抗開裂低煙無鹵電纜制備及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗開裂低煙無鹵電纜制備及其測試方法，包括如下具體步驟：（1）將氫氧化鋁加入高混鍋，開啟高速攪拌，轉(zhuǎn)速1500-2000轉(zhuǎn)/min，然后以噴淋的方式加入1%的硅烷偶聯(lián)劑6173，處理完畢，待用；（2）將EVA，線性低密度PE，硅酮L5-4，硬脂酸，抗氧劑1010，DLTP，接枝料，處理好的氫氧化鋁，色素炭黑，投入到密煉機中進行塑煉，塑煉溫度為140-160℃；（3）步驟（2）塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切粒，得到產(chǎn)品；本發(fā)明還公開了一種抗開裂低煙無鹵電纜測試方法；本發(fā)明產(chǎn)品阻燃性能優(yōu)越，燃燒時煙度甚少，無腐蝕性氣體逸出，廣泛應用于核電站、地鐵車站、高層建筑大樓、賓館、廣播電視臺、重要軍事設施、石油平臺等，以及人員較集中，空氣密度低的場所。
【專利說明】抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料加工領(lǐng)域，設及一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 人們對電纜的要求越來越高，特別是保證阻燃的同時，不損失其他機械性能，同時 又要保證其抗開裂性能。電纜受到光照、溫差、潮濕，甚至動物蛙咬，都可能造成開裂。當電 纜在高溫、福射等惡劣環(huán)境下使用，就更容易開裂。電纜安裝、使用中，需彎曲、卷繞等，當電 纜表面有傷痕，如電纜拖曳時表面擦傷，會使電纜更易開裂。既然電纜開裂風險很大，其抗 開裂性能的驗證就受到人們的重視。但目前還無電纜抗開裂的標準測試方法。有些廠家采 取直觀法，把成圈的電纜在適當條件下放置，如烘箱中、室外暴曬等，一段時間后觀察表面 是否有開裂。
[0003] 低煙無面電纜材料多W聚締姪為基體樹脂，并加入大量填料型阻燃劑。該類阻燃 劑如氨氧化物、磯氮類等，雖然環(huán)保、低煙，但效率低、加入量很大。常用的氨氧化侶、氨氧化 儀，加入量50% W上，使材料機械性能下降。阻燃劑表面含有哲基或其他極性基團，和基體 樹脂相容性差。而填料增加后破壞高分子鏈間的連續(xù)性，減少分子鏈間的纏繞，使材料強度 和初性都降低。樹脂和填料的膨脹系數(shù)也不一樣，熱脹冷縮不均勻而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷。內(nèi)應 力和外力作用下，填料和基體樹脂還會發(fā)生相分離。因上述原因，低煙無面電纜更易開裂。 做成電纜后再檢測其抗開裂性能，耗費周期長，因此從材料本身預先考察電纜抗開裂性能， 利于電纜料的開發(fā)與生產(chǎn)。
[0004] 項健在GB/T2951第31部分；聚氯己締混合料專用試驗方法一高溫壓力試驗一抗 開裂試驗，利用電纜繞椿，在標定溫度時間或150°C、1小時，觀察電纜表面開裂的情況的基 礎(chǔ)上，進行改進，他在卷繞時加上7Kg負載，130°C加熱3小時，觀察表面是否有開裂。通過 該實驗的材料，制成的電纜抗開裂性能不錯。目前該方法及在此基礎(chǔ)上改進的方法，已成 為一些電纜或材料生產(chǎn)廠家評估電纜料抗開裂性能的方法(選自；項健、汪曉明，無面低煙 阻燃護套料抗開裂性能及其檢驗方法的研究和探討，高品質(zhì)射頻電纜會議論文集，2009 ; 89-92)。
[0005] 劉倩如在5kg和7Kg負載，130°C加熱1小時的條件，對配方進行測試，觀察表 面是否有開裂來考察材料的抗開裂性能，通過該實驗的材料制成電纜料后，兩個月后仍 然完好(選自；劉倩如，抗開裂低煙無面阻燃電纜料的研制，光纖與電纜及其應用技術(shù) [J], 2013, 1 ；17-19)〇
[0006] 美國專利US7964663中在150°C加熱1小時的條件，對配方進行測試，觀察表面 是否有開裂來考察材料的抗開裂性能，然后對制成的電纜放在烘箱中100°c，老化7天，肉 眼觀察表面是否開裂（選自；Crack-resistant, flame retardant, halogen-free, C油le assembly and coating composition US7964663B2)。
[0007] 但是該方法不能驗證電纜表面產(chǎn)生傷痕后的開裂性能，而電纜在包裝、運輸、安 裝、使用過程中，如在表面造成傷痕，將更容易開裂。那么從材料角度驗證有傷痕的樣品的 抗開裂性能也就尤為重要。
[000引 GB/T2951-2008第41部分聚己締和聚丙締混合料專用試驗方法-耐環(huán)境應力開裂 試驗方法是制備一個長方形的樣條，在樣條上長度方向刻出劃痕，然后彎曲18(TC置于銅槽 中，放在Igepal CO-630 (-種表面活性劑）溶液中，在一定溫度和時間內(nèi)，觀察其刻痕的發(fā) 展方向，并判斷耐環(huán)境應力開裂性能。
