一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料的制作方法

文档序号:15174594发布日期:2018-08-14 18:17阅读:188来源:国知局
本发明涉及一种电缆料,具体是一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料。
背景技术
:电缆在通讯、电力等领域的应用非常广泛,但是,由于电缆属于可燃物质,因此,随着电气火灾事故的频繁发生,电缆的阻燃问题已经引起了世界各国的重视。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险的因素,在火灾中妨碍人们的安全撤离和灭火工作,使生命财产遭到严重损失。近年来,电缆的老化引起的火灾越来越多,因此,电缆的耐候性改进也成为了人们的研究重点。为了降低火灾的发生率以及发生火灾时的死亡率,低烟、阻燃、耐候、环保成为了电线电缆行业的发展方向。电缆材料的阻燃可以通过用化学或物理的方法,改变聚合物的组成结构,以达到阻燃效果,如:在聚合物分子中加入起着阻燃作用的元素,如溴、氯、磷、锑、硼等;用化学交联或辐照交联,使线性聚合物大分子变成具有三度空间网状、体型结构的物质,提高其热稳定性和成炭性。也可以通过添加阻燃剂到基体聚合物中,燃烧时,阻燃成分以不同的方式与机制在聚合物燃烧的不同区域进行阻燃。阻燃剂进行阻燃的方式有如下几种:(1)气相阻燃,即在气相中抑制聚合物燃烧反应中起链增长作用的自由基,从而达到阻燃效果。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基,从而阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。(2)凝聚相阻燃,即在固相中阻止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体,从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下形成熔融玻璃状物质或泡沫炭层覆盖在聚合物表面,隔绝热量和氧气,阻止可燃气体向外逸出,从而达到阻燃目的。(3)中断热交换,即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上使聚合物不断分解,从而达到阻燃效果。阻燃剂在高温下发生强烈的吸热反应,吸收燃烧放出的部分热量,降低可燃物表面的温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延。阻燃剂受热释放出不燃气体,将可燃物分解出来的可燃气体稀释,使可燃气体的浓度降低到燃烧极限以下;同时该不燃气体也降低了燃烧区内的氧气浓度,抑制了燃烧继续进行,以达到阻燃的作用。(4)成炭作用,即在聚合物热降解时生成炭,可减少挥发物的产生,且粘性的炭层覆盖在聚合物表面,使聚合物同火焰隔绝。(5)协同效应,即各组分的共同效果大于各组分的单独作用之和。协同效应最典型的是锑卤协同效应,氧化锑(常用形态sb:o。)与含氯或含溴阻燃剂并用。在气相,氧化锑与卤素生成三卤化锑,而三卤化锑是火焰的抑制剂,它捕捉火焰中的h·、ho·等自由基,三卤化锑蒸汽可较长时间停留在燃烧区,稀释可燃性气体,并覆盖在聚合物表面而隔热,降低聚合物分解温度、分解速度,生成的炭层可将聚合物封闭,阻止可燃性气体逸出。然而目前的这些方法制备的电缆料的阻燃效果并不是很理想,而且,阻燃的方式比较单一,所以效果有限,如采用成炭作用,通常成炭量增加1/3,则生烟量减少1/2,欲使材料的阻燃级别达到ul94,v-0,成炭量至少应达到30%,但成炭后表面炭化的部分很容易脱落,脱落后便会降低阻燃性能,造成继续燃烧,即便停止燃烧,成炭部位掉落后,电缆内部的导电部位很容易接触,诱发短路,因此,目前的电缆料存在很大的改进空间。技术实现要素:本发明的目的在于,提供一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:为解决上述技术问题,本发明的技术方案是一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料,由以下重量份的原料制成:醋酸乙烯脂,25~35;硅橡胶,15~25;氧化锑,15~20;硼酸锌,15~20;磷酸三甲苯酯,4~6;氢氧化铝,4~6;红磷,4~6;硅藻土,8~12;直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维,10~20份;促进剂tmtd,1~2;氧化镁,4~6。上述无卤低烟阻燃橡胶电缆料,制备方法为:(1)按重量份取醋酸乙烯脂、硅橡胶、氧化锑、硼酸锌、磷酸三甲苯酯投入密炼机中,塑炼18~20min,当密炼机温度达到160~170℃时,开始出料,待塑炼料冷却后,送入密炼机中;(2)再加入重量份的氢氧化铝、红磷、硅藻土、直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维、促进剂tmtd、氧化镁混炼8~10min,待密炼温度达到135~145℃时,开始出料,即得无卤低烟阻燃橡胶电缆料。由于采用以上技术方案,本发明的电缆料具有良好的机械性能,而且实现了氧化锑与非卤协同效应,具有良好的阻燃性能,制成电缆后,燃烧成炭后牢固的附着在电缆芯表面,使炭化层不易脱落,使进一步热降解变得困难,最终起到阻燃作用,此外,炭层还能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。阻燃性能测定:安全标准达到ul910;安全标准ul910规定,实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样,用87.9kw煤气本生灯(300,000btu/hr)燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5,平均密度值最大为0.15。