一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種既具有無鹵、低煙、阻燃特性，又具有耐電弧特性，并且還具有成本低廉的一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料及制備方法，屬電氣絕緣高分子材料制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]CN103923403A、名稱“一種電線電纜用無鹵低煙阻燃橡膠及其制備方法”，其由以下重量份的原材料制成:三元乙丙橡膠100?150份、甲基乙稀基娃橡膠45?65份、尼龍1010 30?50份、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐15?25份、叔丁基鄰苯二酚2?4份、萜烯樹脂5?10份、松香甘油酯4?6份、妥爾油10?15份、氧化鋅3?5份、硬脂酸I?2份、防老劑4010NA 1.5?2.5份、防老劑1076 I?2份、促進(jìn)劑DTDM 2?3份、促進(jìn)劑DZI?2份、氫氧化鎂16?22份、云母粉10?15份。其不足之處:采用氫氧化鎂單組分阻燃劑，阻燃效果不好，而且其耐電弧性能也不如氫氧化鋁好；三元乙丙橡膠和甲基乙烯基硅橡膠價(jià)格昂貴、添加量大，所制備的橡膠料成本就非常高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]設(shè)計(jì)目的:避免【背景技術(shù)】中的不足之處，設(shè)計(jì)一種既具有無鹵、低煙、阻燃特性，又具有耐電弧特性，并且還具成本低廉的一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料及制備方法。
[0004]設(shè)計(jì)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。本發(fā)明采用乙烯-醋酸乙烯共聚物作為基體材料，以三氧化二銻和氫氧化鋁為復(fù)合阻燃劑，以硅烷偶聯(lián)劑改善乙烯-醋酸乙烯共聚物與無機(jī)阻燃劑、無機(jī)填料的相容性，研制了一種無鹵低煙阻燃和耐電弧性能都非常好的低成本橡套電纜用絕緣材料。1、在乙烯-醋酸乙烯共聚物中添加由氫氧化鋁和三氧化二銻組成的復(fù)合阻燃劑的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之一。這樣設(shè)計(jì)的目的在于:三氧化二銻單獨(dú)使用時(shí)用量要大，阻燃效果差，而當(dāng)其與氫氧化鋁并用時(shí)則有良好的協(xié)同效應(yīng)，它能夠在材料表面形成一層保護(hù)膜隔絕空氣，并通過內(nèi)部吸熱反應(yīng)降低燃燒溫度，而且在高溫狀態(tài)下三氧化二銻被氣化，稀釋了空氣中氧濃度而起到阻燃作用，從而使阻燃效果明顯提高，而且還可以防止發(fā)煙、不產(chǎn)生滴落物、不產(chǎn)生有毒氣體，更重要的是添加該復(fù)合阻燃劑能夠使乙烯-醋酸乙烯共聚物的耐電弧性更好。2、在乙烯-醋酸乙烯共聚物中添加乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷偶聯(lián)劑的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之二。這樣設(shè)計(jì)的目的在于:乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷是一種雙功能分子，它既可以與無機(jī)填料反應(yīng)，也可以與有機(jī)高分子反應(yīng)。當(dāng)其用于乙烯-醋酸乙烯共聚物中，既起到了處理高嶺土和滑石粉等無機(jī)填料的作用，又提高了絕緣料的電性能和機(jī)械性能，并且在絕緣料的制備過程中具有縮短混煉時(shí)間，快速擠出及改進(jìn)磨耗等優(yōu)點(diǎn)。3、在乙烯-醋酸乙烯共聚物中添加三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯促進(jìn)劑的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之三。這樣設(shè)計(jì)的目的在于:它能夠縮短乙烯-醋酸乙烯共聚物的硫化時(shí)間，使硫化更充分，能夠確保其具有良好的機(jī)械性能和物理性能。4、在乙烯-醋酸乙烯共聚物中添加聚乙烯蠟作為分散劑的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之四。這樣設(shè)計(jì)的目的在于:將聚乙烯蠟用作電纜絕緣材料的分散劑，不僅可以增強(qiáng)填充劑的擴(kuò)散，提高擠壓成型速率，增大模具流量，而且容易脫模。5、本發(fā)明整體材料方案的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的技術(shù)特征之五。這樣設(shè)計(jì)的目的在于:本發(fā)明以乙烯-醋酸乙烯共聚物為基料，通過科學(xué)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，在100份乙烯-醋酸乙烯共聚物中，添加80?120份氫氧化鋁、20?30份三氧化二銻、30?40份無機(jī)填料、2?5份硅烷偶聯(lián)劑、I?3份硫化劑、3?6份促進(jìn)劑、8?15份活性劑、2?5份分散劑、2?5份防老劑，不僅避免了材料之間由于選量不科學(xué)所造成的相互排斥，而且促進(jìn)了各成份之間的相互協(xié)調(diào)和促進(jìn)，使復(fù)配的材料性能能夠完全滿足本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的。
