專利名稱：一種鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
含有鹵素的電線電纜在燃燒時(shí)會(huì)放出大量的濃煙和腐蝕性鹵化物，造成人員傷亡并腐蝕各種設(shè)備，即所謂的“二次災(zāi)害”。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國(guó)對(duì)環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，低煙無(wú)鹵阻燃電纜材料的開(kāi)發(fā)得到了迅速的發(fā)展，同時(shí)低煙阻燃電纜也將是今后阻燃電纜發(fā)展的重要方向。目前低煙無(wú)鹵機(jī)車電纜護(hù)套材料通常是以無(wú)鹵的結(jié)晶性聚烯烴樹(shù)脂或者熱塑性彈性體等聚合物為基體，混入大量的環(huán)保型阻燃劑金屬氫氧化物來(lái)達(dá)到低煙無(wú)鹵的要求。 但是高比例的金屬氫氧化物的填充會(huì)造成擠出加工時(shí)熔融流動(dòng)性差，斷裂伸長(zhǎng)率低等缺
點(diǎn)ο申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010167152. 2公開(kāi)了一種采用動(dòng)態(tài)交聯(lián)技術(shù)，在聚烯烴系樹(shù)脂基體中形成分散相時(shí)，作為分散相采用與硅烷交聯(lián)的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，作為連續(xù)相采用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010167232. 8的專利公開(kāi)了一種包含醋酸乙烯酯，并使乙烯-醋酸乙烯酯共聚物硅烷交聯(lián)的方法，但是公開(kāi)的專利都沒(méi)有提到同時(shí)對(duì)低溫性能和耐極性油性能滿足的護(hù)套材料組合物。然而鐵路機(jī)車電纜一般用于極端惡劣的條件下，加入大量阻燃劑除滿足所需的阻燃性能和熱穩(wěn)定性外，必然大大的劣化了機(jī)械性能和耐油性能，采用極性基團(tuán)含量高的極性橡膠可以滿足現(xiàn)有技術(shù)中的耐油要求但又會(huì)使低溫性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決上述技術(shù)難題，對(duì)鐵路機(jī)車電纜要求的關(guān)鍵性能低溫伸長(zhǎng)率， 阻燃性能、耐油性能、力學(xué)強(qiáng)度等進(jìn)行了平衡，本發(fā)明提供一種耐低溫和耐油性能優(yōu)異的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵電纜護(hù)套材料及其制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，包括以下組分 100質(zhì)量份的生膠基體，所述生膠基體包括醋酸乙烯酯(VA)含量為50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM) 10 30質(zhì)量份、所述的醋酸乙烯酯(VA)含量為70%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM) 10 30質(zhì)量份、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠80 40質(zhì)量份；還包括阻燃劑 100 180質(zhì)量份、增強(qiáng)劑0 60質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 5質(zhì)量份、增塑劑5 30質(zhì)量份、交聯(lián)劑1 5質(zhì)量份、交聯(lián)助劑1 5質(zhì)量份。作為優(yōu)選，所述的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠包括三元乙丙橡膠(Tg為_(kāi)60°C )和低丙烯腈含量的HNBR(Tg為-40°C )。作為優(yōu)選，所述的阻燃劑為微米級(jí)金屬氫氧化物或與紅磷復(fù)配協(xié)同阻燃。作為優(yōu)選，其中所述金屬氫氧化物為微米級(jí)氫氧化鎂或氫氧化鋁，所述金屬氫氧化物的表面用硅烷進(jìn)行了表面處理。作為優(yōu)選，所述的增強(qiáng)劑為炭黑N330或者高分散白炭黑。作為優(yōu)選，其中所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷A171、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、乙烯基三乙氧基硅烷KH151。作為優(yōu)選，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)中的一種。作為優(yōu)選，所述的交聯(lián)劑為過(guò)氧化物過(guò)氧化二異丙基苯(DCP)或2，5_ 二甲基-2， 5( 二叔丁過(guò)氧基)-3-己炔(雙_2，5)；交聯(lián)助劑為三烯丙基異腈脲酸脂(TAIC)或三烯丙基腈脲酸脂(TAC)。除上述以外，還可以根據(jù)需要添加加工助劑，防老劑，抗水解劑，穩(wěn)定劑等添加物。一種制造上述的機(jī)車用無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料的方法，包括以下步驟(1)在密煉機(jī)中加入生膠基體。