專利名稱：氯化聚乙烯阻燃護套料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電線電纜加工領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明是一種氯化聚 乙烯阻燃護套料組合物。
背景技術(shù)：
目前，CPE (氯化聚乙烯)在電纜領(lǐng)域存在的主要問題是CPE (氯化聚乙烯)系列配方問題無論CPE絕緣橡膠還是護套橡皮，國 內(nèi)各廠家的具體應(yīng)用中都存在配方不成熟這方面的問題，以至產(chǎn)品質(zhì) 量出起泡、起孔和破口等不合格問題，從而不僅無法大量運用CPE， 而且反而因廢品增多增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺點，提出了一種氯化聚乙烯阻燃護套料組合 物，適合于煤礦用阻燃電纜、船用電纜等阻燃要求較高電纜做護套用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種氯化聚乙烯阻燃護套料組合物，包含以下重量份的成分 氯化聚乙烯100份
復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS 5-8份 高性能復(fù)合阻燃劑HZR-2 25-30份 噻二唑類衍生物硫化劑3-5份 醛胺縮合物促進劑 1.5-2份。
噻二唑類衍生物硫化劑優(yōu)先選擇噻二唑1680。醛胺縮合物促進 劑優(yōu)先選擇促進劑VOR240。
該氯化聚乙烯阻燃護套料組合物，還包含以下重量份的成分活性劑RA 5-6份 表面處理劑ZnSt 1-2份 防老劑RD 1-2份 加工助劑WB222 2-3份 微晶石蠟2-3份 活性氧化鎂 10-12份 三辛酯TOTM 20-25份 納米高活性白炭黑20-25份 白滑石20-30份 納米碳酸鈣 20-25份。
一種阻燃電纜，由電纜線芯和上述的電纜用阻燃護套料組合物制成。
氯化聚乙烯優(yōu)先選擇CPE135B。 CPE135B為無規(guī)結(jié)構(gòu)的飽和性、 熱塑性體，幾乎無結(jié)晶。它具有較低的塑化溫度及門尼粘度，加工性 能優(yōu)良，從而賦于制品以優(yōu)異的耐候、耐屈撓、阻燃性。
復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS，是采用稀土為主要原料，與一種或數(shù) 種陰離子基團絡(luò)合或協(xié)同劑調(diào)優(yōu)復(fù)配而成的。它具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定 性，用量少，穩(wěn)定效果好，加工性能優(yōu)，還具有獨特的偶聯(lián)增溶和內(nèi) 增塑增韌、獨特的偶聯(lián)增容作用、增塑及增韌作用、優(yōu)良的透明性、 獨特的增艷功能、優(yōu)異的耐候性、優(yōu)異的電絕緣性能，并且無毒。外 觀白色片狀或微黃片狀，稀土氧化物〉10.0%，加熱減量<2.0%， 初熔點〉7(TC。
HZR-2型阻燃劑，是一種復(fù)合型阻燃劑，由沈陽新異阻燃材料廠 生產(chǎn)，為白色粉末，具有阻燃效率高、易分散，能提高CPE橡膠的阻燃性、抗撕強度、燃燒時透光率高、不產(chǎn)生有害氣體，屬環(huán)保型阻燃 劑。
三辛酯TOTM，即偏苯三酸三辛酯，起增塑的作用。 防老劑RD，即2,2,4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體。 活性氧化鎂根據(jù)吸碘值分為高活性(超輕質(zhì))、中活性(中輕質(zhì))
和低活性(輕質(zhì))三種，其吸碘值分別為每克MgO120 18(K 50
80、 19 43mgl2。本發(fā)明優(yōu)先選擇高活性氧化鎂，其吸碘值為每克
MgO120 180mgI2。
本發(fā)明找到了產(chǎn)品起泡、起孔和破口等問題的原因，并提出了有