[0005]技術(shù)方案1:一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，按質(zhì)量份計(jì):乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁80?120份、三氧化二銻20?30份、無機(jī)填料30?40份、硅烷偶聯(lián)劑2?5份、硫化劑I?3份、促進(jìn)劑3?6份、活性劑8?15份、分散劑2?5份、防老劑2?5份。
[0006]技術(shù)方案2:—種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料制備方法，采用密煉機(jī)將100份乙烯-醋酸乙烯共聚物、80?120份氫氧化鋁、20?30份三氧化二銻、30?40份無機(jī)填料、2?5份硅烷偶聯(lián)劑、I?3份硫化劑、3?6份促進(jìn)劑、8?15份活性劑、2?5份分散劑、2?5份防老劑經(jīng)密煉制得，密煉時(shí)間為10?20分鐘，密煉機(jī)的溫度為90?110°C，主機(jī)電流為80?120A ;樣品采用平板硫化機(jī)硫化，平板硫化機(jī)溫度為175°C，壓力為15MPa，時(shí)間為1min。
[0007]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，一是本發(fā)明的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料由于不含鹵素，克服了傳統(tǒng)鹵系阻燃劑材料對環(huán)境和人體的危害，且發(fā)煙量小，無毒綠色環(huán)保；二是不僅具有優(yōu)良的阻燃性和耐電弧性，而且還具有優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性能，完全可以達(dá)到阻燃耐電弧橡套電纜用絕緣料的性能標(biāo)準(zhǔn)；三是本發(fā)明所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料與市場上類似材料相比具有成本低廉的優(yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1: 一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是按質(zhì)量份計(jì):乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁80?120份、三氧化二銻20?30份、無機(jī)填料30?40份、硅烷偶聯(lián)劑2?5份、硫化劑I?3份、促進(jìn)劑3?6份、活性劑8?15份、分散劑2?5份、防老劑2?5份。所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量為5%?40%。所述三氧化二銻為環(huán)保型三氧化二銻。所述無機(jī)填料為高嶺土和滑石粉。所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。所述硫化劑為二 (叔丁基過氧化二異丙基)。所述促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸。所述分散劑為聚乙烯蠟。所述防老劑為RD和ODA。
[0009]實(shí)施例2:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁80份、三氧化二銻20份、無機(jī)填料30份、硅烷偶聯(lián)劑2份、硫化劑I份、促進(jìn)劑3份、活性劑8份、分散劑2份、防老劑2份。
[0010]實(shí)施例3:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁120份、三氧化二銻30份、無機(jī)填料40份、硅烷偶聯(lián)劑5份、硫化劑3份、促進(jìn)劑6份、活性劑15份、分散劑5份、防老劑5份。
[0011]實(shí)施例4:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁100份、三氧化二銻25份、無機(jī)填料35份、硅烷偶聯(lián)劑3.5份、硫化劑2份、促進(jìn)劑4.5份、活性劑
11.5份、分散劑3.5份、防老劑3.5份。
[0012]實(shí)施例5:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料制備方法，采用密煉機(jī)將100份乙烯-醋酸乙烯共聚物、80?120份氫氧化鋁、20?30份三氧化二銻、30?40份無機(jī)填料、2?5份硅烷偶聯(lián)劑、I?3份硫化劑、3?6份促進(jìn)劑、8?15份活性劑、2?5份分散劑、2?5份防老劑經(jīng)密煉制得，密煉時(shí)間為10?20分鐘，密煉機(jī)的溫度為90?110°C，主機(jī)電流為80?120A ;樣品采用平板硫化機(jī)硫化，平板硫化機(jī)溫度為175°C，壓力為15MPa，時(shí)間為1min0
