[发明专利]一种中低电压等级无卤阻燃乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中低电压等级无卤阻燃乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法，其特征是按质量份的原料组成为：三元乙丙橡胶生胶45～55份、氧化锌2～5份、白炭黑5～10份、石蜡油15～25份、阻燃剂40～50份、一维氧化物纳米材料2～4份、交联剂0.5～1.5份、助交联剂0.3～1.2份、偶联剂0.4～0.8份。本发明所提供的乙丙橡胶绝缘材料，不仅能满足中低电压等级电缆附件绝缘材料对耐热性、耐候性、较高机械强度、较高电气绝缘性能的要求，还具有无卤阻燃的能力，并且成本较低。

技术领域

本发明属于三元乙丙橡胶绝缘材料技术领域，具体涉及一种耐热、耐候、高机械强度、高电气绝缘性能、无卤阻燃、较低成本的中低电压等级电缆附件中应用的三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶具有优异的耐高温、耐湿寒、耐热氧老化、耐化学介质和电绝缘性，且较其他通用橡胶密度小、比热大、填充性大及综合性能好，可在较高温度下(130℃)长期使用，作为绝缘材料被广泛应用于0.6～35kV中低电压等级电线电缆、电缆附件等的绝缘及护套材料。

三元乙丙橡胶阻燃性较差，属于易燃材料，而电力行业由于行业特殊性属于火灾频发领域，随着行业发展及市场需求的逐渐提高，需要具备阻燃性能，特别是无卤阻燃性能的三元乙丙橡胶绝缘材料来制备电缆附件，以预防火灾的产生。三元乙丙橡胶的阻燃方法一般为三种，一是有卤阻燃，比如添加十溴二苯醚等含溴化合物，但是其燃烧时会生成多溴代二苯并二恶烷等有毒有害气体；二是膨胀型阻燃，通过添加酸源、碳源和气源，在燃烧时形成膨胀碳层隔绝氧气阻燃，但是酸源和碳源含有较强的极性基团，对绝缘材料的电气绝缘性能会造成非常大的影响；三是添加无机金属氢氧化物阻燃，如氢氧化铝、氢氧化镁，对绝缘材料的电气绝缘性能影响小，燃烧时对环境无害，但是其阻燃效率较低，添加量较大，会在一定程度上降低绝缘材料的物理机械性能。

上述性能指标的要求在阻燃乙丙橡胶绝缘材料的配方设计中存在着矛盾，成为此类材料研发的重难点所在。

发明内容

本发明克服了现有技术中的难点和不足，提供了一种耐热、耐候、高机械强度、高电气绝缘性能、无卤阻燃、较低成本的中低电压等级电缆附件中应用的三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供的中低电压等级无卤阻燃乙丙橡胶绝缘材料的特点是按质量份的原料组成为：三元乙丙橡胶生胶45～55份、氧化锌2～5份、白炭黑5～10份、石蜡油15～25份、阻燃剂40～50份、一维氧化物纳米材料2～4份、交联剂0.5～1.5份、助交联剂0.3～1.2份、偶联剂0.4～0.8份。

本发明提供的中低电压等级无卤阻燃乙丙橡胶绝缘材料的特点也在于：

所述三元乙丙橡胶生胶中乙烯基含量占生胶的质量份数为40～60％，丙烯基含量占生胶的质量份数为35～55％，第三单体含量占生胶的质量份数为3～10％，所述第三单体为亚乙基降冰片烯ENB、双环戊二烯DCPD、或为1，4-己二烯HD，生胶的门尼粘度(ML1+4 125℃)为20～60。

所述氧化锌为间接法所得。

所述白炭黑为气相法工艺制造所得。

所述石蜡油的运动粘度(40℃)为10～600mm²/s。

所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的任一种、或为两者的任意比例的组合物，所述氢氧化铝、氢氧化镁的目数为2000～12500目。

所述一维氧化物纳米材料为氧化硅纳米线、氧化锌纳米线和氧化钼纳米线中的任一种、或为三者的任意比例的组合物。

所述交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯BIPB、过氧化二异丙苯DCP、硫磺、或为三者的任意比例的组合物。