一種煤礦電纜用護(hù)套材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)套材料，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種煤礦電纜用護(hù)套材料。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)常用的作為電纜護(hù)套的主體材料主要有氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠等材料，材料的結(jié)構(gòu)成分不同其性能也不同。氯丁橡膠常溫下機(jī)械性能較好，但溫度較低時(shí)，機(jī)械性能變差，耐寒性不好，長(zhǎng)期放置后會(huì)緩慢硬化、喪失粘著性，流動(dòng)性差，粘結(jié)性能低劣，壓延加工性能差，氯丁橡膠價(jià)格相對(duì)比較高，若單獨(dú)以其作為電纜護(hù)套的主體材料，阻燃性差，成本相對(duì)比較貴。氯磺化聚乙烯橡膠是由聚乙烯經(jīng)氯化和磺化處理后而制成的彈性體，隨著氯含量的增加壓縮永久變形及在低溫下的脆性增大，彈性變差，拉伸強(qiáng)度差，耐油性不如氯化聚乙烯膠料，耐熱氧老化性能較差、阻燃性差，含有毒的致癌物質(zhì)，價(jià)格比較貴，在煤礦下作為電纜的護(hù)套材料受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研究開(kāi)發(fā)一種具有良好的耐熱氧老化、阻燃性能，且彈性好、拉伸強(qiáng)度高、抗撕裂性好、壓延加工性能好、成本低的煤礦電纜用護(hù)套材料。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:該煤礦電纜用護(hù)套材料，其特征在于，制成有效成分所涉及的原料及重量份配比為:彈性體型氯化聚乙烯、55-100份，樹(shù)脂型氯化聚乙烯、45-80份，白碳黑、35-65，氧化鎂、10-20份，氫氧化鎂、9-20份，氯化石蠟、25-55份，電纜粉、35-45份，硅烷偶聯(lián)劑A-172、1-3份，鄰苯二甲酸二辛酯、10-20份，阻燃劑CM80AT、15-30份，阻燃劑TCEP、10-20份，石蠟、1-3份，聚乙烯蠟、2-5份，硫化劑、6-18份。
[0005]將所取的彈性體型氯化聚乙烯、樹(shù)脂型氯化聚乙烯混合后，進(jìn)入密煉機(jī)塑煉，塑煉2-3分鐘，加入氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-172、阻燃劑CM80AT、阻燃劑TCEP、石蠟、聚乙烯蠟進(jìn)行混合，然后加入白碳黑、氫氧化鎂、電纜粉進(jìn)行混合，再加入氯化石蠟、鄰苯二甲酸二辛酯(在填充劑、補(bǔ)強(qiáng)劑吃料后加入)進(jìn)行混合，最后加入硫化劑混合，進(jìn)入開(kāi)煉機(jī)薄通下片形成煤礦電纜用護(hù)套材料。
[0006]在上述煤礦電纜用護(hù)套材料配方所涉及的有效成分中:
樹(shù)脂型氯化聚乙烯是為飽和高分子材料，外觀為白色粉末，無(wú)毒無(wú)味，具有優(yōu)良的耐候性、耐臭氧、耐化學(xué)藥品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能，低溫韌性大、有較高的拉伸強(qiáng)度。
[0007]彈性體型氯化聚乙烯，是一種飽和的含氯橡膠，具有優(yōu)良的耐熱氧老化、耐侯性、耐臭氧、耐酸堿、耐化學(xué)藥品及耐老化性能；具有良好的耐油性，與丁腈橡膠相當(dāng)優(yōu)于氯丁橡膠；含有氯元素，具有極佳的阻燃性能，且有燃燒防滴下特性；無(wú)毒，不含重金屬及PAHS，其完全符合環(huán)保要求；著色性能，韌性良好(在-30°C仍有柔韌性)，具有高填充性能。
[0008]白碳黑屬于補(bǔ)強(qiáng)劑，為細(xì)分散的二氧化硅，其粒徑在8-110毫微米之間，吸濕性較小，粒子表面吸附性強(qiáng)，有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用；補(bǔ)強(qiáng)劑經(jīng)過(guò)機(jī)械混煉加入橡膠后，其表面與橡膠分子接觸而產(chǎn)生物理吸附，而補(bǔ)強(qiáng)劑中的活性基團(tuán)與橡膠分子鏈形成牢固的化學(xué)鍵。當(dāng)橡膠受外力拉伸時(shí)，先是微弱的物理吸附鍵被拉開(kāi)，補(bǔ)強(qiáng)劑使橡膠分子鏈移動(dòng)到最適當(dāng)?shù)奈恢茫箲?yīng)力均勻分布到各分子鏈上而提高了破壞強(qiáng)力。
[0009]氧化鎂分子式是MgO，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒的白色無(wú)定形粉末，在高溫下具有優(yōu)良的耐堿性和電絕緣性。
[0010]氯化石蠟為金黃色或琥珀色粘稠液體，不燃、不瀑炸、揮發(fā)性低，不燃、無(wú)臭、無(wú)毒。本品取代一部分主增塑劑，可降低制品成本，并降低燃燒性。主要用于聚氯乙烯電纜料及水管、地板料、薄膜、人造革等。