效的解決方案。
原因
① 目前CPE配方一般都使用過氧化物硫化劑(如DCP)，在酸 性介質(zhì)或不飽和鍵增塑劑中，高溫硫化時過氧化物易分解成丙烯基 苯、丙酮、苯酚和水等揮發(fā)性物質(zhì)，從而使膠層嚴(yán)重起泡、起孔、甚 至破口。
② 防老劑與過氧化物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，影響過氧化物與CPE充分 硫化，從而過氧化物分解揮發(fā)物更易引起膠層起泡、起孔、甚至破口。
③ 穩(wěn)定劑氧化鎂對CPE分解產(chǎn)生的HC1氣體吸收效果較差，從 而也使膠層起泡、起孔、甚至破口。
④ 橡膠電線電纜絕緣或護套生產(chǎn)為蒸汽連續(xù)硫化生產(chǎn)工藝，屬 無模硫化工藝。在高溫下絕緣或護套內(nèi)的揮發(fā)性分解物內(nèi)壓大于外 壓，引起膠層起泡、起孔、甚至破口。
實施前起泡、起孔和破口現(xiàn)狀① 25mm2以下小截面電纜上使用，其本不出現(xiàn)起泡、起孔和破 口現(xiàn)象。原因是絕緣或護套較薄，硫化時傳熱效率快，容易硫化定型， 揮發(fā)性物質(zhì)來不及對絕緣或護套造成破壞。
② 25mi^及以上大截面電纜上使用，絕緣或護套內(nèi)層斷面起孔 密集嚴(yán)重，達(dá)到100%，絕緣或護套外層表面起泡和破口現(xiàn)象密集嚴(yán) 重，達(dá)到50%左右，外層斷面沒有起孔現(xiàn)象?？偟膩碇v，基本上做不 出合格的成品電線電纜。
改進方案
① 硫化體系改進
采用噻二唑類衍生物硫化劑(噻二唑1680)和醛胺縮合物(促 進劑VOR240)促進劑組成硫化體系，它的優(yōu)點是可以采用無模硫化 工藝，在CPE混合物的加工過程中不會分解產(chǎn)生影響硫化定型的有 害物質(zhì)。
② 穩(wěn)定體系改進
釆用復(fù)合稀土穩(wěn)定劑(REC-LS)和氧化鎂(MgO)并用穩(wěn)定體 系，讓其發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，充分吸收高溫硫化時CPE分解產(chǎn)生的HC1 氣體分解物，并生成穩(wěn)定的金屬氯化物，不對絕緣或護套層產(chǎn)生破壞 作用。
實施后效果
不存在產(chǎn)品起泡、起孔和破口等問題。 本發(fā)明的優(yōu)點是
1.具有較全面的技術(shù)性能CPE有優(yōu)良的耐候、耐臭氧、耐熱
老化性、難燃性、耐藥品性和耐油性，與氯磺化聚乙烯(CSM)、氯丁橡膠(CR)、乙丙橡膠(EPR)性能近似，在許多場合下可替代CSM、 CR、 EPR,但我國生產(chǎn)的氯丁橡膠或氯磺化聚乙烯，污染嚴(yán)重，能 耗大，價格昂貴，在使用中還時常出現(xiàn)這樣或那樣的質(zhì)量問題，而 CPE除具有上述優(yōu)點外，它還具有貯存數(shù)年不變質(zhì)的特點。
具體性能如下-A機械性能
a老化前(硫化條件為160°C， 30min):抗拉強度TS=11.9N/mm2 ; 斷裂伸長率EB=420%，抗撕性能TN=8.0 N/mm。
b空氣箱熱老化試驗后(136±2°C 7X24h):抗拉強度 TS=12.1N/mm2,斷裂伸長率EB=410% ;抗拉強度變化率+1.68%，斷 裂伸長率變化率-2.38%。
B耐臭氧性能(臭氧濃度0.025 0.03% ; 25°C X30 h):無裂紋。
C耐化學(xué)藥品性能在987。的硫酸中室溫X48h抗拉強度保持 率K產(chǎn)0.86，斷裂伸長率保持率K2=0.81，在50%的鉻酸中80°C X 168 h抗拉強度保持率K產(chǎn)0.81,斷裂伸長率保持率Kf0.72。
D阻燃性能氧指數(shù)01=43。
E耐油性能ASTM2號油中121±2°CX18h 抗拉強度保持率 K產(chǎn)0.88， K2=0.87， ASTM 20號機油中100±2°C X48 h 抗拉強度 保持率K產(chǎn)0.93，斷裂伸長率保持率K2=0.91 。
