专利名称：氯化聚乙烯绝缘料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及电线电缆加工领域，具体地说，本发明是一种氯化聚 乙烯绝缘料组合物。
背景技术：
目前，现有额定电压300/500V的橡皮绝缘固定敷设电线，其外 部均设有石蜡、沥青、纤维或护套，此类物质对人体健康具有较大的 危害性，且在风雨、阳光(紫外线)、热、臭氧等因素影响下， 一般 3_4年后就会因老化而逐渐脱落，不仅进一步污染环境，且使绝缘完
全暴露，从而加速绝缘老化，影响电线的使用寿命及安全。此外，其 产品外观只能为黑色或暗色，且表面粗糙，不利于分相和穿管敷设。 目前在绝缘电线加工中存在的主要问题是CPE系列配方问题， 无论CPE绝缘橡胶还是护套橡皮，国内各厂家的具体应用中都存在 配方不成熟这方面的问题，以至产品质量出起泡、起孔和破口等不合 格问题，从而不仅无法大量运用CPE，而且反而因废品增多增加了生 产成本。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提出了一种氯化聚乙烯绝缘料组合物， 适用于300/500V橡皮绝缘用固定敷设电线做绝缘用。 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案 一种氯化聚乙烯绝缘料组合物，包含以下重量份的成分-氯化聚乙烯60份 EPDM40份复合稀土稳定剂REC-LS5-8份 噻二唑类衍生物硫化剂3-5份 醛胺縮合物促进剂 1.5-2份。
噻二唑类衍生物硫化剂优先选择噻二唑1680。醛胺縮合物促进 剂优先选择促进剂VOR240。
该氯化聚乙烯绝缘料组合物，还包含以下重量份的成分
活性剂RA5-6份
绝缘改性剂LR5-6份
表面处理剂ZnSt0.5-1份
加工助剂WB222 2-3份
微晶石蜡2-3份
防老剂RD1-2份
三辛酯TOTM 15-20份
纳米高活性陶土 15-20份
白滑石40-50份
纳米碳酸钙40-50份。
一种绝缘电缆，由电缆线芯和上述的电缆用绝缘料组合物制成。 本发明为氯化聚乙烯与乙丙橡胶并用混合物，绝缘层的综合性能 得到了全面提高。 一是耐温等级从65"C提高到了 105°C，在相同使用 条件下，其耐温等级的提高使本电缆具有使用寿命长、载流能力强、 安全性高、运行成本低的特点；二是抗张强度从5N/mn^提高到7 N/mm2，具有更好的机械性能；三是使产品具有优良的耐气候老化、 耐寒、耐油、耐酸碱、耐腐蚀、耐臭氧等性能，具有更宽广的使用场 合和更长的使用寿命。氯化聚乙烯优先选择CPE135B。 CPE135B为无规结构的饱和性、 热塑性体，几乎无结晶。它具有较低的塑化温度及门尼粘度，加工性 能优良，从而赋于制品以优异的耐候、耐屈挠、阻燃性。
EPDM，即三元乙丙橡胶，具有卓越的耐天候老化性、耐臭氧性、 耐热老化性、优良的电绝缘性以及弹性等。本发明优先选择 EPDM4045，其碘值为22，乙烯基质量分数为56%， f-j尼粘度ML: 为38 52，第三单体为乙叉降冰片烯(ENB)。
复合稀土稳定剂REC-LS，是采用稀土为主要原料，与一种或数 种阴离子基团络合或协同剂调优复配而成的。它具有优异的热稳定 性，用量少，稳定效果好，加工性能优，还具有独特的偶联增溶和内 增塑增韧、独特的偶联增容作用、增塑及增韧作用、优良的透明性、 独特的增艳功能、优异的耐候性、优异的电绝缘性能,并且无毒。外 观白色片状或微黄片状，稀土氧化物〉10.0%，加热减量<2.0%， 初熔点〉70。C。
三辛酯TOTM，即偏苯三酸三辛酯，起增塑的作用。 防老剂RD，即2，2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。 本发明找到了产品起泡、起孔和破口等问题的原因，并提出了有
效的解决方案。 原因
① 目前CPE配方一般都使用过氧化物硫化剂(如DCP)，在酸 性介质或不饱和键增塑剂中，高温硫化时过氧化物易分解成丙烯基 苯、丙酮、苯酚和水等挥发性物质，从而使胶层严重起泡、起孔、甚 至破口。
② 防老剂与过氧化物发生交联反应，影响过氧化物与CPE充分硫化，从而过氧化物分解挥发物更易引起胶层起泡、起孔、甚至破口。
③稳定剂氧化镁对CPE分解产生的HC1气体吸收效果较差，从 而也使胶层起泡、起孔、甚至破口。
