一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103319793 A (43)申请公布日 2013.09.25 CN 103319793 A *CN103319793A* (21)申请号 201310295443.3 (22)申请日 2013.07.15 C08L 23/16(2006.01) C08L 23/08(2006.01) H01B 3/28(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 3/26(2006.01) C08J 3/24(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (71)申请人 扬州华声电子实业有限公司 地址 22

2、5128 江苏省扬州市邗江经济开发区 南园华声路 (72)发明人 杨应龙 谢基柱 徐龙青 陈中粮 何建平 (74)专利代理机构 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人 顾进 (54) 发明名称 一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方 法 (57) 摘要 本发明一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 所 述绝缘橡胶的主要组成和含量为 ： 三元乙丙橡胶 为 50 70 份 ； POE 为 30 50 份 ； 滑石粉为 50 70 份 ； 重质碳酸钙为 60 80 份 ； 石蜡油为 2 8 份 ； 交联剂为15份 ； 交联助剂为28份。 本发 明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备 方法， 其是一

3、种使用特定配方及加工方法以三元 乙丙橡胶与 POE 为主体材料的低气味绝缘橡胶， 其在不增加成本的情况下， 提供一种成本较低、 性 能满足标准要求的低气味绝缘橡胶， 从而大大降 低电缆的气味。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103319793 A CN 103319793 A *CN103319793A* 1/2 页 2 1. 一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于， 所述绝缘橡胶的主要组成和含量为 ： （以下各组分含量以重量份数计） 三元乙丙橡胶

4、为 50 70 份 ； POE 为 30 50 份 ； 滑石粉为 50 70 份 ； 重质碳酸钙为 60 80 份 ； 石蜡油为 2 8 份 ； 交联剂为 1 5 份 ； 交联助剂为 2 8 份。 2. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述三元乙 丙橡胶优先选择门尼粘度为 ML （1+4）125为 22 28， 乙烯含量为 55.5%, 第三单体 (ENB) 含 量为 3.8% 的三元乙丙橡胶。 3. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述 POE 优 先选择熔融指数为 0.5g/10min， 门尼粘度 ML（1+4

5、）121为 46 56 的 POE。 4. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述滑石粉 为 2500 目， 粒径 90% 分布在 1 5m， 盐酸不溶物大于或等于 85%， 氧化镁含量大于或等于 30% 的滑石粉。 5. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述重质碳 酸钙为 2500 目， 平均粒径在 1.42 1.62m， 粒径 90% 分布在 1 5m， 碳酸钙含量为 98% 的重质碳酸钙。 6. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述石蜡油 优先选择 40条件下运动粘度为

6、461 501mm2/s， 100条件下运动粘度为 29 33mm2/s， 烷烃碳原子含量 Cp大于或等于 70%， 芳环碳原子含量 CA小于或等于 2% 的石蜡油。 7. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述交联剂 为含量大于或等于 95% 的双叔丁基过氧化二异丙基苯 ； 所述交联助剂选自下列三种化合物中的一种或两种或三种 ： 三烯丙基异三聚氰酸酯 ； 三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯 ； 硅烷偶联剂。 8. 根据权利要求 1 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述低气味 电线电缆用绝缘橡胶， 还包含以下重量份的组分 ： 防老剂为310份

7、 ； 活化剂为515份 ； 软化剂为 2 8 份。 9. 根据权利要求 8 所述的一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 其特征在于 ： 所述防老剂 为下列三种材料中的一种或两种或三种 ： 四 -（3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基） 丙酸 季戊四醇酯 ； 2， 2， 4- 三甲基 -1， 2- 二氢化喹啉聚合体 ； 2- 硫醇基苯并咪唑 ； 所述活化剂为下列二种材料中的一种或二种 ： 氧化锌 ； 权 利 要 求 书 CN 103319793 A 2 2/2 页 3 硬脂酸 ； 所述软化剂为石蜡。 10. 根据权利要求 1-9 所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的制备方法， 其特征在于， 其 制备的步

