一种高强度高阻燃电缆护套材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆材料技术领域，具体是一种高强度高阻燃电缆护套材料及其制备 方法和应用。
【背景技术】
[0002] 电缆，通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每 组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具 有内通电，外绝缘的特征。随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛 的应用。
[0003] 电缆通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆，每组导 线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的护套层，为了保护城 乡居住和投资环境，减少架空电力电缆输电线路达到美化城市的目的，电力电缆输电线已 从架空进入埋地，电缆的地下对电缆外层护套的撕裂强度及耐磨性能具有较高要求，随着 电缆使用时间的延长且受电缆存放空间的限制其散热性差。
[0004] 另外，随着露天煤矿和井下矿用电动采煤机械的发展，对矿用电缆的性能要求也 更为严格，不仅要求电缆的绝缘层有优异的电气性能，同时要求护套材料拥优良的物理机 械性能，如拉伸强度、断裂伸长率高；进一步来说，矿井中不可避免的存在瓦斯气体，具有燃 烧爆炸的危险，采矿井中需敷设数量很大的各种电缆来提供电能、控制讯号和监测，要求电 缆护套具有难燃和不延燃的性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种较好的耐低温性能且操作性强的高强度高阻燃电缆 护套材料及其制备方法和应用，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份的原料组成：石英粉30-40 份、阻燃剂25-30份、天然橡胶20-25份、氯磺化聚乙烯15-20份、三元乙丙橡胶15-20份、氯 丁橡胶15-20份、增容剂CPE-g-MAH6-10份、聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂7-9份、炭黑6-8 份、沉淀法白炭黑6-8份、稳定剂4-8份、碳酸钙3-5份、三乙醇胺2-4份、硫化剂2-4份、防 老剂1-2份、三氧化二锑1-2份、硬脂酸0. 4-0. 6份。
[0008] 作为本发明进一步的方案：所述高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份 的原料组成：石英粉32-38份、阻燃剂26-29份、天然橡胶21-24份、氯磺化聚乙烯16-19 份、三元乙丙橡胶16-19份、氯丁橡胶16-19份、增容剂CPE-g-MAH7-9份、聚烯烃与聚氯乙 烯功能改性剂7. 5-8. 5份、炭黑6. 5-7. 5份、沉淀法白炭黑6. 5-7. 5份、稳定剂5-7份、碳酸 钙3. 5-4. 5份、三乙醇胺2. 5-3. 5份、硫化剂2. 5-3. 5份、防老剂1. 2-1. 8份、三氧化二锑 1. 2-1. 8 份、硬脂酸 0. 45-0. 55 份。
[0009] 作为本发明进一步的方案：所述高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份 的原料组成：石英粉35份、阻燃剂28份、天然橡胶22份、氯磺化聚乙烯18份、三元乙丙橡 胶18份、氯丁橡胶18份、增容剂CPE-g-MAH8份、聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂8份、炭黑 7份、沉淀法白炭黑7份、稳定剂6份、碳酸|丐4份、三乙醇胺3份、硫化剂3份、防老剂1. 5 份、三氧化二锑1. 5份、硬脂酸0. 5份。
[0010] 作为本发明进一步的方案：所述增容剂CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料组 成：氯化聚乙烯90-110份、马来酸酐6-10份、氧化二异丙苯0. 5-0. 7份。
[0011] 作为本发明进一步的方案：所述增容剂CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料组 成：氯化聚乙烯95-105份、马来酸酐7-9、氧化二异丙苯0. 55-0. 65份。
[0012] 作为本发明进一步的方案：所述增容剂CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料组 成：氯化聚乙烯100份、马来酸酐8份、氧化二异丙苯0. 6份。
[0013] 所述高强度高阻燃电缆护套材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0014] (1)按照重量份称取各原料；
[0015] (2)将氯化聚乙烯、马来酸酐和氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均匀，将氯化聚 乙烯共混物加入温度为140-160°C、转速为25-45r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反 应，得到增容剂CPE-g-MAH ;
[0016] (3)打开密炼机并预热至55_60°C，将氯丁橡胶、天然橡胶和三元乙丙橡胶投入密 炼机中密炼l_2min，待温度升至75-80°C时投入氯磺化聚乙稀进行密炼3-4min得到主料；
[0017] (4)在所述密炼机中再加入所述聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂、碳酸钙、防老剂、 三乙醇胺、三氧化二锑和硬脂酸混炼2-3min ;
[0018] (5)在所述密炼机中再加入石英粉、阻燃剂、增容剂CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和稳定剂，混炼l_2min后形成混炼胶料，该混炼胶料在温度达到90-100°C时从密炼机中 排出；
[0019] (6)排出的所述混炼胶料在开炼机上薄通1-2次，并摆胶2-3次，接着在三辊压延 机上压延，不开条出片；