[0013]實(shí)施例6:在實(shí)施例1和5的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，氫氧化鋁100份，三氧化二銻25份，無機(jī)填料高嶺土 /滑石粉=25: 10份，硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷3.0份，硫化劑二 (叔丁基過氧化二異丙基)苯2.0份，促進(jìn)劑三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.0份，活性劑氧化鋅/硬脂酸=10:1份，分散劑聚乙烯蠟3.0份，防老劑RD/ODA=l.0:2.0份。最終制得本發(fā)明所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，拉伸強(qiáng)度為8.5MPa，斷裂伸長率為320%，氧指數(shù)為30%，在耐電弧燒蝕實(shí)驗(yàn)中電弧始終游離于材料表面且不發(fā)生燃燒現(xiàn)象。
[0014]需要理解到的是:上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是按質(zhì)量份計(jì):乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁80?120份、三氧化二銻20?30份、無機(jī)填料30?40份、硅烷偶聯(lián)劑2?5份、硫化劑I?3份、促進(jìn)劑3?6份、活性劑8?15份、分散劑2?5份、防老劑2?5份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量為5%?40%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述三氧化二銻為環(huán)保型三氧化二銻，符合RoHS和REACH要求。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述無機(jī)填料為高嶺土和滑石粉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述硫化劑為二 (叔丁基過氧化二異丙基)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述促進(jìn)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述分散劑為聚乙烯蠟。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料，其特征是:所述防老劑為RD 和 ODA。11.一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料制備方法，其特征是:采用密煉機(jī)將100份乙烯-醋酸乙烯共聚物、80?120份氫氧化鋁、20?30份三氧化二銻、30?40份無機(jī)填料、2?5份硅烷偶聯(lián)劑、I?3份硫化劑、3?6份促進(jìn)劑、8?15份活性劑、2?5份分散劑、2?5份防老劑經(jīng)密煉制得，密煉時(shí)間為10?20分鐘，密煉機(jī)的溫度為90?110°C，主機(jī)電流為80?120A ;樣品采用平板硫化機(jī)硫化，平板硫化機(jī)溫度為175°C，壓力為15MPa，時(shí)間為1min。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料制備方法，其特征是:無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料的拉伸強(qiáng)度為8.5MPa，斷裂伸長率為320%，氧指數(shù)為30%，在耐電弧燒蝕實(shí)驗(yàn)中電弧始終游離于材料表面且不發(fā)生燃燒現(xiàn)象。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種既具有無鹵、低煙、阻燃特性，又具有耐電弧特性，并且還具有成本低廉的一種無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料及制備方法，按質(zhì)量份計(jì)：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、氫氧化鋁80～120份、三氧化二銻20～30份、無機(jī)填料30～40份、硅烷偶聯(lián)劑2～5份、硫化劑1～3份、促進(jìn)劑3～6份、活性劑8～15份、分散劑2～5份、防老劑2～5份。優(yōu)點(diǎn)：一是本發(fā)明的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料由于不含鹵素，克服了傳統(tǒng)鹵系阻燃劑材料對環(huán)境和人體的危害，且發(fā)煙量小，無毒綠色環(huán)保；二是不僅具有優(yōu)良的阻燃性和耐電弧性，還具有優(yōu)良的機(jī)械性能和加工性能，完全可以達(dá)到阻燃耐電弧橡套電纜用絕緣料的性能標(biāo)準(zhǔn)；三是本發(fā)明所述的無鹵低煙阻燃耐電弧橡膠絕緣料與市場上類似材料相比具有成本低廉的優(yōu)勢。
【IPC分類】C08K5/103, C08K13/02, C08K3/34, C08K5/5425, C08L23/08, C08K3/22, C08L23/06
【公開號】CN104927177
【申請?zhí)枴緾N201510260561
【發(fā)明人】汪伍洋
【申請人】杭州高新橡塑材料股份有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月21日