；三氧化二锑:3份；氯化石蜡-52:0.1份；二茂铁:0.3份。
[0007]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:5份；环氧大豆油:
2.5份；硬脂酸钡:0.8份；三盐基硫酸铅:1.2份；二酚基丙烷:0.08份；三氧化二锑:4份；氯化石蜡-52:0.3份；二茂铁:0.4份。
[0008]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:7份；环氧大豆油:3份；硬脂酸钡:1份；三盐基硫酸铅:1.5份；二酚基丙烷:0.1份；三氧化二锑:5份；氯化石蜡-52:0.5份;二茂铁:0.5份。
[0009]本发明的另一个目的在于，提供一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，采用该橡胶制成的电缆，与现有铅护套电缆耐烃类物质性能相当，但外径小、重量轻，弯曲半径小，终端处理简单，具有环境友好性，对人体健康无影响。
[0010]为解决以上技术问题，本发明提供一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，所述橡胶的制造步骤如下:(I)按以下组分及重量含量准备原料，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3~7份；环氧大豆油:2~3份；硬脂酸钡 :0.6^1份；三盐基硫酸铅:广1.5份；二酚基丙烷:0.05、.1份；三氧化二锑:3~5份；氯化石蜡-52:0.1~0.5份；二茂铁:0.3~0.5份；(2)先将丁腈橡胶NBR3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品混炼4飞分钟，接着依次加入三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、二酚基丙烷、己二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、三氧化二锑、氯化石蜡-52和二茂铁，继续密炼8~10分钟出料，密炼机温度为140°C ^150°C，最后在温度为130°C~150°C的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。[0011]相对于现有技术，本发明制造而成的橡胶取得的有益效果如上所述。
[0012]作为本发明的优选方案，所述橡胶采用冷喂料方式从双螺杆挤出机上挤出，螺杆的长径比为(15~20):1，挤出时的机身温度一区为130±5°C，二区为140±5°C，三区为150±5°C，四区为155±5°C，五区为160±5°C，机头为170±5°C，法兰为160±5°C，挤塑机螺杆采用风冷却，挤出塑料采用分段式水冷却，从接近挤出机部位开始将冷却水槽分为3段，水温逐渐降低到室温。
[0013]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3份；环氧大豆油:2份；硬脂酸钡:0.6份；三盐基硫酸铅:1份；二酚基丙烷:0.05份；三氧化二锑:3份；氯化石蜡-52:0.1份；二茂铁:0.3份。
[0014]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:5份；环氧大豆油:2.5份；硬脂酸钡:0.8份；三盐基硫酸铅:1.2份；二酚基丙烷:0.08份；三氧化二锑:4份；氯化石蜡-52:0.3份；二茂铁:0.4份。
[0015]作为本发明的优选方案，所述橡胶的原料组分及重量含量如下:聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:7份；环氧大豆油:3份；硬脂酸钡:1份；三盐基硫酸铅:1.5份；二酚基丙烷:0.1份；三氧化二锑:5份；氯化石蜡-52:0.5份;二茂铁:0.5份。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
橡胶的制备步骤如下:((1)按以下组分及重量含量准备原料，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3份；环氧大豆油:2份；硬脂酸钡:0.6份；三盐基硫酸铅:1份；二酚基丙烷:0.05份；三氧化二锑:3份；氯化石蜡-52:0.1份；二茂铁:0.3份。
[0017](2)先将丁腈橡胶NBR 3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品混炼4分钟，接着依次加入三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、二酚基丙烷、己二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、三氧化二锑、氯化石蜡-52和二茂铁，继续密炼8分钟出料，密炼机温度为140°C，最后在温度为130°C的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。
