CN109320863A - 矿用电缆护套材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种矿用电缆护套材料，包括以下原料：氯磺化聚乙烯70～80份、氯化聚乙烯10～20份、氯醚橡胶12～18份、硼酸锌1～3份、氯化石蜡4～8份、增塑剂8～16份、润滑剂2～6份、炭黑8～16份、双酚A 0.2～0.6份、氢氧化铝3～6份、热稳定剂2～5份及改性填料25～35份。制备方法：将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；浆状料与余下原料进行捏合，然后双螺杆挤出造粒。该矿用电缆护套材料具有很好的绝缘阻燃性能。

Description

矿用电缆护套材料及其制备方法

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种矿用电缆护套材料及其制备方法。

背景技术

近年来国内有多家电缆生产企业进行了研发，已生产出耐低温、耐紫外线、耐油、抗扭转的风力发电用电缆，成为企业新的经济增长点。近年来，各行各业都在提倡安全环保，当然电线电缆行业也不例外。

由于矿用电缆大多实在井下恶劣工作环境中使用，即高温、易燃和腐蚀性(直接接触强酸、矿物油等化学药品)等环境。因此要求矿用电缆的护套不仅具有优异的耐高温性、阻燃性(电缆及周围环境着火时，可阻止火焰蔓延，并保证电缆继续通电)，而且还要具有优异的耐酸、耐油等耐介质腐蚀性。

另外，电缆填料中碳酸钙具有一定的补强作用，但是碳酸钙具有一定的吸水性，用量过大会降低胶料的电性能，特别是对浸水电容影响很大；在阻燃电缆配方中加入过多碳酸钙会降低电缆的阻燃性能。

发明内容

本发明提出一种矿用电缆护套材料，该矿用电缆护套材料具有很好的绝缘阻燃性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种矿用电缆护套材料，包括以下原料：

氯磺化聚乙烯70～80份、氯化聚乙烯10～20份、氯醚橡胶12～18份、硼酸锌1～3份、氯化石蜡4～8份、增塑剂8～16份、润滑剂2～6份、炭黑8～16份、双酚A0.2～0.6份、氢氧化铝3～6份、热稳定剂2～5份及改性填料25～35份；所述增塑剂由乙酰柠檬酸三丁酯和过氧化苯甲酰混合而成，所述改性填料主要由碳酸钙、陶土、氧化镧与纳米二氧化硅经过煅烧改性制备得到。

优选地，所述改性填料的制备方法包括以下步骤：

1)按重量份数计算，称取碳酸钙50～60份、陶土10～20份、氧化镧6～12份与纳米二氧化硅1～4份混合均匀，加入至球磨机中，形成混合粉料，然后110～120℃温度下连续干燥，得到复合粉料；

2)在真空环境中，将步骤1)得到的复合粉料进行放电等离子烧结，加热温度为900～1100℃，保温时间为10～15min，得到烧结粉体；

3)将步骤2)烧结粉体冷却至室温，然后加入到润滑油基础油进行搅拌分散，向分散液中加入钛酸酯偶联剂，搅拌10～15min，然后进行过滤，过滤物即为改性填料。

优选地，所述钛酸酯偶联剂的加入量为所述步骤2)烧结粉体重量的1～3％。

优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸或者硬脂酸锌。

优选地，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂或有机锡类热稳定剂。

本发明的另一个目的是提供一种矿用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；

2)将步骤1)研磨好的浆状料与余下物料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度控制在100～120℃，捏合时间为6～12min；

3)将步骤2)搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从145～170℃均分；挤出造料的成品烘干，即可。

本发明的有益效果：

1、本发明的矿用电缆护套材料中改性填料主要由碳酸钙、陶土、氧化镧与纳米二氧化硅经过煅烧改性制备得到，该改性填料解决了传统碳酸钙由于水分的问题带来降低胶料的电性能的问题；该改性填料添加量过多不仅不会影响胶料的阻燃性能，还能够提高胶料的绝缘性能。

2、本发明符合GB8815标准规定的关于90℃聚氯乙烯护套料的全部性能，且加工性能优良；符合ROHS标准；具备阻燃性能(极限氧指数≥32)，护套料电性能优良，体积电阻率可超过6.1×10¹²Ω·m。

具体实施方式

实施例1

改性填料的制备方法包括以下步骤：

1)按重量份数计算，称取碳酸钙50份、陶土10份、氧化镧12份与纳米二氧化硅1份混合均匀，加入至球磨机中，形成混合粉料，然后110℃温度下连续干燥，得到复合粉料；

2)在真空环境中，将步骤1)得到的复合粉料进行放电等离子烧结，加热温度为900℃，保温时间为15min，得到烧结粉体；

3)将步骤2)烧结粉体冷却至室温，然后加入到润滑油基础油进行搅拌分散，向分散液中加入钛酸酯偶联剂，搅拌15min，然后进行过滤，过滤物即为改性填料。钛酸酯偶联剂的加入量为所述步骤2)烧结粉体重量的1％。

