矿用电缆橡皮绝缘料和橡皮护套料

摘要

本发明是关于对矿用电缆橡皮绝缘料和橡皮护套料的改进，其特征是交联剂均采用双叔丁过氧异丙基苯，橡胶护套料还采用葵二酸二辛酯作增塑剂，轻质氧化镁作稳定剂，三氧化二锑作阻燃剂，氢氧化铝和/或氢氧化镁作阻燃填充剂。以此橡胶绝缘料及护套制得的矿用电缆，不仅具有环保，各项指标检测均符合RoHS要求，而且能满足矿用电缆标准要求。

权利要求

1.矿用电缆橡皮绝缘料基本组成为：

100重量份的三元乙丙；

5-20重量份的补强剂；

2-5重量份的双叔丁过氧异丙基苯交联剂；

2-5重量份交联助剂；

10-35重量份的增塑剂；

1-2重量份的偶联剂；

2-3重量份的防老剂；

60-120重量份的填充剂。

2.矿用电缆橡皮护套料基本组成为：

100重量份的氯化聚乙烯；

30-50重量份的补强剂；

2-5重量份的双叔丁过氧异丙基苯交联剂；

2-5重量份交联助剂；

10-20重量份的葵二酸二辛酯增塑剂；

6-12重量份的轻质氧化镁稳定剂；

10-15重量份的三氧化二锑阻燃剂；

30-80重量份的氢氧化铝和/或氢氧化镁阻燃填充剂。

3.根据权利要求2所述矿用电缆橡胶护套料，其特征在于所说阻燃填充剂为氢氧化铝和氢氧化镁。

说明书

矿用电缆橡皮绝缘料和橡皮护套料

技术领域

[0001] 本发明是关于对矿用电缆橡皮绝缘料和橡皮护套料的改进，尤其涉及一种符合RoHS环保要求和无味的矿用电缆橡皮绝缘料和橡皮护套料。

背景技术

[0002] 橡套电缆，是由橡皮绝缘和橡皮护套组成的电缆，而矿用橡套电缆，由于使用环境较其他地方更为恶劣，因此对电缆绝缘和护套要求更加苛刻。

[0003] 现有矿用橡套电缆橡皮绝缘料，是由三元乙丙为基料，加入公知量的补强剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、偶联剂、防老剂及填充剂混合硫化而成，而配方中使用的交联剂，基本都是过氧化二异丙苯(DCP)。而此交联剂在硫化时会产生带有强烈刺激性气味的苯乙酮有毒气体，使用过程也会产生臭味，不符合日益提高的环保要求，尤其是欧州RoHS认证。

[0004] 现有矿用橡套电缆橡皮护套料，是由氯化聚乙烯为基材(100份)，加入3-6份含铅盐稳定剂、3-5份过氧化二异丙苯(DCP)交联剂、30-50份补强剂、40-80份碳酸钙填充剂、10-20份氯化石蜡和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂，6-10份十溴联苯醚阻燃剂硫化而成。
由上述组份硫化成的矿用电缆橡皮护套，不仅含有大量的铅、邻苯二甲酸二辛酯、十溴联苯醚等有害物质，而且在硫化过程中DCP会产生带有强烈刺激性气味的苯乙酮有毒气体，以至在使用过程中也有臭味，且电缆一旦燃烧会产生大量的黑烟及腐蚀性气体，产生的浓烟会妨碍避难逃生及抢救，腐蚀性气体吸入人体会罹患水肿甚至死亡，同时也腐蚀机器设备，造成财产损失。尤其是地下矿井本身生存环境恶劣，电缆燃烧产生有毒气体，将会加重灾害。

[0005] 随着世界对环保的日益重视，“绿色环保电缆”(ECO)理念得到日益重视，为此人们争相开发不含有害物质及无臭味的环保电缆，由于技术原因目前较多仅限于传统聚氯乙稀、聚乙烯电缆料，如中国专利CN200510036321.8所述PVC、EVA、PP组成的电缆料。