8、骤为 ： 第一步， 将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后， 将三元乙丙橡胶、 POE 、 滑石粉、 重质碳酸钙、 活化剂、 防老剂、 软化剂加入到密炼机中混炼 2 分钟 ； 第二步， 扫料后将石蜡油、 交联助剂加入到密炼机中再炼 8 分钟后卸料 ； 第三步， 胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至 90以下， 打卷后将胶料加入到密炼 机中， 再加入交联剂炼 1 分钟后卸料 ； 第四步， 胶料经开炼机再次混炼均匀， 薄通后经压延机辗页成胶卷 ； 第五步， 炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应 ： 其中， 冷喂料挤 出机机头温度为 90100， 机身一区温度为 6080， 机身二

9、区温度为 7090， 气压为 1.72.0MPa。 权 利 要 求 书 CN 103319793 A 3 1/4 页 4 一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法 0001 技术领域 本发明涉及绝缘橡胶及其制备方法领域， 特别涉及一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及 其制备方法。 0002 背景技术 0003 目前市场上橡胶线缆都存在较大的气味， 人在其周围会感到非常难受， 而且这种 气味会危害人体健康。随着橡胶线缆的应用领域日益扩大， 其气味问题已经越来越得到国 内外的重视。同时人们对环境要求的不断提高， 尤其是室内产品、 厨房产品、 户内水景水族 产品对于气味的要求越来越严格， 这些橡胶线缆已不

10、能满足客户对电线电缆低气味的要 求。 电线电缆的气味主要来源于绝缘橡胶和电缆料， 因此需要开发一种低气味， 性能又能满 足标准要求的绝缘橡胶， 以降低电缆电线所散发出的气味对环境和人体健康的影响。 发明内容 0004 针对以上问题， 本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法， 其是 一种使用特定配方及加工方法以三元乙丙橡胶与 POE 为主体材料的低气味绝缘橡胶， 其在 不增加成本的情况下， 提供一种成本较低、 性能满足标准要求的低气味绝缘橡胶， 为达此目 的， 本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶， 所述绝缘橡胶的主要组成和含量为 ：（以 下各组分含量以重量份数计） 三元乙丙橡胶为

11、 50 70 份 ； POE 为 30 50 份 ； 滑石粉为 50 70 份 ； 重质碳酸钙为 60 80 份 ； 石蜡油为 2 8 份 ； 交联剂为 1 5 份 ； 交联助剂为 2 8 份。 0005 作为本发明进一步改进， 所述三元乙丙橡胶优先选择门尼粘度为 ML（1+4）125为 22 28， 乙烯含量为 55.5%, 第三单体 (ENB) 含量为 3.8% 的三元乙丙橡胶， 三元乙丙橡胶 是胶料中最重要的组分， 决定了胶料的使用性能， 工艺性能和成本等， 为了达到本发明电缆 性能因此需使用以上性能的三元乙丙橡胶。 0006 作为本发明进一步改进， 所述 POE 优先选择熔融指数为 0

12、.5g/10min， 门尼粘度 ML （1+4）121为 46 56 的 POE， POE 是胶料中最重要的组分， 决定了胶料的使用性能， 工艺性能 和成本等， 为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的 POE。 0007 作为本发明进一步改进， 所述滑石粉为 2500 目， 粒径 90% 分布在 1 5m， 盐酸不 溶物大于或等于 85%， 氧化镁含量大于或等于 30% 的滑石粉， 滑石粉主要用于提高机械强 度， 改善工艺性能， 为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的滑石粉。 说 明 书 CN 103319793 A 4 2/4 页 5 0008 作为本发明进一步改进， 所述重质碳酸钙

13、为 2500 目， 平均粒径在 1.42 1.62m， 粒径 90% 分布在 1 5m， 碳酸钙含量为 98% 的重质碳酸钙， 重质碳酸钙主要用于提高机械 强度， 改善工艺性能， 为了达到本发明电缆性能因此需使用以上性能的重质碳酸钙。 0009 作为本发明进一步改进， 所述石蜡油优先选择 40条件下运动粘度为 461 501mm2/s， 100条件下运动粘度为 29 33mm2/s， 烷烃碳原子含量 Cp大于或等于 70%， 芳环 碳原子含量 CA小于或等于 2% 的石蜡油， 石蜡油可降低橡胶粘度、 改善加工性能、 改善低温 弯曲性能、 增加伸长率、 增加柔韧性等， 为了达到本发明电缆性能因此