[0018]所述橡胶采用冷喂料方式从双螺杆挤出机上挤出，螺杆的长径比为15:1，挤出时的机身温度一区为125°C，二区为135°C，三区为145°C，四区为150°C，五区为155°C，机头为165°C，法兰为155°C，挤塑机螺杆采用风冷却，挤出塑料采用分段式水冷却，从接近挤出机部位开始将冷却水槽分为3段，水温逐渐降低到室温。
[0019]实施例二
橡胶的制备步骤如下:((1)按以下组分及重量含量准备原料，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:5份；环氧大豆油:2.5份；硬脂酸钡:0.8份；三盐基硫酸铅:1.2份；二酚基丙烷:0.08份；三氧化二锑:4份；氯化石蜡-52:0.3份；二 茂铁:0.4份。
[0020](2)先将丁腈橡胶NBR 3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品混炼5分钟，接着依次加入三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、二酚基丙烷、己二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、三氧化二锑、氯化石蜡-52和二茂铁，继续密炼9分钟出料，密炼机温度为145°C，最后在温度为140°C的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。
[0021]所述橡胶采用冷喂料方式从双螺杆挤出机上挤出，螺杆的长径比为18:1，挤出时的机身温度一区为130°C，二区为140°C，三区为150°C，四区为155°C，五区为160°C，机头为170°C，法兰为160 V，挤塑机螺杆采用风冷却，挤出塑料采用分段式水冷却，从接近挤出机部位开始将冷却水槽分为3段，水温逐渐降低到室温。
[0022]实施例三
橡胶的制备步骤如下:((1)按以下组分及重量含量准备原料，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:7份；环氧大豆油:3份；硬脂酸钡:1份；三盐基硫酸铅:1.5份；二酚基丙烷:0.1份；三氧化二锑:5份；氯化石蜡-52:
0.5份；二茂铁:0.5份。
[0023](2)先将丁腈橡胶NBR 3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品混炼6分钟，接着依次加入三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、二酚基丙烷、己二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、三氧化二锑、氯化石蜡-52和二茂铁，继续密炼10分钟出料，密炼机温度为150°C，最后在温度为150°C的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。
[0024]所述橡胶采用冷喂料方式从双螺杆挤出机上挤出，螺杆的长径比为20:1，挤出时的机身温度一区为135°C，二区为145°C，三区为155°C，四区为160°C，五区为165°C，机头为175°C，法兰为165°C，挤塑机螺杆采用风冷却，挤出塑料采用分段式水冷却，从接近挤出机部位开始将冷却水槽分为3段，水温逐渐降低到室温。
[0025]对采用实施例一至实施例三的橡胶制成的内衬层和外护套进行耐油性能测试，测试方法按照DIN 57207的方法进行，浸 入温度90±1°C的IRM 903热油中50周，与老化前相比内衬层和外护套的抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率均不大于25%。浸入温度90±1°C的IRM 903热油中72周，与老化前相比内衬层和外护套的抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率均不大于50% ;尼龙弹性体内护套抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率均不大于20%。
对采用实施例一至实施例三的橡胶制成的内衬层和外护套进行耐溶剂性能测试，测试方法按照DIN 57207的方法进行，浸入温度90 ± I °C的20#柴油燃料中50周，与老化前相比内衬层和外护套的抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率均不大于25%。浸入温度90±1°C的20#柴油燃料中72周，与老化前相比内衬层和外护套的抗拉强度变化率和断裂伸长率变化率均不大于40%。
