专利名称：一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆材料，具体是一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮配方。
背景技术：
近几十年来，塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品得到蓬勃发展，它们正迅速代替钢材、金属、水泥及木材、棉等天然聚合物，广泛应用于工业、农业、军事等国民经济的各个部门。但大多合成材料属于易燃、可燃材料，而阻燃材料则往往含有很高的卤素， 在燃烧过程中可产生大量的有毒气体，造成对环境的危害，对人们的生命安全形成巨大威胁，因此,如何提高合成材料的阻燃性能并降低其燃烧时产生的毒性物质，已成为一个急需解决的问题。当今世界，每年因火灾造成的人员及财产损失十分巨大，预防火灾成为人们心中十分迫切的愿望。造成人员大量伤亡的主要原因是可燃材料在燃烧时释放的烟和有毒气体。据英国和日本统计，死亡于烟和有毒气体与死亡于火烧的人体大体相同，均为40°/Γ50%， 美国消防基金会的统计资料表明，火灾中80%的死亡是由于吸入毒性气体造成。马岛战争中，中弹的英国军舰上死亡的300多名官兵中，绝大多数受害者是有燃烧的PVC电缆所释放出的含一氧化碳和氯化氢的烟气所致，而2003年韩国大邱地铁车辆火灾事故中，92%的遇难者是由于大量含有毒性物质的烟雾致死。煤矿用电缆在过去的二十多年实践过程中，经历了由非阻燃到阻燃的革新，但现行的煤矿用阻燃电缆，其护套材料大多采用含氯聚合材料，一旦遇火燃烧，其释放出的烟雾量非常大，用IEC60134测得的透光率在10%以下，而且其释放的氯化氢气体含量则高达 20(T300mg/g。如此浓的烟雾，再加上燃烧时产生的氯化氢、硫化氢和一氧化碳等有毒气体， 刺激着人们的呼吸系统并导致血液中毒，加之井下环境较为狭窄，受灾人员很难及时逃离火灾现场。在我国煤矿火灾事故中，受害于这种“二次伤害”的人数也是非常可观的。为此，研制煤矿用低烟低卤环保型阻燃电缆料配方和在煤矿井下应用低烟低卤环保型电缆是非常必要和重要的，也是矿用电缆发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，它既能满足矿用电缆的阻燃需要，又具有低烟低卤、环保的性能。为达到上述目的，本发明采取的解决方案有两种，其中
第一种环保型低烟低齒矿用电缆护套橡皮，其包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁1(Γ15份，环保稳定剂3飞份，微晶蜡51份，白炭黑15 25份，纳米陶土 15 25份，氢氧化铝15 25份，环保复合阻燃剂15 25份，DCP 3飞份，PDM (间亚苯基双马来酰亚胺)3 5份，RD (2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)1 2份，IPPP 10 15份，
3联苯胺黄或耐晒红:Γ5份。它适用于彩色护套。第二种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁1(Γ15份，环保稳定剂3飞份，微晶蜡5 8份，白炭黑1(Γ15份，炭黑 5 10份，纳米陶土 15 25份，氢氧化铝15 25份，环保复合阻燃剂15 25份，DCP 3 5份，PDM 3飞份，RD I 2份，IPPP 1(Γ15份。它适用于黑色护套。上述环保稳定剂最好为环保钙锌稳定剂，环保复合阻燃剂最好为环保铝镁复合阻燃剂。本发明制备的环保型低烟低卤矿用电缆橡皮，经试验，既能充分满足矿用电缆的需要，还具有低烟低卤、环保的特点，满足了特种电缆特别是矿用电缆的需要。
图I为本配方生产工艺流程图。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步描述。实施例I