[0011]硅烷偶聯(lián)劑A-172是乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷，具有雙功能分子，即可和無(wú)機(jī)填料反應(yīng)，也可和有機(jī)高分子反應(yīng)，可提高其機(jī)械性能，與無(wú)機(jī)填料結(jié)合，使填料表面疏水化，可提高填料和聚合物的相容性，從而使分散性更好，熔融粘度降低，填充橡膠的加工更容易。
[0012]聚乙稀錯(cuò)分子量為1500-25000的低分子量聚乙稀或部分氧化的低分子量聚乙烯，其呈顆粒狀、白色粉末、塊狀以及乳白色蠟狀。具有優(yōu)良的耐寒性、耐熱性、耐化學(xué)性和耐磨性，增加產(chǎn)品的光澤和加工性能。
[0013]阻燃劑CM80AT具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，自熄性外，還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性，在氯化聚乙烯中使用分散性和加工性能良好，且可使氯化聚乙烯的熱釋放速率降低45%以上，總釋放熱降低50%以上，總生煙量降低45%以上。
[0014]氫氧化鎂.一種填充型阻燃劑，通過(guò)受熱分解時(shí)釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來(lái)降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對(duì)所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行冷卻的作用。分解生成的氧化鎂又是良好的耐火材料，也能幫助提高合成材料的抗火性能，同時(shí)它放出的水蒸氣也可作為一種抑煙劑。
[0015]電纜粉主要成分是含水的硅酸鎂，分子結(jié)構(gòu)式為Mg3[Si4010] (OH) 2，石具有潤(rùn)滑性、抗黏、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。
[0016]鄰苯二甲酸二辛酯別稱(chēng)1，2-苯二甲酸二(2-乙基己基)酯，化學(xué)式為C24H3804，為無(wú)色透明液體，具有良好的綜合性能，混合性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，低溫柔軟性較好，耐水抽出，電氣性能高，耐熱性和耐候性良好。
[0017]阻燃劑TCEP為三磷酸酯，分子式為OP(OCH2CH2CL)3，分子式中含有磷(10.8%)、氯(36.7%)和酯鍵，是高分子材料的優(yōu)良阻燃劑和增塑劑。
[0018]石蠟為顆粒狀白色固體，化學(xué)穩(wěn)定性好，含油量適中，具有良好的防潮和絕緣性能，可塑性好。
[0019]硫化劑能使橡膠分子鏈起交聯(lián)反應(yīng)，使線形分子形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性降低，彈性強(qiáng)度增加的物質(zhì)。能防止硫化返原，改善耐熱性，降低生熱，耐老化，提高橡膠與簾子線粘合力和硫化膠模量。
[0020]在配方中的作用:
樹(shù)脂型氯化聚乙烯和彈性體型氯化聚乙烯混合橡膠，具有優(yōu)良的耐候性、耐臭氧、耐化學(xué)藥品及耐老化性能，耐油性、阻燃性及著色性能，低溫韌性大、有較高的拉伸強(qiáng)度。白碳黑具有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用，經(jīng)過(guò)機(jī)械混煉加入橡膠后，其表面與橡膠分子接觸而產(chǎn)生物理吸附，而補(bǔ)強(qiáng)劑中的活性基團(tuán)與橡膠分子鏈形成牢固的化學(xué)鍵。當(dāng)橡膠受外力拉伸時(shí)，先是微弱的物理吸附鍵被拉開(kāi)，補(bǔ)強(qiáng)劑使橡膠分子鏈移動(dòng)到最適當(dāng)?shù)奈恢茫箲?yīng)力均勻分布到各分子鏈上而提高了破壞強(qiáng)力。氧化鎂在高溫下具有優(yōu)良的耐堿性和電絕緣性。氫氧化鎂、氯化石蠟和阻燃劑CM80AT、阻燃劑TCEP在該配方中主要作為阻燃劑，其補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理分為兩類(lèi):一是在火焰中分解形成不助燃的氣體而抑制火焰，另一是在火焰中生成不燃燒的保護(hù)層而與氧隔絕。氫氧化鎂屬于一類(lèi)，其在燃燒時(shí)生成水蒸汽而抑制火焰，也起到補(bǔ)強(qiáng)作用，在配方中又可作為氯化氫氣體的吸收劑，起到一定的中和作用；氯化石蠟具有優(yōu)良的阻燃效果，生成不燃燒的混合物覆蓋在燃燒物上面使其與氧隔絕，又起到增塑作用；阻燃劑TCEP具有顯著的阻燃和增塑性能；阻燃劑CM80AT具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，自熄性外，還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性，在氯化聚乙烯中使用分散性和加工性能良好，且可使氯化聚乙烯的熱釋放速率降低45%以上，總釋放熱降低50%以上，總生煙量降低45%以上。硅烷偶聯(lián)劑A-172的作用是提高交聯(lián)、對(duì)填料改性其補(bǔ)強(qiáng)作用，減少橡膠和防老劑用量，提高耐磨強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率