一种潜油泵用耐油防火柔软型电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]热塑性聚氨酯是由二异氰酸酯、多元醇和扩链剂聚合而成的弹性体材料，其具有高强度、高弹性、耐磨、耐油、耐气候、耐低温、柔软等特点，这是综合任何橡胶和塑料不全具备的。按照分子结构可以分为聚醚型和聚酯型两大类，由于电缆的使用环境较复杂，要求的使用寿命在10年以上，而聚酯型聚氨酯的高温耐水解性能较差，且低温柔韧性也不及聚醚型，故在电缆领域多使用聚醚型聚氨酯材料。聚醚型聚氨酯材料的氧指数只有18%，属于易燃材料，且燃烧时具有浓烟并伴有有毒气体和严重熔滴，而且聚氨酯的价格相对比较高，这就限制了在电缆行业上面的应用，因此需要对聚醚型聚氨酯进行阻燃改性以及成分上面的交联改性。PVC的成本低、应用广，是一种重要的通用塑料，有研究将聚醚型聚氨酯与PVC共混，得到成本低、加工性能佳的材料。本发明则希望通过聚醚型聚氨酯与PVC进行交联改性，通过阻燃成分的添加，制备出一种成本低、应用范围广、阻燃防火性能优异、加工流动性好、耐低温性能佳的软性电缆护套料。
[0003]潜油栗电力电缆是潜油电栗机组配套使用的专用电缆，它不同于普通电力电缆，常敷设于油井中，油井中工作条件恶劣，常处于高温、高压以及含油气等腐蚀性很强的环境中，这类电缆的耐油、防火性能要求很高。目前，国内潜油电栗电缆大多采用乙丙橡胶和丁腈橡胶所制，而乙丙橡胶耐热性能只能达到90°C，耐油性也差；丁腈橡胶虽具有优异的耐油性能，但耐高温性能较差；因此，急需开发一种能够在高温下使用的耐油电缆料，用于制造潜油栗电力电缆。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，由下列重量份的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、防焦剂CTP0.8_1、聚乙烯蜡3-4、硅微粉5-6、氧化铈6-7、甲基乙烯基硅橡胶7-8、聚乙烯醇2_3、乙烯基三丁酮肟基硅烷1.2-1.4、吐温 80 1-1.3、水适量。
[0006]所述一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，由以下具体步骤制成:
(I)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130°C，开练3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
(2)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒，得到交联改性母料；
(3)将硅微粉与氧化铈混合，加入溶于20倍量水的吐温80，搅拌均匀均匀后，加入乙烯基三丁酮肟基硅烷，加热至60°C搅拌20分钟，抽滤取沉淀，放入烘箱中80°C的温度烘干待用；将甲基乙烯基硅橡胶放入密炼机中，以160°C的温度密炼5分钟后，加入聚乙烯醇、上述烘干的粉末，继续密炼8分钟后倒出，冷却至室温后粉碎，过400目筛，得到改性填料；
(4)将步骤(2)得到的交联改性母料与步骤(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150°C的温度挤出造粒即得。
[0007]本发明的优点是:本发明在聚醚型聚氨酯的改性中采用二乙基次膦酸铝和氰尿酸三聚氰胺为主阻燃剂，复配钛酸铝，协同作用，能有效提高燃烧过程的成炭量，且使得炭层更致密，同时也降低了最大热释放速率，显示出优异的阻燃防火功效；再利用PVC与改性后的聚醚型聚氨酯进行交联，阻燃性能进一步增强，不仅保持了聚氨酯柔软、耐磨、耐低温的性质，同时降低了成本，提高了交联物料的热稳定性，更适合市场需求。
[0008]本发明添加甲基乙烯基硅橡胶作为功能型成分，通过一系列的工艺，添加硅微粉、氧化铈、聚乙烯醇等制成具有耐油性质的功能填料，制成的电缆料具有优良的耐候性、防火阻燃性、耐化学药品性、耐油性，并且具有良好的抗撕裂、耐弯曲和耐磨等物理机械性能。
【具体实施方式】
[0009]—种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100、二乙基次膦酸铝20、氰尿酸三聚氰胺17、钛酸铝4.3、PVC50、交联剂TAIC1.6、硬脂酸钙6、乙酰柠檬酸三丁酯20、防焦剂CTP0.8、聚乙烯蜡3、硅微粉5、氧化铈6、甲基乙烯基硅橡胶7、聚乙烯醇2、乙烯基三丁酮肟基硅烷1.2、吐温80 1、水适量。
[0010]所述一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，由以下具体步骤制成:
(1)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130°C，开练3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料；
(2)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒，得到交联改性母料；
(3)将硅微粉与氧化铈混合，加入溶于20倍量水的吐温80，搅拌均匀均匀后，加入乙烯基三丁酮肟基硅烷，加热至60°C搅拌20分钟，抽滤取沉淀，放入烘箱中80°C的温度烘干待用；将甲基乙烯基硅橡胶放入密炼机中，以160°C的温度密炼5分钟后，加入聚乙烯醇、上述烘干的粉末，继续密炼8分钟后倒出，冷却至室温后粉碎，过400目筛，得到改性填料；
(4)将步骤(2)得到的交联改性母料与步骤(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150°C的温度挤出造粒即得。
[0011]将本发明材料应用于电缆的生产，电缆产品经检测，达到的指标如下:抗张强度为22.1MPa,断裂伸张率为311%，氧指数彡30%，阻燃性能达到UL-94 V-O级。
【主权项】
1.一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、防焦剂CTP0.8-1、聚乙烯蜡3-4、硅微粉5-6、氧化铈6-7、甲基乙烯基硅橡胶7-8、聚乙烯醇2_3、乙烯基三丁酮肟基硅烷1.2-1.4、吐温80 1-1.3、水适量。2.根据权利要求1所述一种潜油栗用耐油防火柔软型电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将二乙基次膦酸铝、氰尿酸三聚氰胺、钛酸铝、一半量的硬脂酸钙放入高速混合机中，常温下以1000转/分的速度搅拌10分钟后，然后加热至80°C，以1200转/分的速度搅拌15分钟，得到分散均匀的复配阻燃剂；将聚醚型聚氨酯放置在温度为90°C的鼓风干燥箱中干燥3小时，密封冷却至室温后取出后送入双辊开炼机，控制前后辊温度均为130°C，开练3分钟，再加入复配阻燃剂，继续开练8分钟后倒出，送入双螺杆挤出机中，在温度为140°C的条件下挤出造粒，得到阻燃改性聚醚型聚氨酯母料； (2)将PVC、交联剂TAIC、乙酰柠檬酸三丁酯以及剩余的硬脂酸钙加入到高速混合机中，控温100°C，以1000转/分的速度搅拌10分钟，然后将物料放入冷混机中，以200转/分的速度搅拌，直至物料冷却至室温时加入步骤(2)得到的阻燃改性聚醚型聚氨酯母料，在常温下以1000转/分的速度混合5分钟后出料，再将混合好的物料送入平行双螺杆挤出机中，混合30分钟，控制挤出温度为145°C，挤出造粒，得到交联改性母料； (3)将硅微粉与氧化铈混合，加入溶于20倍量水的吐温80，搅拌均匀均匀后，加入乙烯基三丁酮肟基硅烷，加热至60°C搅拌20分钟，抽滤取沉淀，放入烘箱中80°C的温度烘干待用；将甲基乙烯基硅橡胶放入密炼机中，以160°C的温度密炼5分钟后，加入聚乙烯醇、上述烘干的粉末，继续密炼8分钟后倒出，冷却至室温后粉碎，过400目筛，得到改性填料； (4)将步骤(2)得到的交联改性母料与步骤(3)得到的改性填料以及其余剩余成分共同送入双螺杆挤出机中，混合10分钟后，以150°C的温度挤出造粒即得。
【专利摘要】本发明公开了一种潜油泵用耐油防火柔软型电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：聚醚型聚氨酯100-102、二乙基次膦酸铝20-21.5、氰尿酸三聚氰胺17-18、钛酸铝4.3-4.5、PVC50-52、交联剂TAIC1.6-1.8、硬脂酸钙6-7、乙酰柠檬酸三丁酯20-22、防焦剂CTP0.8-1、聚乙烯蜡3-4、硅微粉5-6、氧化铈6-7、甲基乙烯基硅橡胶7-8、聚乙烯醇2-3、乙烯基三丁酮肟基硅烷1.2-1.4、吐温80？1-1.3、水适量。本发明制成的电缆料具有优良的耐候性、防火阻燃性、耐化学药品性、耐油性，并且具有良好的抗撕裂、耐弯曲和耐磨等物理机械性能。
【IPC分类】H01B3/30, C08L75/08, C08J3/24, C08K5/3492, C08K13/06, C08L29/04, C08K5/098, C08K9/06, C08K5/5313, C08K3/36, C08L27/06, C08J3/22, C08K5/11, C08L83/07, C08K3/24, C08K3/22
【公开号】CN105131579
【申请号】CN201510602272
【发明人】张元船, 赵欣泰, 杨茂明, 华齐东
【申请人】安徽徽宁电器仪表集团有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月21日