(2)在密煉機(jī)中加入一定質(zhì)量比的阻燃填料、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)填料、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑、硫化促進(jìn)劑、硫化劑，將上述組分混煉均勻得到混煉膠，控制密煉機(jī)混合器溫度90°C以下。(3)用硫化儀測(cè)得混煉膠體的硫化參數(shù)t90。(4)在平板硫化機(jī)上制取試片。取參數(shù)t90加1 aiiin為正硫化時(shí)間，壓力為 14Mpa，溫度為 170°C。(5)所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料制成。有益效果本發(fā)明具有優(yōu)異的機(jī)械性能，阻燃性能，對(duì)油，水等的耐受性及耐低溫性能，符合歐標(biāo)EM104鐵路機(jī)車護(hù)套材料標(biāo)準(zhǔn)。老化前拉伸強(qiáng)度> lO.OMPa，斷裂伸長(zhǎng)率彡150% ； 1200C X IOd老化后拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率率化率均彡士30% ；_40°C伸長(zhǎng)率 ^ 30% ；氧指數(shù)> 35 ；在70°C IRM 903油中浸泡7d后拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率率化率均彡 士30%。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下面的實(shí)施例。利用Brabender轉(zhuǎn)矩流變儀進(jìn)行混煉，先加入生膠基體；然后加入各種填料和助劑，最后加入交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑。其中實(shí)施例中阻燃劑采用金屬氫氧化物，如微米級(jí)氫氧化鎂，氫氧化鎂均用硅烷進(jìn)行了表面處理；增強(qiáng)劑選用白炭黑。上述進(jìn)行混煉的物質(zhì)的質(zhì)量比在表1中例出。一種制造上述的機(jī)車用無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料的方法，具體步驟如下(1)混煉在轉(zhuǎn)矩流變儀中先加入所述生膠基體；再加入阻燃劑、增強(qiáng)劑、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑；最后加入交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑；所述的轉(zhuǎn)矩流變儀的混合器中的溫度不超過(guò) 90 "C。(2)待所述轉(zhuǎn)矩流變儀的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定后，將該轉(zhuǎn)矩流變儀關(guān)停，取出混煉好的膠料在開(kāi)煉機(jī)上出片。( 用無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀測(cè)出所述膠料的硫化參數(shù)。
(4)在平板硫化機(jī)上制取試片，取t90+aiiin為正硫化時(shí)間。(5)所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料制成。對(duì)于上述方法制備的機(jī)車用無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料由下列所示方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。依據(jù)GB/D951-2008對(duì)機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、耐油性、阻燃性和耐寒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。拉伸強(qiáng)度(MPa)作為目標(biāo)值，以IOMPa以上為合格；斷裂伸長(zhǎng)率150%以上為合格。耐熱性(120°C XlOd)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率變化率，以拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率率化率< 士30%為合格。耐油性測(cè)定測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率變化率，在70°C IRM 903油中浸泡7 后，以拉伸強(qiáng)度變化率< 士30%、斷裂伸長(zhǎng)率率化率< 士40%為合格。耐寒性測(cè)試_40°C下的斷裂伸長(zhǎng)率，以斷裂伸長(zhǎng)率大于30%為合格。在評(píng)價(jià)阻燃性能的時(shí)候進(jìn)行極限氧指數(shù)測(cè)試，以極限氧指數(shù)大于35為合格。參考表1中的實(shí)施例1到17，本發(fā)明的機(jī)車用無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料采用不同醋酸乙烯酯(VA)含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)和低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠(如三元乙丙橡膠)并用的生膠基體，添加硅烷處理的金屬氫氧化鎂作為阻燃劑和高分散白炭黑作為增強(qiáng)劑，體現(xiàn)出了優(yōu)異的阻燃性、耐油性和耐寒性，同時(shí)在室溫下具有良好的機(jī)械性能，可以應(yīng)用于在惡劣條件下使用的鐵路機(jī)車電纜護(hù)套材料。表 權(quán)利要求