[0006] 而矿用橡套电缆的橡皮绝缘和橡皮护套，对橡皮要求较高，绝缘要有较高电性能，如前述采用三元乙丙，护套要求较高的机械性能，如前述采用氯化聚乙烯。为满足矿用电缆标准要求，他们都有特定的辅料，例如交联剂不同，所得橡皮绝缘和橡皮护套的性能相差很大，甚至不能满足矿用电缆要求，再如稳定剂不同，也会影响橡皮性能，可能不能用作矿用电缆绝缘或护套。而目前能够使用在矿用电缆绝缘和护套上的辅料，均不符合高环保要求，仍含有镉、铅、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质，因此导致目前基本没有符合环保要求的矿用电缆橡皮绝缘和橡皮护套料。

[0007] 中国专利CN200410050810.4介绍了一种电缆用橡皮，其组成为34.50～35.50氯化聚乙烯，0.90～1.50过氧化二异丙苯(DCP)硫化剂，1.30～0.80三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)交联助剂，0.20～0.60三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)硫化助剂，6.20～3.50氧化镁稳定剂兼活化剂，6.60～4.40邻苯二甲酸二辛酯增塑剂，聚乙烯蜡作软化剂，
15.30～23.00微细滑石粉，33.00～28.05沉淀碳酸钙填充剂，0.80～1.20聚乙烯蜡，
0.70～1.10石蜡，0.50～0.35 2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合物防老化剂RD。发明目的排除容易使导体发黑物质，达到包覆铜导体不发黑变色；由于基料氯化聚乙烯电性能较差，只能用于家用电器等电性能要求较低的绝缘，而不能用于电性能要求高的矿用电缆；
再就是，该橡皮仍然采用DCP硫化剂，同样存在前述有臭味的缺点，而且配方中还含有有毒物质邻苯二甲酸二辛酯，不符合环保要求。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种硫化时不产生苯乙酮有毒气体，使用中也不会有臭味的矿用电缆橡皮绝缘料。

[0009] 本发明另一目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种不含有铅、镉、邻苯二甲酸二辛酯、十溴联苯醚等有害物质，燃烧发烟量低，以及在硫化时不产生苯乙酮有毒气体的矿用电缆橡皮护套料。

[0010] 本发明矿用电缆橡皮绝缘料，主要改进是筛选采用双叔丁过氧异丙基苯(BIPB)交联剂，替代过氧化二异丙苯(DCP)交联剂，并同时能满足矿用电缆橡皮绝缘要求。具体说，本发明矿用电缆橡皮绝缘料基本组成为：

[0011] 100重量份的三元乙丙；

[0012] 5-20重量份的补强剂；

[0013] 2-5重量份的双叔丁过氧异丙基苯(BIPB)交联剂；

[0014] 2-5重量份交联助剂；

[0015] 10-35重量份的增塑剂；

[0016] 1-2重量份的偶联剂；

[0017] 2-3重量份的防老剂；

[0018] 60-120重量份的填充剂。

[0019] 本发明矿用电缆橡皮绝缘料中，三元乙丙、补强剂、交联助剂、增塑剂、偶联剂、防老剂、填充剂，为采用现有生产矿用电缆橡皮绝缘材料，例如采用白碳黑作补强剂；采用三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三甲羟基丙烷三甲基丙烯基丙烯酸酯(TMPM)、二甲基丙烯酸乙烯酯(EDMA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)作交联助剂；采用石蜡油、环烷油、汽缸油、石蜡、微晶石蜡作增塑剂；采用乙烯基-三-(β-甲氧·乙氧基)硅烷(A-172)、γ-甲基丙烯酰丙基·三甲基硅烷(A-174或KH570)、二甲基丙烯酸乙二醇酯作偶联剂；采用2-硫醇基苯并咪唑(MB)、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合物(RD)、2，2′-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(2246)作防老剂；采用煅烧陶土、微细滑石粉、碳酸钙、活性碳酸钙作填充剂。

[0020] 本发明矿用电缆橡皮绝缘料制备，与原橡皮绝缘料制备基本相同，无特别区别，并可加入活性剂和着色颜料。

[0021] 本发明矿用电缆橡皮护套料，主要通过选择改用不含有害物质的交联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、填充剂，及调整相互用量，使所得护套料，不含有铅、镉、邻苯二甲酸二辛酯、十溴联苯醚等有害物质，并具有燃烧发烟量低，以及在硫化时不产生苯乙酮有毒气体，同时能满足矿用橡套电缆橡皮护套要求。具体说，本发明矿用电缆橡皮护套料基本组成为：

