專利名稱：一種鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
含有鹵素的電線電纜在燃燒時會放出大量的濃煙和腐蝕性鹵化物，造成人員傷亡并腐蝕各種設(shè)備，即所謂的“二次災(zāi)害”。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，各國對環(huán)境意識的不斷增強，低煙無鹵阻燃電纜材料的開發(fā)得到了迅速的發(fā)展，同時低煙阻燃電纜也將是今后阻燃電纜發(fā)展的重要方向。目前低煙無鹵機車電纜護套材料通常是以無鹵的結(jié)晶性聚烯烴樹脂或者熱塑性彈性體等聚合物為基體，混入大量的環(huán)保型阻燃劑金屬氫氧化物來達到低煙無鹵的要求。 但是高比例的金屬氫氧化物的填充會造成擠出加工時熔融流動性差，斷裂伸長率低等缺
點ο申請?zhí)枮镃N201010167152. 2公開了一種采用動態(tài)交聯(lián)技術(shù)，在聚烯烴系樹脂基體中形成分散相時，作為分散相采用與硅烷交聯(lián)的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，作為連續(xù)相采用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。申請?zhí)枮镃N201010167232. 8的專利公開了一種包含醋酸乙烯酯，并使乙烯-醋酸乙烯酯共聚物硅烷交聯(lián)的方法，但是公開的專利都沒有提到同時對低溫性能和耐極性油性能滿足的護套材料組合物。然而鐵路機車電纜一般用于極端惡劣的條件下，加入大量阻燃劑除滿足所需的阻燃性能和熱穩(wěn)定性外，必然大大的劣化了機械性能和耐油性能，采用極性基團含量高的極性橡膠可以滿足現(xiàn)有技術(shù)中的耐油要求但又會使低溫性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決上述技術(shù)難題，對鐵路機車電纜要求的關(guān)鍵性能低溫伸長率， 阻燃性能、耐油性能、力學(xué)強度等進行了平衡，本發(fā)明提供一種耐低溫和耐油性能優(yōu)異的鐵路機車用無鹵電纜護套材料及其制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，包括以下組分 100質(zhì)量份的生膠基體，所述生膠基體包括醋酸乙烯酯(VA)含量為50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM) 10 30質(zhì)量份、所述的醋酸乙烯酯(VA)含量為70%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM) 10 30質(zhì)量份、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠80 40質(zhì)量份；還包括阻燃劑 100 180質(zhì)量份、增強劑0 60質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 5質(zhì)量份、增塑劑5 30質(zhì)量份、交聯(lián)劑1 5質(zhì)量份、交聯(lián)助劑1 5質(zhì)量份。作為優(yōu)選，所述的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠包括三元乙丙橡膠(Tg為_60°C )和低丙烯腈含量的HNBR(Tg為-40°C )。作為優(yōu)選，所述的阻燃劑為微米級金屬氫氧化物或與紅磷復(fù)配協(xié)同阻燃。作為優(yōu)選，其中所述金屬氫氧化物為微米級氫氧化鎂或氫氧化鋁，所述金屬氫氧化物的表面用硅烷進行了表面處理。作為優(yōu)選，所述的增強劑為炭黑N330或者高分散白炭黑。作為優(yōu)選，其中所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷A171、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、乙烯基三乙氧基硅烷KH151。作為優(yōu)選，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)中的一種。作為優(yōu)選，所述的交聯(lián)劑為過氧化物過氧化二異丙基苯(DCP)或2，5_ 二甲基-2， 5( 二叔丁過氧基)-3-己炔(雙_2，5)；交聯(lián)助劑為三烯丙基異腈脲酸脂(TAIC)或三烯丙基腈脲酸脂(TAC)。除上述以外，還可以根據(jù)需要添加加工助劑，防老劑，抗水解劑，穩(wěn)定劑等添加物。一種制造上述的機車用無鹵阻燃護套材料的方法，包括以下步驟(1)在密煉機中加入生膠基體。(2)在密煉機中加入一定質(zhì)量比的阻燃填料、防老劑、補強填料、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑、硫化促進劑、硫化劑，將上述組分混煉均勻得到混煉膠，控制密煉機混合器溫度90°C以下。(3)用硫化儀測得混煉膠體的硫化參數(shù)t90。(4)在平板硫化機上制取試片。取參數(shù)t90加1 aiiin為正硫化時間，壓力為 14Mpa，溫度為 170°C。(5)所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料制成。有益效果本發(fā)明具有優(yōu)異的機械性能，阻燃性能，對油，水等的耐受性及耐低溫性能，符合歐標(biāo)EM104鐵路機車護套材料標(biāo)準(zhǔn)。老化前拉伸強度> lO.OMPa，斷裂伸長率彡150% ； 1200C X IOd老化后拉伸強度和斷裂伸長率率化率均彡士30% ；_40°C伸長率 ^ 30% ；氧指數(shù)> 35 ；在70°C IRM 903油中浸泡7d后拉伸強度和斷裂伸長率率化率均彡 士30%。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于下面的實施例。利用Brabender轉(zhuǎn)矩流變儀進行混煉，先加入生膠基體；然后加入各種填料和助劑，最后加入交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑。其中實施例中阻燃劑采用金屬氫氧化物，如微米級氫氧化鎂，氫氧化鎂均用硅烷進行了表面處理；增強劑選用白炭黑。上述進行混煉的物質(zhì)的質(zhì)量比在表1中例出。一種制造上述的機車用無鹵阻燃護套材料的方法，具體步驟如下(1)混煉在轉(zhuǎn)矩流變儀中先加入所述生膠基體；再加入阻燃劑、增強劑、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑；最后加入交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑；所述的轉(zhuǎn)矩流變儀的混合器中的溫度不超過 90 "C。(2)待所述轉(zhuǎn)矩流變儀的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定后，將該轉(zhuǎn)矩流變儀關(guān)停，取出混煉好的膠料在開煉機上出片。( 用無轉(zhuǎn)子硫化儀測出所述膠料的硫化參數(shù)。