[0020] (7)压延后的混炼胶料室温存放8-10h，然后放入密炼机混炼，混炼温度达到 100-120°C时加入所述硫化剂，接着混炼0. 5-1. 5min，然后排出混炼胶料；
[0021] (8)该混炼胶料在开炼机上薄通1-2次，并摆胶2-3次，接着在三辊压延机上开条 出片，输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
[0022] 作为本发明再进一步的方案：所述高强度高阻燃电缆护套材料在制备电缆材料中 的应用。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024] 本发明通过合理添加控制护套料的内部组分及控制内部组分之间的配比，制得的 材料阻燃性能优异，具有低毒及低腐蚀性能及良好的电气性能，具有柔软性能好、抗冲击性 强、交联密度高、拉伸强度较高，物理机械性能好，性能稳定，使用寿命长，胶料混炼容易，并 可大大改善胶料性能。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0026] 实施例1
[0027] 本发明实施例中，一种高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份的原料组 成：石英粉30份、阻燃剂25份、天然橡胶20份、氯磺化聚乙烯15份、三元乙丙橡胶15份、 氯丁橡胶15份、增容剂CPE-g-MAH6份、聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂7份、炭黑6份、沉淀 法白炭黑6份、稳定剂4份、碳酸钙3份、三乙醇胺2份、硫化剂2份、防老剂1份、三氧化二 锑1份、硬脂酸〇. 4份；所述增容剂CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料组成：氯化聚乙烯 90份、马来酸酐6份、氧化二异丙苯0. 5份。
[0028] 所述高强度高阻燃电缆护套材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0029] (1)按照重量份称取各原料；
[0030] (2)将氯化聚乙烯、马来酸酐和氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均匀，将氯化聚 乙烯共混物加入温度为140°C、转速为25r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反应，得到增 容剂 CPE-g-MAH ;
[0031] (3)打开密炼机并预热至55°C，将氯丁橡胶、天然橡胶和三元乙丙橡胶投入密炼 机中密炼lmin，待温度升至75°C时投入氯磺化聚乙稀进行密炼3min得到主料；
[0032] (4)在所述密炼机中再加入所述聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂、碳酸钙、防老剂、 三乙醇胺、三氧化二锑和硬脂酸混炼2min ;
[0033] (5)在所述密炼机中再加入石英粉、阻燃剂、增容剂CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和稳定剂，混炼Imin后形成混炼胶料，该混炼胶料在温度达到90°C时从密炼机中排出；
[0034] (6)排出的所述混炼胶料在开炼机上薄通1次，并摆胶2次，接着在三辊压延机上 压延，不开条出片；
[0035] (7)压延后的混炼胶料室温存放8h，然后放入密炼机混炼，混炼温度达到100°C时 加入所述硫化剂，接着混炼〇. 5min，然后排出混炼胶料；
[0036] (8)该混炼胶料在开炼机上薄通1次，并摆胶2次，接着在三辊压延机上开条出片， 输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
[0037] 实施例2
[0038] 本发明实施例中，一种高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份的原料组 成：石英粉35份、阻燃剂28份、天然橡胶22份、氯磺化聚乙烯18份、三元乙丙橡胶18份、 氯丁橡胶18份、增容剂CPE-g-MAH8份、聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂8份、炭黑7份、沉淀 法白炭黑7份、稳定剂6份、碳酸|丐4份、三乙醇胺3份、硫化剂3份、防老剂1. 5份、三氧化 二锑1. 5份、硬脂酸0. 5份；所述增容剂CPE-g-MAH由以下按照重量份的原料组成：氯化聚 乙烯100份、马来酸酐8份、氧化二异丙苯0. 6份。
[0039] 所述高强度高阻燃电缆护套材料的制备方法，由以下步骤组成：
[0040] (1)按照重量份称取各原料；
[0041] (2)将氯化聚乙烯、马来酸酐和氧化二异丙苯在双辊开炼机上混炼均匀，将氯化聚 乙烯共混物加入温度为150°C、转速为35r/min的转矩流变仪中进行熔融接枝反应，得到增 容剂 CPE-g-MAH ;
[0042] (3)打开密炼机并预热至58°C，将氯丁橡胶、天然橡胶和三元乙丙橡胶投入密炼 机中密炼I. 5min，待温度升至78°C时投入氯磺化聚乙稀进行密炼3. 5min得到主料；
[0043] (4)在所述密炼机中再加入所述聚烯烃与聚氯乙烯功能改性剂、碳酸钙、防老剂、 三乙醇胺、三氧化二锑和硬脂酸混炼2. 5min ;
[0044] (5)在所述密炼机中再加入石英粉、阻燃剂、增容剂CPE-g-MAH、炭黑、沉淀法白炭 黑和稳定剂，混炼I. 5min后形成混炼胶料，该混炼胶料在温度达到95°C时从密炼机中排 出；
[0045] (6)排出的所述混炼胶料在开炼机上薄通2次，并摆胶3次，接着在三辊压延机上 压延，不开条出片；
[0046] (7)压延后的混炼胶料室温存放9h，然后放入密炼机混炼，混炼温度达到IKTC时 加入所述硫化剂，接着混炼Imin，然后排出混炼胶料；
[0047] (8)该混炼胶料在开炼机上薄通2次，并摆胶3次，接着在三辊压延机上开条出片， 输出的橡页经过冷却辊冷却，过滑石粉箱后，即制得成品。
[0048] 实施例3
[0049] 本发明实施例中，一种高强度高阻燃电缆护套材料，由以下按照重量份的原料组 成：石英粉40份、阻燃剂30份、天然橡胶25份、氯磺化聚乙烯20份、