F耐日光性能(耐候性)在炭弧下暴露720 h，并且20分鐘噴 水試驗后抗拉強度保持率K產(chǎn)0.92，斷裂伸長率保持率K2=0.90。
2.耐溫等級高做為護套其長期工作溫度是9(TC，最高可達(dá)125 。C (CSM、 CR最高達(dá)85。C)。3.配色自如CPE本身潔白如雪，因此，無論用它做絕緣或護套， 都可以根據(jù)用戶要求，著成各種鮮艷的色彩，特別是紅色和黃色礦用 電纜的護套，不僅顏色鮮艷而且長時間保持不變色。
具體實施例方式
實施例1
100公斤CPE135B、 5-8公斤復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS、 5-6公斤 活性劑RA、 3-5公斤硫化劑噻二唑1680、 1.5-2公斤促進劑VOR240、 1-2公斤表面處理劑ZnSt、 1-2公斤防老劑RD、 2-3公斤加工助劑 WB222、 2-3公斤微晶石蠟、10-12公斤活性氧化鎂、20-25公斤三辛 酯TOTM、 20-25公斤納米高活性白炭黑、25-30公斤高性能復(fù)合阻 燃劑HZR-2、 20-30公斤白滑石、20-25公斤納米碳酸鈣。
取以下原料100公斤CPE135B、8公斤復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS、 6公斤活性劑RA、 5公斤硫化劑噻二唑1680、 2公斤促進劑VOR240、 2公斤表面處理劑ZnSt、 2公斤防老劑RD、 3公斤加工助劑WB222、 3公斤微晶石蠟、12公斤活性氧化鎂、25公斤三辛酯TOTM、 25公 斤納米高活性白炭黑、30公斤高性能復(fù)合阻燃劑HZR-2、 30公斤白 滑石、25公斤納米碳酸鈣。
實施例2
取以下原料100公斤CPE135B、5公斤復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS、 5公斤活性劑RA、3公斤硫化劑噻二唑1680、 1.5公斤促進劑VOR240、 1公斤表面處理劑ZnSt、 1公斤防老劑RD、 2公斤加工助劑WB222、 2公斤微晶石蠟、10公斤活性氧化鎂、20公斤三辛酯TOTM、 20公 斤納米高活性白炭黑、25公斤高性能復(fù)合阻燃劑HZR-2、 20公斤白 滑石、20公斤納米碳酸鈣。實施例3
取以下原料100公斤CPE135B、7公斤復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS、 5.5公斤活性劑RA、 4公斤硫化劑噻二唑1680、 0.8公斤促進劑 VOR240、 1.5公斤表面處理劑ZnSt、 1.5公斤防老劑RD、 2.5公斤加 工助劑WB222、 2.5公斤微晶石蠟、11公斤活性氧化鎂、23公斤三 辛酯TOTM、 23公斤納米高活性白炭黑、28公斤高性能復(fù)合阻燃劑 HZR-2、 25公斤白滑石、23公斤納米碳酸鈣。
復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS，由青島嶗塑建材集團公司生產(chǎn)。
本發(fā)明實施例1~3的加工制備方法如下
混煉工藝按配方組份要求稱量好，在橡膠密煉機上按一定加料 順序、混煉時間及溫度控制進行充分混合，最后出混合物切膠片待護 套擠出時用。CPE135B不需塑煉。具體采用三段式混煉工藝，如下。
A第一段混煉(未加硫混合)
a密煉機混煉時轉(zhuǎn)速設(shè)定為35R/min。
b加入稱量好的CPE135B—混煉70秒一小料(除硫化劑及促進 劑外)、增塑劑TOTM—混煉60秒一所有填充料一混煉150 180秒 —卸料60秒，卸料溫度控制在130 150°C。形成未加硫混合膠片。
B第二段混煉(加硫混合)
a密煉機加硫時轉(zhuǎn)速設(shè)定為30R/min。
b按配方要求稱量好未加硫混合膠、硫化劑、促進劑，加入密 煉機，壓下上頂栓混煉60秒后卸料，卸料溫度控制在110 13(TC。 形成加硫混合膠片。