橡胶电线电缆绝缘或护套生产为蒸汽连续硫化生产工艺，属 无模硫化工艺。在高温下绝缘或护套内的挥发性分解物内压大于外 压，引起胶层起泡、起孔、甚至破口。
实施前起泡、起孔和破口现状
① 25mm2以下小截面电缆上使用，其本不出现起泡、起孔和破 口现象。原因是绝缘或护套较薄，硫化时传热效率快，容易硫化定型， 挥发性物质来不及对绝缘或护套造成破坏。
② 25mi^及以上大截面电缆上使用，绝缘或护套内层断面起孔 密集严重，达到100%，绝缘或护套外层表面起泡和破口现象密集严 重，达到50%左右，外层断面没有起孔现象。总的来讲，基本上做不 出合格的成品电线电缆。
改进方案
① 硫化体系改进
采用噻二唑类衍生物硫化剂(噻二唑1680)和醛胺縮合物(促 进剂VOR240)促进剂组成硫化体系，它的优点是可以采用无模硫化 工艺，在CPE混合物的加工过程中不会分解产生影响硫化定型的有 害物质。
② 稳定体系改进
采用复合稀土稳定剂(REC-LS)，弃用氧化镁(MgO)稳定剂，充分吸收高温硫化时CPE分解产生的HC1气体分解物，并生成稳定 的金属氯化物，不对绝缘或护套层产生破坏作用。 实施后效果
不存在产品起泡、起孔和破口等问题。 本发明的优点是
1.具有较全面的技术性能CPE有优良的耐候、耐臭氧、耐热
老化性、难燃性、耐药品性和耐油性，与氯磺化聚乙烯(CSM)、氯 丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPR)性能近似，在许多场合下可替代CSM、 CR、 EPR，但我国生产的氯丁橡胶或氯磺化聚乙烯，污染严重，能 耗大，价格昂贵，在使用中还时常出现这样或那样的质量问题，而 CPE除具有上述优点外，它还具有贮存数年不变质的特点。
具体性能指标如下 A机械性能
a老化前(硫化条件为160°C， 30min):抗拉强度TS=7.6N/mm2 ;
断裂伸长率EB=430%。
b空气箱热老化试验后(136±2°C 7X24h):抗拉强度
TS=7.3N/mm2，断裂伸长率EB=380% ;抗拉强度变化率-3.95%，断
裂伸长率变化率-11.63%。
B耐臭氧性能(臭氧浓度0.025 0.03%; 25。CX30h):无裂纹。 C电性能体积电阻率9￥=1.2乂1014欧'米，击穿强度25kV/mm。 D耐酸碱性能在50%的硫酸中室温抗拉强度保持率K产0.85，
断裂伸长率保持率K2=0.80;在50%的氢氧化钠中IO(TC抗拉强度
保持率K产0.90，断裂伸长率保持率K尸0.76。2. 耐温等级高应用CPE可以把我国低压橡缆的绝缘水平从65 X:提高到国外发达国家的75—9(TC甚至105X:的水平。
3. 不会污染铜用CPE作750V及以下的软线和软电缆的绝缘， CPE绝缘线芯的铜丝一点也不会变色，这无疑又提高了线缆技术水平 的档次。
4. 配色自如CPE本身洁白如雪，因此，无论用它做绝缘或护 套，都可以根据用户要求，着成各种鲜艳的色彩，特别是红色和黄色 矿用电缆的护套，不仅颜色鲜艳而且长时间保持不变色。
具体实施例方式
实施例1
取以下原料60公斤CPE135B、 40公斤EPDM4045、 8公斤复 合稀土稳定剂REC-LS、 6公斤活性剂RA、 5公斤噻二唑1680、 2公 斤促进剂VOR240、 6公斤绝缘改性剂LR、 1公斤表面处理剂ZnSt、 3公斤加工助剂WB222、 3公斤微晶石蜡、2公斤防老剂RD、 20公 斤三辛酯TOTM、 20公斤纳米高活性陶土、 50公斤白滑石、50公斤 纳米碳酸钙。
实施例2
取以下原料60公斤CPE135B、 40公斤EPDM4045、 5公斤复 合稀土稳定剂REC-LS、 5公斤活性剂RA、 3公斤噻二唑1680、 1.5 公斤促进剂VOR240、 5公斤绝缘改性剂LR、 0.5公斤表面处理剂 ZnSt、 2公斤加工助剂WB222、 2公斤微晶石蜡、1公斤防老剂RD、 15公斤三辛酯TOTM、 15公斤纳米高活性陶土、 40公斤白滑石、40 公斤纳米碳酸钙。
实施例3取以下原料60公斤CPE135B、 40公斤EPDM4045、 7公斤复 合稀土稳定剂REC-LS、 5.5公斤活性剂RA、 4公斤噻二唑1680、 1.8 公斤促进剂VOR240、 5.5公斤绝缘改性剂LR、 0.8公斤表面处理剂 ZnSt、 2.5公斤加工助剂WB222、 2.5公斤微晶石蜡、1.5公斤防老剂 RD、 18公斤三辛酯TOTM、 18公斤纳米高活性陶土、 45公斤白滑 石、45公斤纳米碳酸钙。