[0009] 該方法雖然也是檢測樣品表面有傷痕情況下的抗開裂情況，但其驗證的是在溶劑 中的耐環(huán)境應力開裂試驗，和實際的電纜情況不一樣。也就是說目前還沒有從材料角度檢 測傷痕情況下電纜料的抗開裂情況。因此建立材料角度檢測傷痕情況下電纜料的抗開裂檢 驗方法非常重要，該樣就可W該方法為指導進行了配方測試，對通過抗開裂試驗的材料制 備電線的抗開裂性能進行評估。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種抗開裂低煙無面 電纜制備及其測試方法，本發(fā)明產(chǎn)品阻燃性能優(yōu)越，燃燒時煙度甚少，無腐蝕性氣體逸出， 廣泛應用于核電站、地鐵車站、高層建筑大樓、賓館、廣播電視臺、重要軍事設施、石油平臺 等，W及人員較集中，空氣密度低的場所。
[0011] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方 法，包括如下具體步驟： (1) 將氨氧化侶加入高混鍋，開啟高速攬拌，轉(zhuǎn)速1500-2000轉(zhuǎn)/min,然后W噴淋的方 式加入1%的娃燒偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將20-2化g的EVA，10-15kg的線性低密度陽，1kg的娃酬L5-4,0. 2kg的硬脂酸， 0. 1kg的抗氧劑1010,0. 1kg的DLTP，8kg的接枝料，處理好的氨氧化侶50-62.化g，0. 8kg 的色素炭黑，投入到密煉機中進行塑煉，塑煉溫度為140-160°C ; (3) 步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
[0012] 本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是： 步驟（2)的EVA的VA含量為28%，烙融指數(shù)為1-10,測試條件為；190°C、2. 1化g/lOmin。
[0013] 步驟（2)的線性低密度陽的烙融指數(shù)為1-10,測試條件為；190°C、2. 1化g/lOmin， 拉伸強度大于25Mpa，斷裂伸長率大于500%。
[0014] 步驟（2)中還加入5kg的己締和辛締聚締姪彈性體，其的烙融指數(shù)為0.5-10,測試 條件為；190°C、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于5Mpa，斷裂伸長率大于500〇/〇。
[0015] 步驟（2)中還加入輔助阻燃劑，為0. 8kg的紅磯母粒。
[0016] 本發(fā)明產(chǎn)品是一種低煙無面電纜，是指不含面素、不含鉛簡銘隸等環(huán)境物質(zhì)的膠 料制成，燃燒時不會發(fā)出有毒煙霧，從而對環(huán)境造成污染；本發(fā)明產(chǎn)品無面低煙、低面低煙 特性，當火災發(fā)生時，蔓延速度慢，煙濃度低，可見度高，有害氣體釋放量小，便于人員撤離。 燃燒氣體的腐蝕性小，也避免了對儀器設備的損害，低面、無面的特性，使得電纜材料在耐 老化和耐紫外線及其它福照性能大大提高，從而延長電纜的使用壽命。
[0017] 進一步的， 本發(fā)明還提供一種抗開裂低煙無面電纜的測試方法，包括如下具體步驟： (1) 將產(chǎn)品模壓成的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品，使用刻痕模具刀橫向 刻出0. 1mm的刻痕； (2) 將步驟（1)的樣品彎曲成拱形，將有刻痕的一面朝上，并放置于專用夾具中，然后采 用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為15-100°C，然后把樣品放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔 1小時觀察一次，記錄樣品狀況，放置到24小時。
[0018] 優(yōu)選地，步驟（3)中老化箱的溫度設定為80°C。
[0019] 傳統(tǒng)測試方法中，刻痕是沿著折彎方向，刻痕本身不受力；而本發(fā)明測試方法中， 我們設計刻痕垂直于折彎方向，折彎后，刻痕傷口更容易受到應力損傷；同時模擬電纜實際 使用的環(huán)境，進行受熱、低溫或其他條件的測試，觀察表面開裂情況，效果更加顯著、直觀。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是： 傳統(tǒng)測試方法中，刻痕是沿著折彎方向，刻痕本身不受力；而本發(fā)明測試方法中，我們 設計刻痕垂直于折彎方向，折彎后，刻痕傷口更容易受到應力損傷；同時模擬電纜實際使用 的環(huán)境，進行受熱、低溫或其他條件的測試，觀察表面開裂情況，效果更加顯著、直觀。
