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B1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法与流程

2021-10-24 04:16:00 来源:中国专利 TAG:料及 绝缘 阻燃 电缆 制备方法
b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法
技术领域
1.本发明涉及电缆料技术领域,尤其是b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法。


背景技术:

2.电缆用绝缘料一般要求必须具有优良的耐长期热老化性能、耐辐照、电气性能稳定、阻燃性能及绝缘性能优等特点。目前常用的电缆用绝缘料的基料为聚乙烯、聚氯乙烯、乙丙橡胶等材料,但是,这些基料的主要缺点是容易着火燃烧引起火灾。而采用含卤素的阻燃聚氯乙烯,虽然具有一定的阻燃作用,但是,与采用聚烯烃等无卤基料相比,采用聚氯乙烯基料在燃烧时会产生有毒的氯化氢气体及大量烟雾,使人中毒和窒息,妨碍人们从火灾中撤离和灭火工作的进行,造成了生命和财产的损失。
3.因此,现有的绝缘料基本上是采用无卤阻燃电缆用绝缘料,该绝缘料通常是在有机高分子基料中添加无机阻燃剂,如氢氧化铝,氢氧化镁等。添加的无机阻燃物本身不燃烧,并且在300℃左右开始发生分解,分解产生的金属氧化物附着在有机物表面,能够阻止有机物基料进一步燃烧,且分解过程本身要吸收大量的热,降低了燃烧的温度,另外,分解产生的水蒸气又可吸收一定的烟雾,具有较好的阻燃效果。
4.大多数绝缘料的阻燃性往往是在绝缘料的内部添加无机阻燃剂(如氢氧化镁、氢氧化铝)获得的,这种方式制得的绝缘料的阻燃性不强,且采用现有的基料之间的相容性不好,从而会影响绝缘料的力学性能,并且存在混炼,挤出加工困难的缺点,有待进一步提高。


技术实现要素:

5.针对背景技术中提到的问题,本发明的目的是提供b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法,在保证了绝缘料具有良好的强度的同时阻燃效果好。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
7.b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法,绝缘料由主料、辅料、有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂组成;
8.主料的组成重量百分比如下:丁苯橡胶30~40份、丁腈橡胶60~70份、环氧丁苯橡胶10~15份;
9.辅料的组成重量百分比如下:碳黑8~10份、表面活化剂1~3份、增效剂 5~10份、交联敏化剂0.5~1.5份、高岭土5~12份、防老剂1~3份、润滑剂 3~6份,润滑剂选用硅脂、硅油、石蜡中的一种或多种;
10.有机硅阻燃添加剂的组成重量百分比如下:氨基硅烷20~30份、三氯硅烷10~20份、硅烷偶联剂0.5~3份、氢氧化铝6~10份、硅酸酯树脂10~15份、硬脂酸钙1~5份、碳酸钙5~16份。
11.进一步的,所述表面活化剂为聚乙二醇。
12.通过采用上述技术方案,有良好的吸湿性、润滑性、粘结性并且无毒,无刺激。
13.进一步的,所述增效剂为乳胶粉、石灰粉、粉煤灰、和碳酸盐的混合物。
14.通过采用上述技术方案,能够提高共混物的力学性能,提高绝缘料的拉伸强度。
15.进一步的,所述防老剂选用对苯二胺。
16.通过采用上述技术方案,对苯二胺为丁苯橡胶及合成橡胶优良的通用型防老剂之一,对热、氧、臭氧、光等老化因素防护效能优良,亦为优良的持久机械应力形成之龟裂与屈挠龟裂的抑制剂。
17.进一步的,所述磷系阻燃添加剂为四苯基二磷酸酯。
18.通过采用上述技术方案,四苯基二磷酸酯是一种新型无卤缩聚型磷酸酯类阻燃剂,能够有效提升材料基体自身的阻燃性能,当材料燃烧过程中,在绝缘料的内部会形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,有效切断燃烧过程中的热量传播,防止热量在绝缘料上的继续传递,具有良好的阻燃效果。
19.进一步的,所述磷系阻燃添加剂由如下步骤制成:
20.s101:将适量的三氯氧磷与适量的苯酚混合反应后得到二苯基磷酰氯;
21.s102:随后在二苯基磷酰氯的内部加入质量分数为5%的白色片状双酚a,在80℃恒温状态下加热12h后制得磷系阻燃添加剂。
22.进一步的,包括如下步骤:
23.s1:按照重量份计,将丁苯橡胶,丁腈橡胶,环氧丁苯橡胶于密炼机上 80