复合稀土稳定剂REC-LS，由青岛崂塑建材集团公司生产。
实施例1~3采用以下的方法进行加工
本发明的加工制备方法
混炼工艺CPE135B和EPDM4045分别在^400型开炼机上塑 炼待用，按配方组份要求称量好，在橡胶密炼机上按一定加料顺序、 混炼时间及温度控制进行充分混合，最后出混合物切胶片待绝缘挤出 时用。具体采用三段式混炼工艺，如下。
A第一段混炼(塑炼)
a CPE135B在(？400型开炼机上，塑炼薄通5 6次后，按配方 规定数量称量好，存放8小时以上，方可用于混炼。
bEPDM4045在C400型开炼机上，塑炼薄通5 6次后，按配方 规定数量称量好，存放8小时以上，方可用于混炼。
B第二段混炼(未加硫混合)
a密炼机混炼时转速设定为35R/min。
b加入称量好的塑炼CPE135B和EPDM4045—混炼70秒一小料 (除硫化剂及促进剂外)、一混炼60秒一所有填充料、增塑剂TOTM —混炼150 180秒一卸料60秒，卸料温度控制在130 150°C。形成未加硫混合胶片。
c第三段混炼(加硫混合)
a密炼机加硫时转速设定为30R/min。
b按配方要求称量好未加硫混合胶片、硫化剂和促进剂，加入密 炼机，压下上顶栓混炼60秒后卸料切片，卸料温度控制在110 130 °C。形成挤出用切胶片。
挤出工艺在长径比为17:1的C90、 C150蒸汽连续硫化生产线 上，按一定温度、速度、蒸汽压力要求实现绝缘料混合物胶片在电缆 线芯上的挤制。具体工艺控制如下
A挤橡机温度控制下料口 35 45°C，机身40 50°C，机头
60 70°C，模口 80 90°C。螺杆通水冷却。
B蒸气压力1.0 1.3Mpa， 出线速度20 30米/min。 以上对本发明所提供的氯化聚乙烯绝缘料组合物进行了详细介 绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同 时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方 式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解 为对本发明的限制。
权利要求
1.一种电缆用绝缘料组合物，其特征在于，包含以下重量份的成分氯化聚乙烯 60份EPDM 40份复合稀土稳定剂REC-LS 5-8份噻二唑类衍生物硫化剂 3-5份醛胺缩合物促进剂 1.5-2份。
2. 根据权利要求1所述的电缆用绝缘料组合物，其特征在于 所述的噻二唑类衍生物硫化剂是噻二唑1680。
3. 根据权利要求1所述的电缆用绝缘料组合物，其特征在于 所述的醛胺縮合物促进剂是促进剂VOR240。
4. 根据权利要求1所述的电缆用绝缘料组合物，其特征在于， 还包含以下重量份的成分活性剂RA5-6份 绝缘改性剂LR5-6份 表面处理剂ZnSt0.5-1份 加工助剂WB222 2-3份 微晶石蜡2-3份 防老剂RD1-2份 三辛酯TOTM 15-20份 纳米高活性陶土 15-20份 白滑石40-50份纳米碳酸钙40-50份。
5. 根据权利要求1所述的电缆用绝缘料组合物，其特征在于 所述的氯化聚乙烯为CPE135B。
6. 根据权利要求1所述的电缆用绝缘料组合物，其特征在于 所述的EPDM为EPDM4045。
7. —种绝缘电缆，其特征在于由电缆线芯和权利要求1~6任 意一项所述的电缆用绝缘料组合物制成。
全文摘要
本发明公开了一种氯化聚乙烯绝缘料组合物。该绝缘料组合物包含以下重量份的成分氯化聚乙烯60份、40份EPDM、5～8份复合稀土稳定剂REC-LS、3-5份噻二唑类衍生物硫化剂、1.5-2份醛胺缩合物促进剂。本发明满足了低压橡皮绝缘电线的绝缘性能要求，同时使其具有耐气候老化、耐寒、耐油、耐高温105℃、耐酸碱、耐腐蚀、耐臭氧、成本低、任意配色等性能，并从原理上找到了电缆产品起泡、起孔和破口等不合格问题原因，从配方上解决了电缆产品起泡、起孔和破口等问题。
文档编号C08K5/00GK101290818SQ20081012718
公开日2008年10月22日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者李永辉, 李章学, 邓一权 申请人:四川川东电缆有限责任公司