14、需使用以上性能的重 质碳酸钙。 0010 作为本发明进一步改进， 所述交联剂为含量大于或等于 95% 的双叔丁基过氧化二 异丙基苯 ； 所述交联助剂选自下列三种化合物中的一种或两种或三种 ： 三烯丙基异三聚氰酸酯 ； 三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯 ； 硅烷偶联剂。 0011 交联剂可使线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子， 为了达到本发明电缆 性能因此需使用以上性能的交联剂， 交联助剂可加快过延迟交联速度， 为了达到本发明电 缆性能因此需使用以上性能的交联助剂。 0012 作为本发明进一步改进， 所述低气味电线电缆用绝缘橡胶， 还包含以下重量份的 组分 ： 防老剂为 3 10 份 ； 活化剂

15、为 5 15 份 ； 软化剂为 2 8 份。 0013 所述防老剂为下列三种材料中的一种或两种或三种 ： 四 -（3， 5- 二叔丁基 -4- 羟基苯基） 丙酸 季戊四醇酯 ； 2， 2， 4- 三甲基 -1， 2- 二氢化喹啉聚合体 ； 2- 硫醇基苯并咪唑 ； 所述活化剂为下列二种材料中的一种或二种 ： 氧化锌 ； 硬脂酸 ； 所述软化剂为石蜡。 0014 以上组分主要用于改善电缆性能， 为了达到本发明电缆性能因此需添加以上组 分。 0015 本发明所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的制备方法， 其制备的步骤为 ： 第一步， 将所述原料配方中的材料按照各自的重量份数配好后， 将三元乙丙橡胶、

16、POE 、 滑石粉、 重质碳酸钙、 活化剂、 防老剂、 软化剂加入到密炼机中混炼 2 分钟 ； 第二步， 扫料后将石蜡油、 交联助剂加入到密炼机中再炼 8 分钟后卸料 ； 第三步， 胶料经过滤机过滤后在开炼机上降温至 90以下， 打卷后将胶料加入到密炼 机中， 再加入交联剂炼 1 分钟后卸料 ； 第四步， 胶料经开炼机再次混炼均匀， 薄通后经压延机辗页成胶卷 ； 第五步， 炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应 ： 其中， 冷喂料挤 出机机头温度为 90100， 机身一区温度为 6080， 机身二区温度为 7090， 气压为 1.72.0MPa。 说 明 书 CN 103319793

17、 A 5 3/4 页 6 0016 采用本发明所述的低气味电线电缆用绝缘橡胶的线缆的经测试在 （热老化条件 ： 12740小时 ； 绝缘电阻和耐压测试 ： 常温浸水1小时 ； VOC测试 ： 参照日本JEITA协会针 对 VOC 要求 guide 手册） ， 在以上情况下主要性能及挥发性有机化合物 （VOC） 如下 ： 拉伸强度为 10.6Mpa ； 伸长率为 420% ； 针焰为 8S ； DZ-3 为 2S ； TOTAL VOC 为 342g/cm3。 0017 通过以上测试数据可知， 使用本发明绝缘橡胶的制作成的电缆成本较低、 而且性 能满足标准要求， 并且所生产的电缆气味很低。 00

18、18 具体实施方式 0019 以下结合实施例对发明做详细的说明 ： 本发明提供一种低气味电线电缆用绝缘橡胶及其制备方法， 其是一种使用特定配方 及加工方法以三元乙丙橡胶与 POE 为主体材料的低气味绝缘橡胶， 其在不增加成本的情况 下， 提供一种成本较低、 性能满足标准要求的低气味绝缘橡胶。 0020 以下结合实施例对本发明作进一步具体描述， 但不局限于此。 以下实施例中， 所用 原料均为市售工业品。 0021 实施例 1 3 ： 实施例 1 3 按照下面中各组分如以下数据所示重量份配制。 0022 项目 实施例 1 实施例 2 实施例 3 三元乙丙橡胶 54 60 64 POE 4 4 3