实施例2

改性填料的制备方法包括以下步骤：

1)按重量份数计算，称取碳酸钙60份、陶土20份、氧化镧6份与纳米二氧化硅4份混合均匀，加入至球磨机中，形成混合粉料，然后120℃温度下连续干燥，得到复合粉料；

2)在真空环境中，将步骤1)得到的复合粉料进行放电等离子烧结，加热温度为1100℃，保温时间为10min，得到烧结粉体；

3)将步骤2)烧结粉体冷却至室温，然后加入到润滑油基础油进行搅拌分散，向分散液中加入钛酸酯偶联剂，搅拌10min，然后进行过滤，过滤物即为改性填料。钛酸酯偶联剂的加入量为所述步骤2)烧结粉体重量的3％。

实施例3

一种矿用电缆护套材料，包括以下原料：

氯磺化聚乙烯76份、氯化聚乙烯16份、氯醚橡胶15份、硼酸锌2份、氯化石蜡6份、增塑剂12份、聚乙烯蜡4份、炭黑13份、双酚A 0.4份、氢氧化铝5份、钙锌复合热稳定剂3份及实施例1的改性填料30份。增塑剂由乙酰柠檬酸三丁酯和过氧化苯甲酰混合而成。

矿用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；

2)将步骤1)研磨好的浆状料与余下物料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度控制在110℃，捏合时间为10min；

3)将步骤2)搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从160℃均分；挤出造料的成品烘干，即可。

实施例4

一种矿用电缆护套材料，包括以下原料：

氯磺化聚乙烯70份、氯化聚乙烯10份、氯醚橡胶18份、硼酸锌1份、氯化石蜡8份、增塑剂8份、硬脂酸2份、炭黑8份、双酚A 0.2份、氢氧化铝3份、钙锌复合热稳定剂2份及实施例2的改性填料25份。增塑剂由乙酰柠檬酸三丁酯和过氧化苯甲酰混合而成。

矿用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；

2)将步骤1)研磨好的浆状料与余下物料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度控制在100℃，捏合时间为12min；

3)将步骤2)搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从145℃均分；挤出造料的成品烘干，即可。

实施例5

一种矿用电缆护套材料，包括以下原料：

氯磺化聚乙烯80份、氯化聚乙烯20份、氯醚橡胶12份、硼酸锌3份、氯化石蜡4份、增塑剂16份、硬脂酸锌6份、炭黑16份、双酚A 0.6份、氢氧化铝6份、有机锡类热稳定剂5份及实施例1的改性填料35份。增塑剂由邻苯二甲矿用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；

2)将步骤1)研磨好的浆状料与余下物料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度控制在120℃，捏合时间为6min；

3)将步骤2)搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从170℃均分；挤出造料的成品烘干，即可。

试验例

将实施例3～5的矿用电缆护套材料进行性能测试，结果见表1。

表1

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矿用电缆护套材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下原料：

氯磺化聚乙烯70～80份、氯化聚乙烯10～20份、氯醚橡胶12～18份、硼酸锌1～3份、氯化石蜡4～8份、增塑剂8～16份、润滑剂2～6份、炭黑8～16份、双酚A 0.2～0.6份、氢氧化铝3～6份、热稳定剂2～5份及改性填料25～35份；所述增塑剂由乙酰柠檬酸三丁酯和过氧化苯甲酰混合而成，所述改性填料主要由碳酸钙、陶土、氧化镧与纳米二氧化硅经过煅烧改性制备得到。

2.根据权利要求1所述的矿用电缆护套材料，其特征在于，所述改性填料的制备方法包括以下步骤：

1)按重量份数计算，称取碳酸钙50～60份、陶土10～20份、氧化镧6～12份与纳米二氧化硅1～4份混合均匀，加入至球磨机中，形成混合粉料，然后110～120℃温度下连续干燥，得到复合粉料；

2)在真空环境中，将步骤1)得到的复合粉料进行放电等离子烧结，加热温度为900～1100℃，保温时间为10～15min，得到烧结粉体；

3)将步骤2)烧结粉体冷却至室温，然后加入到润滑油基础油进行搅拌分散，向分散液中加入钛酸酯偶联剂，搅拌10～15min，然后进行过滤，过滤物即为改性填料。

3.根据权利要求2所述的矿用电缆护套材料，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂的加入量为所述步骤2)烧结粉体重量的1～3％。

4.根据权利要求1所述的矿用电缆护套材料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸或者硬脂酸锌。

5.根据权利要求1所述的矿用电缆护套材料，其特征在于，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂或有机锡类热稳定剂。

6.如权利要求1所述的矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将增塑剂、氢氧化铝、双酚A与改性填料置入三辊研磨机研磨成浆状料；

2)将步骤1)研磨好的浆状料与余下物料置入高速捏合机中加热进行搅拌，高速捏合机温度控制在100～120℃，捏合时间为6～12min；

3)将步骤2)搅拌均匀的原料直接进入双螺杆造料机进行挤出造料，双螺杆造料机各段加热温度按加热段数从145～170℃均分；挤出造料的成品烘干，即可。