90℃下进行密炼;
24.s2:将碳黑、表面活化剂、增效剂、交联敏化剂、高岭土、防老剂、润滑剂依次加入步骤s1中制得的物料中并进行搅拌混合;
25.s3:将有机硅阻燃添加剂分多次加入步骤s2中制得的物料中,每次加入之后将有机硅阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
26.s4:将磷系阻燃添加剂分多次加入步骤s3中制得的物料中,每次加入之后将磷系阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
27.s5:将步骤s4混合后的物料加入高速捏合机进行物料捏合,捏合温度为 90

100℃,捏合时间为10

15min;
28.s6:将步骤s5捏合后的物料加入双螺杆挤出造粒机,造粒完毕后,冷却包装。
29.综上所述,本发明主要具有以下有益效果:
30.1、该发明,设置丁苯橡胶与丁腈橡胶为主料,并加入环氧丁苯橡胶,环氧丁苯橡胶的加入使得丁苯橡胶与丁腈橡胶共混材料中填料的粒径变小,片层结构开始消失,两相界面模糊,相容性得到明显提高,从而有效地提高了共混材料的综合力学性能。
31.2、该发明,通过在绝缘料的内部添加有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂,有机硅阻燃添加剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂,有机硅阻燃添加剂在赋予绝缘料优异的阻燃性能之外,还能改善绝缘料的加工性能、耐热性能等;四苯基二磷酸酯是一种新型无卤缩聚型磷酸酯类阻燃剂,能够有效提升材料基体自身的阻燃性能,当材料燃烧过程中,在绝缘料的内部会形成高粘度的熔融玻璃质和致密的炭化层,有效切断燃烧过程中的热量传播,防止热量在绝缘料上的继续传递,具有良好的阻燃效果。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述,及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。
33.实施例1
34.b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法,绝缘料由主料、辅料、有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂组成;
35.主料的组成重量百分比如下:丁苯橡胶30份、丁腈橡胶60份、环氧丁苯橡胶10份;
36.辅料的组成重量百分比如下:碳黑8份、表面活化剂1份、增效剂5份、交联敏化剂0.5份、高岭土5份、防老剂1份、润滑剂3份;
37.有机硅阻燃添加剂的组成重量百分比如下:氨基硅烷20份、三氯硅烷10 份、硅烷偶联剂0.5份、氢氧化铝6份、硅酸酯树脂10份、硬脂酸钙1份、碳酸钙5份。
38.s101:将适量的三氯氧磷与适量的苯酚混合反应后得到二苯基磷酰氯;
39.s102:随后在二苯基磷酰氯的内部加入质量分数为5%的白色片状双酚a,在80℃恒温状态下加热12h后制得磷系阻燃添加剂。
40.进一步的,包括如下步骤:
41.s1:按照重量份计,将丁苯橡胶,丁腈橡胶,环氧丁苯橡胶于密炼机上 80

90℃下进行密炼;
42.s2:将碳黑、表面活化剂、增效剂、交联敏化剂、高岭土、防老剂、润滑剂依次加入步骤s1中制得的物料中并进行搅拌混合;
43.s3:将有机硅阻燃添加剂分多次加入步骤s2中制得的物料中,每次加入之后将有机硅阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
44.s4:将s102制得的磷系阻燃添加剂分多次加入步骤s3中制得的物料中,每次加入之后将磷系阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
45.s5:将步骤s4混合后的物料加入高速捏合机进行物料捏合,捏合温度为 90

100℃,捏合时间为10

15min;
46.s6:将步骤s5捏合后的物料加入双螺杆挤出造粒机,造粒完毕后,冷却包装。
47.实施例2
48.b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法,绝缘料由主料、辅料、有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂组成;
49.主料的组成重量百分比如下:丁苯橡胶35份、丁腈橡胶65份、环氧丁苯橡胶12.5份;
50.辅料的组成重量百分比如下:碳黑9份、表面活化剂2份、增效剂7.5 份、交联敏化剂1份、高岭土8份、防老剂2份、润滑剂4.5份;
51.有机硅阻燃添加剂的组成重量百分比如下:氨基硅烷25份、三氯硅烷15 份、硅烷偶联剂2份、氢氧化铝8份、硅酸酯树脂12.5份、硬脂酸钙3份、碳酸钙10份。
52.s101:将适量的三氯氧磷与适量的苯酚混合反应后得到二苯基磷酰氯;
53.s102:随后在二苯基磷酰氯的内部加入质量分数为5%的白色片状双酚a,在80℃恒温状态下加热12h后制得磷系阻燃添加剂。
54.进一步的,包括如下步骤:
55.s1:按照重量份计,将丁苯橡胶,丁腈橡胶,环氧丁苯橡胶于密炼机上80