[0022] 100重量份的氯化聚乙烯；

[0023] 30-50重量份的补强剂；

[0024] 2-5重量份的双叔丁过氧异丙基苯(BIPB)交联剂；

[0025] 2-5重量份交联助剂；

[0026] 10-20重量份的葵二酸二辛酯(DOS)增塑剂；

[0027] 6-12重量份的轻质氧化镁稳定剂；

[0028] 10-15重量份的三氧化二锑阻燃剂；

[0029] 30-80重量份的氢氧化铝和/或氢氧化镁阻燃填充剂。

[0030] 本发明中氯化聚乙烯、补强剂、交联助剂，为采用现有生产矿用电缆橡皮护套材料，例如采用高耐磨碳黑N-230、快压出炉黑N-550、半补强碳黑、白碳黑作补强剂；采用三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三甲羟基丙烷三甲基丙烯基丙烯酸酯(TMPM)、二甲基丙烯酸乙烯酯(EDMA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)作交联助剂。

[0031] 本发明矿用电缆橡皮护套料中，阻燃填充剂一种更好是氢氧化铝、氢氧化镁混合使用。

[0032] 本发明矿用电缆橡皮护套料制备，与原橡皮护套料制备基本相同，无特别区别，并可加入润滑剂和着色颜料。

[0033] 本发明矿用电缆橡皮绝缘料，由于采用双叔丁过氧异丙基苯(BIPB)交联剂，替代过氧化二异丙苯(DCP)交联剂，交联及使用过程中无有害苯乙酮臭味，符合日益提高的环保要求，并能满足矿用电缆橡皮绝缘标准要求。矿用电缆橡皮护套料中，由于采用双叔丁过氧异丙基苯交联剂，替代过氧化二异丙苯(DCP)交联剂，以及采用葵二酸二辛酯增塑剂、轻质氧化镁稳定剂、三氧化二锑阻燃剂、低烟低卤氢氧化铝和/或氢氧化镁阻燃填充剂，使所得护套料，不仅不含有铅、镉、邻苯二甲酸二辛酯、十溴联苯醚等有害物质，在硫化时不产生刺激性苯乙酮气体，使用时也无臭味产生，低烟低卤，燃烧发烟量低，生产、使用时均具有环保性；而且能满足矿用橡套电缆橡皮护套标准要求。采用本发明橡皮绝缘料与橡皮护套料所生产的矿用橡套电缆，完全能够达到欧盟《电气、电子设备中限制使用某些有害物资指令》(RoHS)要求。本发明橡皮绝缘料与护套料，由于均选择采用双叔丁过氧异丙基苯(BIPB)作交联剂，因此在硫化体中均含有异丙基苯基团，这是本发明橡皮绝缘料及护套料，区别于现有技术的一个重要鉴别特征。

[0034] 以下结合几个具体实施方式，进一步说明本发明。

具体实施方式

[0035] 实施例：按表一、二重量份配比，按常规方法进行配料、混炼、出片后得到橡皮绝缘与橡皮护套料，然后按常规进行绝缘挤出、成缆、护套挤出得到矿用电缆。

[0036] 实施例样品经抗拉强度及伸长率等物理机械性能测试，均符合矿用电缆产品规范表一、表二。

[0037] 实施例样品经燃烧试验，发烟量、燃烧气酸碱度、毒性指数、苯乙酮含量等结果如表三。

[0038] 实施例样品铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴联苯醚含量检测(RoHS检测)，结果如表三，完全符合RoHS要求。

[0039] 表一 比较例、实施例橡皮绝缘料组成及性能

[0040]

[0041] 说明：矿用橡皮绝缘抗拉强度(MPa)、断裂伸长率(％)、老化后抗拉强度变化率％、老化后断裂伸长率变化率％标准值，分别为6.5、200、±30、±30。试验老化条件为：135±2℃*168h。

[0042] 表二 比较例、实施例橡皮护套料组成及性能

[0043]

[0044] 说明：矿用橡皮护套抗拉强度、断裂伸长率、老化后抗拉强度变化率、老化后断裂伸长率 变化率标准值，分别为11.0、250、-15、200、-25。老化条件为：100±2℃*168h。

[0045] 表三 燃烧、RoHS试验结果