一種陶瓷化防火耐火聚烯烴電纜料及其製備方法與流程

2023-05-25 23:59:46 2

本發明涉及電纜材料技術領域，特別是一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料及其製備方法。

背景技術：

隨著城市人口的急劇增加，高層建築、賓館酒店、大型超市、醫院、車站、機場不斷增加，地鐵、隧道以及大型公共娛樂場所、公共運輸設施也急劇增加，消防安全的重要性凸現出來；特別是如何在火災的情況下，在一定時間內保障電力和通訊的暢通，最大限度的贏得寶貴的時間，減少人員的傷亡和生命財產的損失，是人們不斷探索的課題。

目前，國內外的防火耐火電線電纜大多採用傳統的氧化鎂礦物絕緣電纜和雲母帶纏繞的耐火電纜；電纜需要進口專門的設備，價格非常的昂貴，資金投入大。另外，傳統礦物絕緣防火耐火電纜的外護層是銅管經過特殊壓拉工藝生產，其產品在成本上是較為昂貴，限制其推廣範圍。同時傳統防火耐火電纜在生產加工、運輸、線路敷設安裝和使用等過程中的特殊性能要求，造成其很難大規模的普及使用，特別是在民用建築等。而由雲母帶纏繞的防火耐火電纜在生產過程中，需要多層纏繞，同時雲母帶存在易吸潮的情況，在現有生產工藝條件下，在接縫處往往造成缺陷，燒蝕後雲母帶發脆，容易脫落，實際使用時防火耐火的效果不是很好，難以保障通訊、電力在火災的情況下的安全暢通。

近年來，市場上出現一種陶瓷化矽橡膠，該產品存在物理機械性能不佳的缺陷，同時陶瓷化矽橡膠的耐磨性能及電絕緣性能不是很好，一般作為防火襯層使用，限制其在防火耐火電纜上使用範圍。陶瓷化矽橡膠在混煉時須特殊混煉設備，混煉膠不能進行造粒或壓片；同時擠出工序時，存在費工費時效率較低的情況。

故研究新型的陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料十分有必要。

技術實現要素：

本發明的目的之一是克服現有技術的不足，而提供一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料，以解決了現有的防火耐火電纜結構複雜價格昂貴，安裝敷設較難，致使其使用範圍受到很大限的問題。

實現本發明上述目的的技術方案是：一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料，其中所含組份及各組份的重量份數如下：

乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠100～120份，氧化鋅5～10份，防老劑3～5份，潤滑劑0.5～1.5份，陶瓷化阻燃劑8～25份，活性阻燃劑140～180份，硼酸鋅5～10份，加工助劑5～15份，矽烷偶聯劑0.5～2份，助交聯劑1～1.5份，過氧化物交聯劑3～5份。

本發明進一步的技術方案是:其還包括陶瓷化阻燃劑8～25份。

本發明進一步的技術方案是:乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠中的VA含量為40％～80％。

本發明的目的之二是克服現有技術的不足，而提供一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料的製備方法，以解決了現有的防火耐火電纜結構複雜價格昂貴，安裝敷設較難，致使其使用範圍受到很大限的問題。

實現本發明上述目的的技術方案是：一種製備上述的陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料的方法，包括如下步驟：

S01，按材料中各組份的重量份數進行配料；

S02，將乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠、氧化鋅、防老劑和潤滑劑投入密煉機混煉2～3min，控制密煉機的室溫在90～120℃之間；

S03，再將陶瓷化阻燃劑、活性阻燃劑、矽烷偶聯劑和加工助劑投入密煉機混煉2～4min，控制密煉機的室溫在100～130℃之間；

S04，最後將助交聯劑和過氧化物交聯劑投入密煉機內混煉1～1.5min，加硫後控制密煉機的室溫在90～110℃；

S05，將混煉均勻的膠料從密煉機排出，通過開煉機打三角包、薄通，再通過壓延機壓延製片，即得到陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料中採用的陶瓷化阻燃劑是作為乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠的防火耐火功能性材料，陶瓷化阻燃劑1％脫水溫度高達290℃以上，在聚合物的混煉及擠出溫度下穩定性能良好。由於陶瓷化阻燃劑在550～700℃時的燒結時體現出成碳結殼性能，開始形成陶瓷化層，對抑煙和抑制餘燼燃燒效果特別好。同時，對其物理性能及電性能無不良的影響。

2、陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料中採用的加工助劑是低溫增塑劑，其熔點溫度為較低，在-50℃時仍具有良好的流動特性，低揮發的性能使乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠具有較低的硬度，成品電纜具有優良的低溫柔韌性能和良好的物理機械性能。由於加工助劑的沸點超過240℃(1.20kPa)，使硫化後的環保阻燃電纜料能夠承受較高的老化溫度，成品電纜可在150℃的環境下長期工作。

3、乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠由於在乙烯分子鏈中引入了丙烯單體及第三單體，從而降低乙烯的結晶度，使其具有良好的柔軟性及橡膠般的彈性，在-60℃下仍能夠具有較好的可撓性，透明性和表面光澤性好，化學穩定性良好，抗老化和耐臭氧性能好。