[0021] 本發(fā)明產(chǎn)品的抗張強度比一般PVC電線大，同時具有良好的耐候性、良好的柔軟 度，且具有非移性；燃燒時不會產(chǎn)生有毒黑煙，具有較高的體積電阻率，W及良好的耐高壓 特性；PVC電線一般耐10KV W上，而本發(fā)明低煙無面電線高達15KV W上，具有良好的彈性 和粘性。
[0022] 本發(fā)明產(chǎn)品是一種低煙無面電纜，是指不含面素、不含鉛簡銘隸等環(huán)境物質(zhì)的膠 料制成，燃燒時不會發(fā)出有毒煙霧，從而對環(huán)境造成污染；本發(fā)明產(chǎn)品無面低煙、低面低煙 特性，當火災發(fā)生時，蔓延速度慢，煙濃度低，可見度高，有害氣體釋放量小，便于人員撤離； 燃燒氣體的腐蝕性小，也避免了對儀器設備的損害，低面、無面的特性，使得電纜材料在耐 老化和耐紫外線及其它福照性能大大提高，從而延長電纜的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明測試時的刻痕示意圖； 圖2為本發(fā)明測試時的樣品彎曲圖； 其中，1-樣品，2-刻痕。

【具體實施方式】 [0024] 實施例1 本實施例提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，包括如下具體步驟： (1) 將氨氧化侶加入高混鍋，開啟高速攬拌，轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/min,然后W噴淋的方式加入 1%的娃燒偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將20kg的EVA(VA含量28%，烙融指數(shù)為3,測試條件；190°C、2. 1化g/10min)，10kg 的線性低密度陽（烙融指數(shù)為2,測試條件；190°C、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于25Mpa， 斷裂伸長率大于500% ) 10kg，5kg的己締和辛締聚締姪彈性體(烙融指數(shù)為1，測試條件： 190°C、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于5Mpa，斷裂伸長率大于500% )，1kg的娃酬L5-4,0. 2kg 的硬脂酸，0. 1kg的抗氧劑1010,0. 1kg的化TP，8kg的接枝料，處理好的氨氧化侶50公斤， 0. 8kg的紅磯母粒，0. 8kg的色素炭黑，投入到密煉機中進行塑煉，塑煉溫度為140°C，； (3)步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
[0025] 本實施例還提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，如圖1、圖2所示， 包括如下具體步驟： (1) 將產(chǎn)品模壓成2mm的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品1，使用刻痕模具刀橫向刻 出0. 1mm的刻痕2 ; (2) 將步驟（1)的樣品1彎曲成拱形，將有刻痕2的一面朝上，并放置于專用夾具中，然 后采用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為15°C，然后把樣品1放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔1 小時觀察一次，記錄樣品1狀況，放置到24小時。
[0026] 實施例2 本實施例提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，包括如下具體步驟： (1) 將氨氧化侶加入高混鍋，開啟高速攬拌，轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/min,然后W噴淋的方式加入 1%的娃燒偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將20kg的EVA(VA含量28%，烙融指數(shù)為6,測試條件；190°C、2. 1化g/10min)，10kg 的線性低密度陽（烙融指數(shù)為5,測試條件；190°C、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于25Mpa，斷 裂伸長率大于500% )，5kg的己締和辛締聚締姪彈性體(烙融指數(shù)為5,測試條件；190°C、 2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于5Mpa，斷裂伸長率大于500% )，Ag的娃酬L5-4,0. 2kg的硬脂 酸，抗氧0. 1kg的劑1010,0. 1kg的DLTP，8kg的接枝料，處理好的氨氧化侶62. 5公斤，0. 8kg 的色素炭黑，投入到密煉機中進行塑煉，塑煉溫度為160°C ; (3) 步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