19、滑石粉 60 60 60 重质碳酸钙 70 70 70 氧化锌 5.6 5.6 5.6 硬脂酸 0.1 0.1 0.1 四 -（3， 5- 二叔丁基 -4- 羟 基苯基） 丙酸 季戊四醇酯 0.9 0.9 0.9 2， 2， 4- 三甲基 -1， 2- 二氢 化喹啉聚合体 3.9 / 3.9 2- 硫醇基苯并咪唑 / 3.9 / 石蜡油 20 20 25 双叔丁基过氧化二异丙基苯 2 1.5 1 三烯丙基异三聚氰酸酯 2.7 2.5 2.7 三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯 0.3 0.3 0.3 硅烷偶联剂 1.0 1.0 0.5 石蜡 4 3.5 4 说 明 书 CN 103319793 A 6

20、 4/4 页 7 制备方法 ： 根据配方表中的重量份数将三元乙丙橡胶、 POE 、 滑石粉、 重质碳酸钙、 活化剂、 防老 剂、 软化剂加入到密炼机中混炼 2 分钟后， 扫料加入石蜡油、 交联助剂再炼 8 分钟后卸料， 经过滤机过滤， 再在开炼机上降温至 90以下， 打卷后将胶料在密炼机中加入交联剂炼 1 分钟后卸料， 经开炼机再次混炼均匀后薄通， 辗页出胶卷 ； 炼出的胶卷经冷喂料挤出机 及蒸汽硫化管进行硫化反应 ： 其中， 冷喂料挤出机机头温度为 90100， 机身一区温度为 6080， 机身二区温度为 7090， 气压为 1.72.0MPa。 0023 采用本发明所述电缆料得到的电源线性

21、能如以上数据所示。 0024 比较例 ： 制备方法 ： 将氯化聚乙烯 56 份， 三元乙丙胶 44 份， 滑石粉 100 份， 轻质碳酸钙 16 份， 重质碳酸钙 64 份， 氧化镁 5 份， 氧化锌 2 份， 硬脂酸 1 份， 2， 2， 4- 三甲基 -1， 2- 二氢化喹啉 聚合体 4 份， 石蜡 6 份， 微晶蜡 1 份加入到密炼机中混炼 2 分钟后， 扫料加入石蜡基油 6 份， 三烯丙基氰脲酸酯 5 份再炼 8 分钟卸料， 经过滤机过滤， 再在开炼机上降温至 90以下， 打 卷后将胶料在密炼机中加入过氧化二异丙苯 5 份炼 1 分钟卸料， 经开炼机再次混炼均匀后 薄通， 辗页出胶卷

22、； 炼出的胶卷经冷喂料挤出机及蒸汽硫化管进行硫化反应 ： 其中冷喂料 挤出机机头温度为 90100， 机身一区温度为 6080， 机身二区温度为 7090， 气压为 1.72.0MPa。得到的产品性能如以下数据所示。 0025 实施例性能 项目 实施例 1 实施例 2 实施例 3 比较例 拉伸强度 （MPa） 11.1 10.6 10.8 10.5 伸长率 （%） 380 420 400 370 针焰 （S） 5 8 6 20 DZ-3（S） 1 2 3 12 TOTAL VOC（g/cm3） 448 358 342 1624 （注 VOC 测试 ： 参照日本 JEITA 协会针对 VOC 要

23、求 guide 手册） 注 ： 空气弹老化条件 ： 12740小时 ； 绝缘电阻和耐压测试 ： 常温浸水1小时 ； 检测方 法按 GB/T5013.4-2008， 其中 VOC 测试检测方法 ： 参照日本 JEITA 协会针对 VOC 要求 guide 手册。 0026 从上面数据可以看出， 用本发明的技术制备的电缆料与比较例中的电缆料相比， 本发明的电缆料强度性能较好， 抗张强度较高， 绝缘电阻提高较大， 且经老化试验后， 其强 度及伸长率变化率均能保持在 30% 以内。各项性能均能满足国家标准要求。 0027 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非是对本发明作任何其他形式的限 制， 而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化， 仍属于本发明所要求保护的范 围。 说 明 书 CN 103319793 A 7