C第三段混煉(混煉切片)按密煉機容量要求稱量好加硫混合膠片，加入密煉機，壓下上
頂栓混煉60秒后卸料切片，卸料溫度控制在110 13(TC。形成擠出 用切膠片。
擠出工藝在長徑比為17:1的(？90、 (？150蒸汽連續(xù)硫化生產(chǎn)線 上，按一定溫度、速度、蒸汽壓力要求實現(xiàn)絕緣料混合物膠片在電纜 線芯上的擠制。具體工藝控制如下。
A擠橡機溫度控制下料口 35 45°C，機身45 55°C，機頭 60 75°C，?？?85 95°C。螺桿通水冷卻。
B蒸氣壓力1.0 1.3MPa，出線速度15 20米/min。
以上對本發(fā)明所提供的氯化聚乙烯阻燃護套料組合物進行了詳 細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡 述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思 想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體 實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不 應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種電纜用阻燃護套料組合物，其特征在于，包含以下重量份的成分氯化聚乙烯 100份復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS 5-8份高性能復(fù)合阻燃劑HZR-2 25-30份噻二唑類衍生物硫化劑 3-5份醛胺縮合物促進劑 1.5-2份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用阻燃護套料組合物，其特征在 于所述的噻二唑類衍生物硫化劑是噻二唑1680。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用阻燃護套料組合物，其特征在 于所述的醛胺縮合物促進劑是促進劑VOR240。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用阻燃護套料組合物，其特征在 于，還包含以下重量份的成分活性劑RA 5-6份 表面處理劑ZnSt 1-2份 防老劑RD 1-2份 加工助劑WB222 2-3份 微晶石蠟2-3份 活性氧化鎂 10-12份 三辛酯TOTM 20-25份 納米高活性白炭黑20-25份 白滑石20-30份納米碳酸鈣 20-25份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用阻燃護套料組合物，其特征在 于所述的氯化聚乙烯為CPE135B。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜用阻燃護套料組合物，其特征在 于所述的活性氧化鎂是吸碘值為每克MgO120 180 mgl2的高活性 氧化鎂。
7. —種阻燃電纜，其特征在于由電纜線芯和權(quán)利要求1 6任 意一項所述的電纜用阻燃護套料組合物制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氯化聚乙烯阻燃護套料組合物。該阻燃護套料組合物包含以下重量份的成分100份氯化聚乙烯、5-8份復(fù)合稀土穩(wěn)定劑REC-LS、25-30份高性能復(fù)合阻燃劑HZR-2、3-5份噻二唑類衍生物硫化劑、1.5-2份醛胺縮合物促進劑。本發(fā)明所得的電纜具有較全面的性能，有優(yōu)良的機械性能、耐臭氧、耐化學(xué)藥品性能、阻燃性和耐油性，耐溫等級高，配色自如。
文檔編號C08K3/22GK101289563SQ20081012718
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者李永輝, 李章學(xué), 鄧一權(quán) 申請人:四川川東電纜有限責(zé)任公司