一种彩色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁15份，环保钙锌稳定剂5份，微晶蜡5份，白炭黑20份，纳米陶土 20 份，氢氧化铝20份，环保铝镁复合阻燃剂20份，DCP 5份，PDM 3份，RD I份，IPPP 10份， 联苯胺黄或耐晒红3份。它适用于护套。一种黑色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁15份，环保钙锌稳定剂5份，微晶蜡5份，白炭黑15份，炭黑5份， 纳米陶土 20份，氢氧化铝20份，环保铝镁复合阻燃剂20份，DCP 5份，PDM 3份，RD I份， IPPP 10 份。实施例2
一种彩色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁10份，环保钙锌稳定剂3份，微晶蜡8份，白炭黑15份，纳米陶土 15 份，氢氧化铝15份，环保铝镁复合阻燃剂15份，DCP 3份，PDM 5份，RD 2份，IPPP15份，联苯胺黄或耐晒红5份。一种黑色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁10份，环保钙锌稳定剂3份，微晶蜡8份，白炭黑15份，炭黑10份， 纳米陶土 15份，氢氧化铝15份，环保铝镁复合阻燃剂15份，DCP 3份，PDM 5份，RD 2份， IPPP 15 份。实施例3
一种彩色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁12份，环保钙锌稳定剂4份，微晶蜡6份，白炭黑25份，纳米陶土 25 份，氢氧化铝25份，环保铝镁复合阻燃剂25份，DCP 4份，PDM 4份，RD 2份，IPPP 12份， 联苯胺黄或耐晒红4份。一种黑色环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，包括以下组份和重量份数氯化聚
4乙烯橡胶100份，氧化镁12份，环保钙锌稳定剂4份，微晶蜡6份，白炭黑25份，炭黑8份， 纳米陶土 25份，氢氧化铝25份，环保铝镁复合阻燃剂25份，DCP 4份，PDM 2份，RD 2份， IPPP 12 份。组份说明
氯化聚乙烯橡胶具有良好的机械性能、阻燃性能、耐热性能、耐油性能，且加工性能优异，是如今在矿用软电缆护套中应用的最广泛的材料。在MT818-2009中规定，外护套橡皮应符合GB7594-1987中XH-03A型要求，且抗撕裂不低于5N/mm，故在配方设计时，我们既要考虑阻燃性、高抗撕性，又要考虑低烟低卤环保性。因此，对各体系材料选择如下
I、生胶的选择
用于电线电缆护套材料的氯化聚乙烯中，最常用的是氯含量为35%的类型，此类型的氯化聚乙烯橡胶具有良好的阻燃性能，且卤素含量适中，适合于作为生产低烟低卤环保型矿用电缆护套橡皮的骨架材料。而氯含量为35%的氯化聚乙烯橡胶又分为低等门尼、中等门尼和高等门尼三类，从产品的物理机械性能及胶料加工性能出发，我们选择中等门尼型的氯化聚乙烯橡胶Weiprene 6135。2、硫化体系的选择
氯化聚乙烯橡胶最常用的硫化体系为过氧化物硫化体系，在过氧化物硫化剂中，我们采用最常用的过氧化二异丙苯(DCP)，同时为了达到更好的交联效果，使得胶料具有更好的物理机械性能，我们选用PDM作为助硫化剂。3、阻燃剂的选择
氯化聚乙烯橡胶中最常用的阻燃剂是三氧化二锑，但由于三氧化二锑在燃烧过程中发烟量较大，故不适合用于低烟低卤环保型材料；氢氧化物具有抑烟效果，但由于其阻燃性能较差，需大量填充才可实现较好的阻燃效果，但大量填充后对胶料的物理机械性能影响较大；有机阻燃剂阻燃效果虽好，但其燃烧后生产的物质大多具有酸性，也不适合用于低烟低卤环保型材料。综合上述情况，我们选择了一种高效的复合阻燃剂，这种阻燃剂不含有卤素，具有抑烟效果和环保性，另外，选用适量氢氧化铝用以降低燃烧时的发烟量。4、填充剂的选择