1.一種鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于包括以下組份100質(zhì)量份的生膠基體，所述生膠基體包括醋酸乙烯酯(VA)含量為50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (EVM) 10 30質(zhì)量份、所述的醋酸乙烯酯(VA)含量為70%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (EVM) 10 30質(zhì)量份、低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠80 40質(zhì)量份；還包括阻燃劑100 180質(zhì)量份、增強(qiáng)劑0 60質(zhì)量份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5 5質(zhì)量份、增塑劑5 30質(zhì)量份、交聯(lián)劑1 5質(zhì)量份、交聯(lián)助劑1 5質(zhì)量份。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVM)與低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物共混，形成以EVM為連續(xù)相，低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物為分散相，兩相均采用過(guò)氧化物交聯(lián)體系進(jìn)行硫化。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的橡膠包括低密度聚乙烯(Tg為-120°C)、甲基乙烯基硅橡膠 (Tg 為_(kāi)125°C )、三元乙丙橡膠(Tg為-60°C )和低丙烯腈含量的HNBR(Tg為-40°C )。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的阻燃劑為金屬氫氧化物。
5.如權(quán)利要求4所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于其中所述金屬氫氧化物為納米氫氧化物或微米氫氧化物并與紅磷，硼酸鋅等進(jìn)行協(xié)同阻燃，所述金屬氫氧化物的表面用硅烷進(jìn)行了表面處理。
6.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的增強(qiáng)劑為細(xì)粒子炭黑N115、N330或白炭黑。
7.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于其中所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷A171、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、乙烯基三乙氧基硅烷KH151。
8.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、癸二酸二辛酯(DOS)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料，其特征在于所述的交聯(lián)劑為過(guò)氧化物過(guò)氧化二異丙基苯(DCP)或2，5-二甲基-2，5 ( 二叔丁過(guò)氧基)-3-己炔 (雙-2，5)；交聯(lián)助劑為三烯丙基異腈脲酸脂(TAIC)或三烯丙基腈脲酸脂(TAC)。
10.一種制造權(quán)利要求1所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃護(hù)套材料的方法，包括以下步驟(1)在密煉機(jī)中加入生膠基體；(2)在密煉機(jī)中加入上述質(zhì)量份的阻燃填料、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)填料、硅烷偶聯(lián)劑、增塑劑、 硫化促進(jìn)劑、硫化劑，將上述組分混煉均勻得到混煉膠，控制密煉機(jī)混合器溫度90°C以下；(3)用硫化儀測(cè)得混煉膠體的硫化參數(shù)t90；(4)在平板硫化機(jī)上制取試片，取參數(shù)t90加1 aiiin為正硫化時(shí)間，壓力為14Mpa， 溫度為1700C ；(5)所述的鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵路機(jī)車用無(wú)鹵阻燃電纜護(hù)套材料及其制備方法，包括100重量份的生膠，100～180重量份的金屬氫氧化物作為阻燃劑，0～60重量份的炭黑或白炭黑作為增強(qiáng)劑，0.5～5重量份的硅烷偶聯(lián)劑，5～30重量份的增塑劑，1～5重量份交聯(lián)劑，1～5重量份交聯(lián)助劑，采用共混技術(shù)制備。本發(fā)明的護(hù)套材料具有優(yōu)異的阻燃性能，耐油性能和耐低溫性能，適用于鐵路機(jī)車電纜護(hù)套中，可以滿足無(wú)鹵阻燃機(jī)車電纜的要求。
文檔編號(hào)C08K3/38GK102382358SQ20111035989
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者崔斌, 張漫, 張立群, 李嶸, 李海全, 田明, 解向前, 鄒華, 陳培 申請(qǐng)人:中天科技裝備電纜有限公司