[0027] 本實施例還提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，如圖1、圖2所示， 包括如下具體步驟： (1) 將產(chǎn)品模壓成1mm的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品1，使用刻痕模具刀橫向刻 出0. 1mm的刻痕2 ; (2) 將步驟（1)的樣品1彎曲成拱形，將有刻痕2的一面朝上，并放置于專用夾具中，然 后采用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為100°C，然后把樣品1放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔1 小時觀察一次，記錄樣品1狀況，放置到24小時。
[002引實施例3 本實施例提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，包括如下具體步驟： (1) 將氨氧化侶加入高混鍋，開啟高速攬拌，轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)/min,然后W噴淋的方式加入 1%的娃燒偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將20kg的EVA(VA含量28%，烙融指數(shù)為4,測試條件；190°C、2. 1化g/lOmin)，巧kg 的線性低密度陽（烙融指數(shù)為3,測試條件；19(TC、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于25Mpa，斷 裂伸長率大于500% )，1kg的娃酬L5-4,0. 2kg的硬脂酸，0. 1kg的抗氧劑1010,0. 1kg的 化TP，8kg的接枝料，處理好的氨氧化侶62. 5公斤，0. 8kg的色素炭黑，投入到密煉機中進行 塑煉，塑煉溫度為150°C ; (3)步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
[0029] 本實施例還提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，如圖1、圖2所示， 包括如下具體步驟： (1) 將產(chǎn)品模壓成2mm的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品1，使用刻痕模具刀橫向刻 出0. 1mm的刻痕2 ; (2) 將步驟（1)的樣品1彎曲成拱形，將有刻痕2的一面朝上，并放置于專用夾具中，然 后采用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為80°C，然后把樣品1放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔1 小時觀察一次，記錄樣品1狀況，放置到24小時。
[0030] 實施例4 本實施例提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，包括如下具體步驟： (1) 將氨氧化侶加入高混鍋，開啟高速攬拌，轉(zhuǎn)速1600轉(zhuǎn)/min,然后W噴淋的方式加入 1%的娃燒偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將25kg的EVA(VA含量28%，烙融指數(shù)為5,測試條件；190°C、2. 1化g/10min)，10kg 的線性低密度陽（烙融指數(shù)為4,測試條件；19(TC、2. 1化g/lOmin，拉伸強度大于25Mpa，斷 裂伸長率大于500% )，1kg的娃酬L5-4,0. 2kg的硬脂酸，0. 1kg的抗氧劑1010,0. 1kg的 化TP，8kg的接枝料，處理好的氨氧化侶62. 5公斤，0. 8kg的色素炭黑，投入到密煉機中進行 塑煉，塑煉溫度為160°C ; (3) 步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
