[发明专利]一种氯化聚乙烯橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氯化聚乙烯橡胶，具体是一种生产电线电缆用的氯化聚乙烯橡胶及其制备方法。

背景技术

矿用电缆作为煤矿环境用的特种电缆，其需要承受煤矿环境的各种恶劣工况。通常而言，矿用电缆需要具备良好的绝缘性和阻燃性，除此之外，由于煤矿环境的作业特性，需要矿用电缆的护套层具有优良的物理机械性能，尤其是抗张强度和抗撕裂强度。

然而，由于现有氯化聚乙烯橡胶的配比侧重于阻燃、耐磨等性能，往往忽略了其物理机械性能，例如中国专利文献公开的“一种阻燃耐热耐磨辐照交联氯化聚乙烯橡胶及其制备方法”(公开号：CN 102702629，公开日：2012年10月3日)等。现有的氯化聚乙烯橡胶所制成的矿用电缆的护套层存在抗张强度和抗撕裂强度低的问题，(一般的，目前通用的矿用电缆的护套层的机械性能如下：抗张强度＞11MPa、抗撕裂强度＞5N/mm)，在工况复杂的煤矿采掘环境中应用，容易发生护套层破损等危险，进而导致电缆缆芯的断裂。使用中存在较大的安全隐患，不够可靠、不耐用。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种既具备良好阻燃和耐磨性能，又能兼顾优异物理机械性能(尤其是高抗张强度和高抗撕裂强度)的氯化聚乙烯橡胶，以及该橡胶的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种氯化聚乙烯橡胶，用于制备电线电缆的护套层，所述氯化聚乙烯橡胶的原料配比按以下百分比计算：

作为优选方案，所述氯化聚乙烯在100℃条件下的门尼粘度为70～120；所述氯磺化聚乙烯在100℃条件下的门尼粘度为45～70。

作为优选方案，所述纳米蒙脱土为钙基蒙脱土、钠基蒙脱土、钠-钙基蒙脱土、镁基蒙脱土中的至少一种；所述蒙脱土的平均晶片厚度＜25nm、且所述蒙脱土中的蒙脱石含量＞95％。

进一步的，所述补强剂为沉淀法白炭黑、气相法白炭黑、快压出炭黑、高耐磨炉黑、半补强炭黑、通用炉黑中的至少一种。

进一步的，所述增塑剂为氯化石蜡油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯中的至少一种。

进一步的，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、硅系复合阻燃剂中的至少一种。

进一步的，所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物、2-巯基苯并咪唑和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。

进一步的，所述敏化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、高分子量聚丁二烯中的至少一种。

进一步的，所述活性剂为普通氧化镁、活性氧化镁、轻质氧化镁中的至少一种。

一种上述氯化聚乙烯橡胶制备方法，包括下列顺序步骤：

1).按配比量将原料放入密炼机中进行混合密炼，得半成品胶料；

2).当密炼机中的混合密炼温度为100～110℃时，将密炼机内的半成品胶料卸至开炼机上，进行二次混炼，得成品胶料；

3).将成品胶料放入三辊压延机，通过三辊压延机压出成厚薄均匀的胶片；

4).将胶片送入电线电缆的护套层挤出机上，胶片经挤出机包覆于电线电缆的芯体上，得半成品电线电缆；

5).半成品电线电缆经电子加速器进行辐照交联处理，得成品电线电缆。

本发明的有益效果是：

本发明配方以高分子量的氯化聚乙烯为基料，辅以相互协同、配伍的辅料形成具备良好阻燃和耐磨性能、同时又兼顾优异物理机械性能(尤其是高抗张强度和高抗撕裂强度)的氯化聚乙烯橡胶。在该配方中，抗撕裂强度的提高主要以氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯和纳米蒙脱土与在高温下熔融混炼时形成插层级结合，增加分子间的结合力。抗张强度的提高主要以补强剂辅之。此外，本发明制备方法为将混炼均匀的胶片挤出包覆于电线电缆的芯体上，并经电子加速器进行辐照交联处理，从而使混合料中的橡胶分子与纳米蒙脱土形成网络交联结构，进一步有效提升了电线电缆护套层的抗张强度和抗撕裂强度，使其物理机械性能更加优异。经反复检测试验，本发明应用于电线电缆护套层时，其物理机械性能主要如下：抗张强度＞18MPa、抗撕裂强度＞10N/mm、氧指数>38、断裂伸长率＞300％。机械性能相比传统方法提升明显，能可靠地满足工况复杂的煤矿采掘环境，实用性强。

具体实施方式