(4)在平板硫化機上制取試片，取t90+aiiin為正硫化時間。(5)所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料制成。對于上述方法制備的機車用無鹵阻燃護套材料由下列所示方法進行評價。依據(jù)GB/D951-2008對機械強度、耐熱性、耐油性、阻燃性和耐寒性進行了評價。拉伸強度(MPa)作為目標(biāo)值，以IOMPa以上為合格；斷裂伸長率150%以上為合格。耐熱性(120°C XlOd)測試?yán)鞆姸群蛿嗔焉扉L率變化率，以拉伸強度和斷裂伸長率率化率< 士30%為合格。耐油性測定測試?yán)鞆姸群蛿嗔焉扉L率變化率，在70°C IRM 903油中浸泡7 后，以拉伸強度變化率< 士30%、斷裂伸長率率化率< 士40%為合格。耐寒性測試_40°C下的斷裂伸長率，以斷裂伸長率大于30%為合格。在評價阻燃性能的時候進行極限氧指數(shù)測試，以極限氧指數(shù)大于35為合格。參考表1中的實施例1到17，本發(fā)明的機車用無鹵阻燃護套材料采用不同醋酸乙烯酯(VA)含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠(如三元乙丙橡膠)并用的生膠基體，添加硅烷處理的金屬氫氧化鎂作為阻燃劑和高分散白炭黑作為增強劑，體現(xiàn)出了優(yōu)異的阻燃性、耐油性和耐寒性，同時在室溫下具有良好的機械性能，可以應(yīng)用于在惡劣條件下使用的鐵路機車電纜護套材料。表 權(quán)利要求
1.一種鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于包括以下組份100質(zhì)量份的生膠基體，所述生膠基體包括醋酸乙烯酯(VA)含量為50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (EVM) 10 30質(zhì)量份、所述的醋酸乙烯酯(VA)含量為70%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (EVM) 10 30質(zhì)量份、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠80 40質(zhì)量份；還包括阻燃劑100 180質(zhì)量份、增強劑0 60質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 5質(zhì)量份、增塑劑5 30質(zhì)量份、交聯(lián)劑1 5質(zhì)量份、交聯(lián)助劑1 5質(zhì)量份。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)與低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物共混，形成以EVM為連續(xù)相，低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物為分散相，兩相均采用過氧化物交聯(lián)體系進行硫化。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于所述的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠包括低密度聚乙烯(Tg為-120°C)、甲基乙烯基硅橡膠 (Tg 為_125°C )、三元乙丙橡膠(Tg為-60°C )和低丙烯腈含量的HNBR(Tg為-40°C )。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于所述的阻燃劑為金屬氫氧化物。
5.如權(quán)利要求4所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于其中所述金屬氫氧化物為納米氫氧化物或微米氫氧化物并與紅磷，硼酸鋅等進行協(xié)同阻燃，所述金屬氫氧化物的表面用硅烷進行了表面處理。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于所述的增強劑為細(xì)粒子炭黑N115、N330或白炭黑。
7.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于其中所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷A171、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、乙烯基三乙氧基硅烷KH151。
8.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料，其特征在于所述的交聯(lián)劑為過氧化物過氧化二異丙基苯(DCP)或2，5-二甲基-2，5 ( 二叔丁過氧基)-3-己炔 (雙-2，5)；交聯(lián)助劑為三烯丙基異腈脲酸脂(TAIC)或三烯丙基腈脲酸脂(TAC)。
10.一種制造權(quán)利要求1所述的鐵路機車用無鹵阻燃護套材料的方法，包括以下步驟(1)在密煉機中加入生膠基體；(2)在密煉機中加入上述質(zhì)量份的阻燃填料、防老劑、補強填料、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑、 硫化促進劑、硫化劑，將上述組分混煉均勻得到混煉膠，控制密煉機混合器溫度90°C以下；(3)用硫化儀測得混煉膠體的硫化參數(shù)t90；(4)在平板硫化機上制取試片，取參數(shù)t90加1 aiiin為正硫化時間，壓力為14Mpa， 溫度為1700C ；(5)所述的鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵路機車用無鹵阻燃電纜護套材料及其制備方法，包括100重量份的生膠，100～180重量份的金屬氫氧化物作為阻燃劑，0～60重量份的炭黑或白炭黑作為增強劑，0.5～5重量份的硅烷偶聯(lián)劑，5～30重量份的增塑劑，1～5重量份交聯(lián)劑，1～5重量份交聯(lián)助劑，采用共混技術(shù)制備。本發(fā)明的護套材料具有優(yōu)異的阻燃性能，耐油性能和耐低溫性能，適用于鐵路機車電纜護套中，可以滿足無鹵阻燃機車電纜的要求。
文檔編號C08K3/38GK102382358SQ20111035989
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者崔斌, 張漫, 張立群, 李嶸, 李海全, 田明, 解向前, 鄒華, 陳培 申請人:中天科技裝備電纜有限公司