90℃下进行密炼;
56.s2:将碳黑、表面活化剂、增效剂、交联敏化剂、高岭土、防老剂、润滑剂依次加入步骤s1中制得的物料中并进行搅拌混合;
57.s3:将有机硅阻燃添加剂分多次加入步骤s2中制得的物料中,每次加入之后将有机硅阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
58.s4:将s102制得的磷系阻燃添加剂分多次加入步骤s3中制得的物料中,每次加入之后将磷系阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
59.s5:将步骤s4混合后的物料加入高速捏合机进行物料捏合,捏合温度为 90

100℃,捏合时间为10

15min;
60.s6:将步骤s5捏合后的物料加入双螺杆挤出造粒机,造粒完毕后,冷却包装。
61.实施例3
62.b1级阻燃电缆用无卤低烟绝缘料及制备方法,绝缘料由主料、辅料、有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂组成;
63.主料的组成重量百分比如下:丁苯橡胶40份、丁腈橡胶70份、环氧丁苯橡胶15份;
64.辅料的组成重量百分比如下:碳黑10份、表面活化剂3份、增效剂10 份、交联敏化剂1.5份、高岭土12份、防老剂3份、润滑剂6份;
65.有机硅阻燃添加剂的组成重量百分比如下:氨基硅烷30份、三氯硅烷20 份、硅烷偶联剂3份、氢氧化铝10份、硅酸酯树脂15份、硬脂酸钙5份、碳酸钙16份。
66.s101:将适量的三氯氧磷与适量的苯酚混合反应后得到二苯基磷酰氯;
67.s102:随后在二苯基磷酰氯的内部加入质量分数为5%的白色片状双酚a,在80℃恒温状态下加热12h后制得磷系阻燃添加剂。
68.进一步的,包括如下步骤:
69.s1:按照重量份计,将丁苯橡胶,丁腈橡胶,环氧丁苯橡胶于密炼机上 80

90℃下进行密炼;
70.s2:将碳黑、表面活化剂、增效剂、交联敏化剂、高岭土、防老剂、润滑剂依次加入步骤s1中制得的物料中并进行搅拌混合;
71.s3:将有机硅阻燃添加剂分多次加入步骤s2中制得的物料中,每次加入之后将有机硅阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
72.s4:将s102制得的磷系阻燃添加剂分多次加入步骤s3中制得的物料中,每次加入之后将磷系阻燃添加剂与物料进行搅拌混合;
73.s5:将步骤s4混合后的物料加入高速捏合机进行物料捏合,捏合温度为 90

100℃,捏合时间为10

15min;
74.s6:将步骤s5捏合后的物料加入双螺杆挤出造粒机,造粒完毕后,冷却包装。
75.对比例
76.与实施例1相比,其区别在于:在丁苯橡胶与丁腈橡胶的共混材料中不加入环氧丁苯橡胶,同时制备时不加入有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂,加入等量的无机阻燃剂(氢氧化铝),其余成分及制备步骤与实施例一相同。
77.下面对上述阻燃城轨电缆绝缘材料进行性能测试,测试结果如下:
78.抗张强度与断裂伸长率为绝缘料老化前的物理机械性能测试结果;耐老化测试按采用《gb/t3512

2001硫化橡胶热空气加速老化试验》标准进行,具体测试过程是将各测试样品放置于热老化测试箱中,控制温度为98℃,箱内的风流速为0.8m/s,记录样品表面初次出现老化裂痕的时间。
[0079] 抗张强度/mpa断裂伸长率/%耐老化性/h标准要求≥10≥300\实施例114.3720365实施例214.6710381实施例314.1680375对比例13.2610332
[0080]
以上数据表明,通过在绝缘料的内部加入适量的环氧天然树脂,能够有效地提高绝缘料的综合力学性能;在绝缘料的内部添加有机硅阻燃添加剂与磷系阻燃添加剂,能够有效地提高绝缘料的阻燃性。
[0081]
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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