本发明实测:用87.9kw煤气本生灯(300,000btu/hr)燃烧20分钟,火焰没有延伸到距煤气本生灯火焰前端4英尺以外。光密度的峰值最大为0.44~0.46,平均密度值最大为0.12~0.14。具体实施方式实例1一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料,由以下重量份的原料制成:醋酸乙烯脂,25;硅橡胶,15;氧化锑,15;硼酸锌,15;磷酸三甲苯酯,4;氢氧化铝,4;红磷,4;硅藻土,8;直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维,10份;促进剂tmtd,1;氧化镁,4,且上述碳纤维由长度大于1cm的碳纤维经碳纤维切断机切割而成。上述无卤低烟阻燃橡胶电缆料,制备方法为:(1)按重量份取醋酸乙烯脂、硅橡胶、氧化锑、硼酸锌、磷酸三甲苯酯投入密炼机中,塑炼19min,当密炼机温度达到165℃时,开始出料,待塑炼料冷却后,送入密炼机中;(2)再加入重量份的氢氧化铝、红磷、硅藻土、直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维、促进剂tmtd、氧化镁混炼9min,待密炼温度达到140℃时,开始出料,即得无卤低烟阻燃橡胶电缆料。本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。表1表2检测项目要求实测(样件1)实测(样件2)粘合强度kn/m≥34.914.92低温(-40℃×24h)无裂纹无裂纹无裂纹脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1hz介质:空气)循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹阻燃性能测定:用87.9kw煤气本生灯(300,000btu/hr)燃烧20分钟,火焰没有延伸到距煤气本生灯火焰前端4英尺以外。光密度的峰值最大为0.44,平均密度值最大为0.12。实例2一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料,由以下重量份的原料制成:醋酸乙烯脂,35;硅橡胶,25;氧化锑,20;硼酸锌,20;磷酸三甲苯酯,6;氢氧化铝,6;红磷,6;硅藻土,12;直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维,20份;促进剂tmtd,2;氧化镁,6,且上述碳纤维由长度大于1cm的碳纤维经碳纤维切断机切割而成。上述无卤低烟阻燃橡胶电缆料,制备方法为:(1)按重量份取醋酸乙烯脂、硅橡胶、氧化锑、硼酸锌、磷酸三甲苯酯投入密炼机中,塑炼19min,当密炼机温度达到165℃时,开始出料,待塑炼料冷却后,送入密炼机中;(2)再加入重量份的氢氧化铝、红磷、硅藻土、直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维、促进剂tmtd、氧化镁混炼9min,待密炼温度达到140℃时,开始出料,即得无卤低烟阻燃橡胶电缆料。本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。表1表2检测项目要求实测(样件1)实测(样件2)粘合强度kn/m≥34.854.87低温(-40℃×24h)无裂纹无裂纹无裂纹脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1hz介质:空气)循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹阻燃性能测定:用87.9kw煤气本生灯(300,000btu/hr)燃烧20分钟,火焰没有延伸到距煤气本生灯火焰前端4英尺以外。光密度的峰值最大为0.46,平均密度值最大为0.14。实例3一种无卤低烟阻燃橡胶电缆料,由以下重量份的原料制成:醋酸乙烯脂,30;硅橡胶,20;氧化锑,18;硼酸锌,18;磷酸三甲苯酯,5;氢氧化铝,5;红磷,5;硅藻土,10;直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维,15份;促进剂tmtd,2;氧化镁,5,且上述碳纤维由长度大于1cm的碳纤维经碳纤维切断机切割而成。上述无卤低烟阻燃橡胶电缆料,制备方法为:(1)按重量份取醋酸乙烯脂、硅橡胶、氧化锑、硼酸锌、磷酸三甲苯酯投入密炼机中,塑炼19min,当密炼机温度达到165℃时,开始出料,待塑炼料冷却后,送入密炼机中;(2)再加入重量份的氢氧化铝、红磷、硅藻土、直径为5μm长度为0.5cm的碳纤维、促进剂tmtd、氧化镁混炼9min,待密炼温度达到140℃时,开始出料,即得无卤低烟阻燃橡胶电缆料。本实施例的电缆套管试验结果见表1、表2。表1表2检测项目要求实测(样件1)实测(样件2)粘合强度kn/m≥34.884.87低温(-40℃×24h)无裂纹无裂纹无裂纹脉冲试验(内部温度:180℃,外部温度:100℃,试验压力:2.5bar,频率:0.5~1hz介质:空气)循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹循环20万次,无裂纹阻燃性能测定:用87.9kw煤气本生灯(300,000btu/hr)燃烧20分钟,火焰没有延伸到距煤气本生灯火焰前端4英尺以外。光密度的峰值最大为0.45,平均密度值最大为0.13。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。当前第1页12
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