由于炭黑对阻燃效果有一定影响，故不选择炭黑作为补强剂，另外由于对护套料有抗撕裂要求，因此，选择白炭黑作为补强材料，也利于提升护套料的抗撕裂性能。但白炭黑用量不能过多，否则影响胶料加工性能及延迟硫化，需选择另外一种补强材料，我们选择了一种纳米补强陶土，此种陶土具有较好的补强性能，对提升护套料抗撕裂也是有利的，该陶土呈弱碱性，对硫化影响较小，还能降低护套胶料的门尼粘度，提升护套胶料加工性能。5、增塑剂的选择
增塑剂中，石蜡材料使用十分普遍，我们选用微晶石蜡，微晶石蜡易分散，加工性好，还能使护套胶料具有一定的耐臭氧性。在选择操作油时，氯化石蜡虽具有良好的阻燃性能，但在燃烧时它能增加氯化氢释放量，不适合低烟低卤环保型护套橡皮中使用，而邻苯二甲酸二辛酯(DOP)其阻燃性较差，且氯化石蜡及DOP是欧盟REACH环保指令中的高度受关注物质，不符合环保要求。于是我们选择了一种含磷的增塑剂，磷酸三异丙基苯酯(IPPP),其具有一定的阻燃性能，且不含卤素元素，也符合欧盟环保要求。6、其他助剂由于氯化聚乙烯在长期使用过程中会分解氯化氢加速其老化，故需选用一些可吸收氯化氢的材料作为稳定剂，氧化镁除作为硫化活性剂外，可吸收一定量的氯化氢，另外我们选用一种环保稳定剂，由于其不含铅，与传统的含铅类稳定剂相比更具有环保性。氯化聚乙烯主链为饱和结构，耐热老化性能较好，但仍需加入适量的防老剂以满足老化要求，故我们选用耐热老化较好且对硫化影响较小的RD作为防老剂。经过多次的配方试验研究，最终，我们试验了两个环保型低烟低卤护套橡皮配方， 试验结果见表I。表I环保型低烟低卤护套橡皮配方试验结果
权利要求
1.一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁1(Γ15份，环保稳定剂3飞份，微晶蜡51份，白炭黑15 25份， 纳米陶土 15 25份，氢氧化铝15 25份，环保复合阻燃剂15 25份，DCP 3飞份，PDM 3飞份， RD Γ2份，IPPP 1(Γ15份，联苯胺黄或耐晒红3 5份。
2.根据权利要求I所述的环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于所述环保稳定剂为环保钙锌稳定剂。
3.根据权利要求I或2所述的环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于所述环保复合阻燃剂为环保铝镁复合阻燃剂。
4.一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于包括以下组份和重量份数氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁1(Γ15份，环保稳定剂3飞份，微晶蜡51份，白炭黑1(Γ15份， 炭黑5 10份，纳米陶土 15 25份，氢氧化铝15 25份，环保复合阻燃剂15 25份，DCP 3飞份，PDM 3 5 份，RD Γ2 份，IPPP 10 15 份。
5.根据权利要求4所述的环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于所述环保稳定剂为环保钙锌稳定剂。
6.根据权利要求4或5所述的环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其特征在于所述环保复合阻燃剂为环保铝镁复合阻燃剂。
全文摘要
本发明公开了一种环保型低烟低卤矿用电缆护套橡皮，其材料组分如下氯化聚乙烯橡胶100份，氧化镁10~15份，环保稳定剂3~5份，微晶蜡5~8份，白炭黑15~25份，纳米陶土15~25份，氢氧化铝15~25份，环保复合阻燃剂15~25份，DCP3~5份，PDM3~5份，RD1~2份，IPPP10~15份，联苯胺黄或耐晒红3~5份，它既能满足矿用电缆的阻燃需要，还具有低烟低卤、环保的性能。
文档编号H01B3/44GK102604244SQ20121007280
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者陆荻茜 申请人:无锡市沪安电线电缆有限公司