[0026]聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品采用GB/T 5761-2006标准中的PVC-SG2优等品，可以选用东台市海州化工物资有限公司的产品；丁腈橡胶NBR 3305可采用兰州石化有限公司或上海鸿耀实业有限公司的产品；己二酸丙二醇聚酯可以选用上海江莱生物科技有限公司的产品；环氧大豆油可以选用天津国隆化工有限公司的产品；三盐基硫酸铅可以选用济南嘉裕化工有限公司的产品；硬脂酸钡可以选用高密市长春助剂有限公司的产品；二酚基丙烷可以选用上海劲马ELISA试剂盒供应商的产品；三氧化二锑可以选用益阳市长塘锑业有限公司的产品；氯化石蜡-52又称氯代烷烃52、氯代烷烃-52、氯代烷烃-52#、氯蜡-52、52型氯化石蜡，简称CP-52，分子式C15H26C17，可以选用河南省荥阳丰田化工有限公司的产品；二茂铁分子式为Fe(C5H5)2，可以选用济南嘉峪化工有限公司的产品。本发明所用原料，除以上厂家外，均可以选用市场上其它符合要求的同类产品。
[0027]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求`的保护范围。
【权利要求】
1.一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3~7份；环氧大豆油:2~3份；硬脂酸钡:0.6~1份；三盐基硫酸铅:广1.5份；二酚基丙烷:0.05~0.1份；三氧化二锑:3~5份；氯化石蜡-52:0.1~0.5份；二茂铁:0.3~0.5份。
2.根据权利要求1所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3份；环氧大豆油:2份；硬脂酸钡:0.6份；三盐基硫酸铅:1份；二酚基丙烷:0.05份；三氧化二锑:3份；氯化石蜡-52:0.1份；二茂铁:0.3份。
3.根据权利要求1所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:5份；环氧大豆油:2.5份；硬脂酸钡:0.8份；三盐基硫酸铅:1.2份；二酚基丙烷:0.08份；三氧化二锑:4份；氯化石蜡-52:0.3份；二茂铁:0.4份。
4.根据权利要求1所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:7份；环氧大豆油:3份；硬脂酸钡:1份；三盐基硫酸铅:1.5份；二酚基丙烷:0.1份；三氧化二锑:5份；氯化石蜡-52:0.5份；二茂铁:0.5份。
5.一种石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，其特征是，所述橡胶的制造步骤如下:(1)按以下组分及重量含量准备原料，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3~7份；环氧大豆油:2~3份；硬脂酸钡:0.6~1份；三盐基硫酸铅:1~1.5份；二酚基丙烷:0.05、.1份；三氧化二锑:3飞份；氯化石蜡-52:0.1~0.5份；二茂铁:0.3~0.5份；(2)先将丁腈橡胶NBR 3305投入密炼机塑炼2分钟，然后加入聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品混炼4飞分钟，接着依次加入三盐基硫酸铅、硬脂酸钡、二酚基丙烷、己二酸丙二醇聚酯、环氧大豆油、三氧化二锑、氯化石蜡-52和二茂铁，继续密炼8~10分钟出料，密炼机温度为140°C~150°C，最后在温度为130°C~150°C的双螺杆造粒机上挤出造粒、冷却备用。
6.根据权利要求5所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，其特征是，所述橡胶采用冷喂料方式从双螺杆挤出机上挤出，螺杆的长径比为(15~20):1，挤出时的机身温度一区为130±5°C，二区为140±5°C，三区为150±5°C，四区为155±5°C，五区为160 ±5 °C，机头为170 ±5 °C，法兰为160 ± 5 °C，挤塑机螺杆采用风冷却，挤出塑料采用分段式水冷却，从接近挤出机部位开始将冷却水槽分为3段，水温逐渐降低到室温。
7.根据权利要求5所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:3份；环氧大豆油:2份；硬脂酸钡:0.6份；三盐基硫酸铅:1份；二酚基丙烷:0.05份；三氧化二锑:3份；氯化石蜡-52:0.1份；二茂铁:0.3份。
8.根据权利要求5所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:5份；环氧大豆油:2.5份；硬脂酸钡:0.8份；三盐基硫酸铅:1.2份；二酚基丙烷:0.08份；三氧化二锑:4份；氯化石蜡-52:0.3份；二茂铁:0.4 份。
9.根据权利要求5所述的石化装置用耐烃类物质老化电缆护套橡胶的制造方法，其特征是，所述橡胶的原料组分及重量含量如下，聚氯乙烯树脂PVC-SG2优等品:15份；丁腈橡胶NBR 3305:5份；己二酸丙二醇聚酯:7份；环氧大豆油:3份；硬脂酸钡:1份；三盐基硫酸铅:1.5份；二酚基丙烷:0.1份；三氧化二锑:5份；氯化石蜡-52:0.5份；二茂铁:0.5份。
【文档编号】C08L9/02GK103589097SQ201310551563
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】李永江, 韦长天, 董德文 申请人:江苏远洋东泽电缆股份有限公司