[0031] 本實施例還提供一種抗開裂低煙無面電纜制備及其測試方法，如圖1、圖2所示， 包括如下具體步驟； (1) 將產(chǎn)品模壓成1mm的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品1，使用刻痕模具刀橫向刻 出0. 1mm的刻痕2 ; (2) 將步驟（1)的樣品1彎曲成拱形，將有刻痕2的一面朝上，并放置于專用夾具中，然 后采用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為80°C，然后把樣品1放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔1 小時觀察一次，記錄樣品1狀況，放置到24小時。
[0032] 實施例1-4的測試結(jié)果見表1，方法如下： 抗開裂測試1為熱沖擊法，溫度150°C，負重化g，1小時； 抗開裂測試2為刻痕法，試片厚度1mm，溫度80°C，24小時； 抗開裂測試3為刻痕法，試片厚度2mm，溫度80°C，24小時； 成纜后抗開裂測試1為電纜繞圈，直徑為外徑20倍，繞=圈，在老化箱中8(TC，老化 240小時； 成纜后抗開裂測試2為電纜成盤，放在室外，無遮擋，放置一年。
[00對表1 ;

【權(quán)利要求】
1. 一種抗開裂低煙無鹵電纜制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟： (1) 將氫氧化鋁加入高混鍋，開啟高速攪拌，轉(zhuǎn)速1500-2000轉(zhuǎn)/min，然后以噴淋的方 式加入1%的硅烷偶聯(lián)劑6173,處理完畢，待用； (2) 將20-25kg的EVA，10-15kg的線性低密度PE，lkg的硅酮L5-4,0. 2kg的硬脂酸， 〇. lkg的抗氧劑1010,0. lkg的DLTP，8kg的接枝料，處理好的氫氧化鋁50-62. 5kg，0. 8kg 的色素炭黑，投入到密煉機中進行塑煉，塑煉溫度為140-160°C ; (3) 步驟（2)塑煉后的混合物進入75/180雙螺桿/單螺桿雙階機中進行擠出，風冷切 粒，得到產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂低煙無齒電纜制備方法，其特征在于，所述步驟（2)的 EVA的VA含量為28%，熔融指數(shù)為1-10,測試條件為：190°C、2. 16kg/10min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂低煙無鹵電纜制備方法，其特征在于，所述步驟（2) 的線性低密度PE的熔融指數(shù)為1-10,測試條件為：190°C、2. 16kg/10min，拉伸強度大于 25Mpa，斷裂伸長率大于500%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂低煙無鹵電纜制備方法，其特征在于，所述步驟（2) 中還加入5kg的乙烯和辛烯聚烯烴彈性體，其的熔融指數(shù)為0.5-10,測試條件為：190°C、 2. 16kg/10min，拉伸強度大于5Mpa，斷裂伸長率大于500%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗開裂低煙無齒電纜制備方法，其特征在于，所述步驟（2沖 還加入紅磷作為輔助阻燃劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗開裂低煙無鹵電纜制備方法，其特征在于，所述輔助阻燃 劑為0. 8kg的紅磷母粒。
7. 基于權(quán)利要求1-6所述的抗開裂低煙無鹵電纜的測試方法，其特征在于，包括如下 具體步驟： (1) 將產(chǎn)品模壓成的薄片，裁成長38mm，寬13mm的樣品，使用刻痕模具刀橫向 刻出0? 1mm的刻痕； (2) 將步驟（1)的樣品彎曲成拱形，將有刻痕的一面朝上，并放置于專用夾具中，然后采 用轉(zhuǎn)移裝置，轉(zhuǎn)移到黃銅槽試樣架中； (3) 將老化箱中的溫度設定為15-KKTC，然后把樣品放置于老化箱內(nèi)，記錄時間，每隔 1小時觀察一次，記錄樣品狀況，放置到24小時。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗開裂低煙無鹵電纜的測試方法，其特征在于，步驟（3)中老 化箱的溫度設定為80 °C。
【文檔編號】C08K13/06GK104513422SQ201510005579
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2015年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月6日
【發(fā)明者】嚴兵, 牛兵, 趙硯, 何成龍, 王宇, 張璁, 郭振勤 申請人:江蘇領(lǐng)瑞新材料科技有限公司