4、活性活性阻燃劑或活性氫氧化鎂：活性氫氧化鋁或活性氫氧化鎂作為添加型無滷素抑煙、阻燃材料，其特點是添加量大、阻燃效果好、成本低，很好地改進了材料的抗電弧性、增強抗衝擊強度和抗彎曲強度，是到目前為止最適合聚烯烴材料使用的補強填充材料之一。

活性氫氧化鋁或活性氫氧化鎂表面積較大，流動性能優良，粒度分布均勻，穩定性好，不產生腐蝕性氣體。在聚烯烴材料中分散性好，加入量較多時，不易發生彎曲發白現象。使用於聚烯烴材料中，不揮發，不滲出，能長期保留在聚烯烴材料中。與其他多種物質有著良好的相容性。

本發明中活性阻燃劑主要作用是作為阻燃劑，同時兼做補強劑。

以下結合實施例對本發明作進一步描述。

具體實施方式

實施例1：

一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料，其中所含組份及各組份的重量份數如下：

乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠100份，氧化鋅5份，防老劑3份，潤滑劑1份，陶瓷化阻燃劑10份，硼酸鋅5份，色素碳黑3份，活性阻燃劑150份，加工助劑5份，矽烷偶聯劑1份，助交聯劑1份，過氧化物交聯劑3份。

實施例2：

一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料，其中所含組份及各組份的重量份數如下：

乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠110份，氧化鋅8份，防老劑3.5份，潤滑劑1.5份，陶瓷化阻燃劑15份，硼酸鋅8份，色素碳黑5份，活性阻燃劑170份，加工助劑8份，矽烷偶聯劑1.5份，助交聯劑1份，過氧化物交聯劑3.5份。

實施例3：

一種陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料，其中所含組份及各組份的重量份數如下：

乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠120份，氧化鋅10份，防老劑3.5份，潤滑劑1.5份，陶瓷化阻燃劑25份，硼酸鋅8份，色素碳黑5份，活性阻燃劑180份，加工助劑12份，矽烷偶聯劑2份，助交聯劑1.5份，過氧化物交聯劑4份。

上述實施例中助交聯劑和過氧化物交聯劑沒做具體限制，可以採用各種適宜的助交聯劑和過氧化物交聯劑，只要不對本發明的目的產出不良影響即可。助交聯劑如TAC、TAIC、HVA-2等，過氧化物交聯劑如DCP、無味DCP、雙二五等。

上述實施例中潤滑劑燃劑沒做具體限制，可以採用各種適宜的潤滑劑，只要不對本發明的目的產出不良影響即可。如硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、聚乙烯蠟等。

上述實施例中防老劑沒做具體限制，可以採用各種適宜的防老劑，只要不對本發明的目的產出不良影響即可。如防老劑RD、MB、445等

上述實施例中加工助劑沒做具體限制，可以採用各種適宜的加工助劑，只要不對本發明的目的產出不良影響即可。如DOA、DOS、ATBC等。

上述實施例中的陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料的製備方法如下：

S01，按材料中各組份的重量份數進行配料；

S02，將乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠、氧化鋅、防老劑、潤滑劑、硼酸鋅和助交聯劑投入密煉機混煉2～3min，控制密煉機的室溫在100～130℃之間；

S03，再將色素碳黑、陶瓷化阻燃劑、活性阻燃劑、矽烷偶聯劑和加工助劑投入密煉機混煉2～4min，控制密煉機的室溫在100～130℃之間；

S04，最後將過氧化物交聯劑投入密煉機內混煉0.5～1.5min，加硫後控制密煉機的室溫在80～100℃；

S05，將混煉均勻的膠料從密煉機排出，通過開煉機打三角包、薄通，再通過壓延機壓延製片，即得到綠色環保阻燃電纜用材料。

採用上述製備方法生產的綠色環保阻燃電纜料，進行熱空氣老化試驗、RM902和IRM903老化試驗，氧指數試驗、電導率試驗、毒性指數試驗、透光率試驗、結殼性試驗與現有環保阻燃電纜料技術對比數據如表1所示。

表1：

由表1可以看出，本發明的陶磁化防火耐火聚烯烴電纜料具有良好的防火耐火性能、耐油性能及物理機械性能，特別適合使用在對防火、防爆要求較高的場所。

陶瓷化聚烯烴為消防、防火、耐火提供一種新思路新方法，特別是在電線電纜行業方面的應用，前景是非常廣闊，為防火耐火電纜提供一種新的設計理念，突破以往防火電纜生產工藝結構複雜的局限性，為新型防火耐火電纜節約資源降低成本，進行廣泛推廣提供了前提條件和堅實基礎。

低煙無滷阻燃電纜料現有技術為：

乙烯-乙烯醋酸乙酯橡膠100份，氧化鋅8份，防老劑3份，潤滑劑1份，硼酸鋅8份，色素碳黑3份，活性阻燃劑150份，加工助劑5份，矽烷偶聯劑1份，助交聯劑1份，過氧化物交聯劑3份。