一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料及其制备方法技术

一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料及其制备方法，低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料的原料组分包括：乙烯醋酸乙烯共聚物：80～95份；马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物：5～20份；阻燃剂：105～180份；抗氧剂：1～5份；润滑剂：1～5份；偶联剂：1～5份；防粘剂：2～5份；交联剂：2～4份；交联助剂：0.5～1.5份；其中，阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物比例不为零的混合物，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：(2～3)的复配物，金属氢氧化物为氢氧化镁和/或氢氧化铝。本发明专利技术风能电缆用橡皮护套材料，具有耐低温、耐盐雾、耐候、耐油等性能优异，且低烟无卤，满足了风能发电机这一特殊的高要求场合的需求。

A rubber sheath material for low smoke and halogen free flame retardant wind power cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料及其制备方法
本专利技术涉及一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料及其制备方法，属于电力电缆

技术介绍
作为可再生能源的风力资源以其蕴含量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染等优势而在各国迅速发展。风能能够在减少主要温室气体排放的同时，还能满足全球日渐增长的能源需求。中国目前是全球最大的风电市场，也是全球最大的风力发电机组生产基地，但风力发电机组所使用的风能电缆护套一般大多还是使用氯丁橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等含卤材料，这些材料一旦燃烧会释放出大量卤化氢气体，并产生很多烟雾，致使事故现场的装备设施严重腐蚀，人员窒息；同时给消防、营救、人口疏散带来极大困难，因此电缆护套材料具有低烟无卤性阻燃性能是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术提供一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料及其制备方法，本专利技术风能电缆用橡皮护套材料具有耐低温、耐盐雾、耐候、耐油等性能，且低烟无卤，适用于风能电缆使用。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其原料组分包括：乙烯醋酸乙烯共聚物：80～95份；马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物：5～20份；阻燃剂：105～180份；抗氧剂：1～5份；润滑剂：1～5份；偶联剂：1～5份；防粘剂：2～5份交联剂：2～4份；交联助剂：0.5～1.5份；其中，乙烯醋酸乙烯共聚物为EVA40L与EVM500或EVM600比例不为零的混合物；马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为0.8～1.0％；阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物比例不为零的混合物，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：(2～3)的复配物，金属氢氧化物为氢氧化镁和/或氢氧化铝，所述份数为重量份数。乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)由乙烯(E)与醋酸乙烯(VA)共聚制得。本申请采用乙烯醋酸乙烯共聚物作为骨架材料，并搭配特定用量的马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物，不仅确保物料的操作性能，且能得到性能优异的无卤材料；通过采用复合阻燃剂和金属氢氧化物复配的阻燃剂，在确保阻燃性能的基础上，减少了阻燃剂的用量，且不会影响所得物料的机械性能；通过对各原料种类及用量的选择，使各原料组分之间的协同效应发挥到最佳，从而得到了具有优良无卤低烟低毒及阻燃性能、耐低温性、耐盐雾、耐油性、耐候性好的风能电缆用护套材料，完成满足风力发电机内部这种特殊场合特种电缆的使用需求。为了进一步促进各组分之间的协同效应，以提高阻燃性能，减少阻燃剂用量，阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物质量比为1：(10～20)的混合物。优选，阻燃剂为复合阻燃剂和氢氧化铝或氢氧化镁质量比为1：(10-16)的混合物。进一步优选，阻燃剂为复合阻燃剂、氢氧化镁和氢氧化铝质量比为1：(3～5)：(10～15)的混合物。为了在延长材料使用寿命的同时，进一步促进各组分之间的协同效应，优选，抗氧剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯质量比为1：(0.8～1.2)的混合物。为了进一步改善物料的可操作性能，润滑剂为硅油、石蜡、硬脂酸或硬脂酸钙中的两种以上任意配比的混合物。为了进一步保证材料的均匀性，同时改善物料的可操作性能，进一步促进各组分之间的协同效应，优选，防粘剂为莱茵散、硬脂酸锌及硬脂酸质量比为1：(1-3)：(0.5～2)的混合物，其中，莱茵散为莱茵散A-16或莱茵散A-18。为了进一步促进各组分之间的协同效应，提高材料的综合性能，优选，偶联剂为乙烷基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷。为了提高反应效率，同时提高所得物料的力学性能，交联剂为双(叔丁过氧异丙)苯，交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯或三聚氰酸三烯丙酯。申请人经研究实践发现，前述交联剂和交联助剂的搭配，可使得材料的交联速度和交联程度得到显著的提高。上述低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料的制备方法，包括如下步骤：A、将乙烯醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、防粘剂和阻燃剂送入捏炼机捏炼，捏炼时间7～10min，捏炼温度≤140℃；B、将步骤A所得混合物料放入开炼机开炼散热至物料温度≤100℃，防止物料焦烧；C、将步骤B所得物料加入捏炼机继续捏炼，在捏炼过程中加入交联剂及交联助剂，加料完毕后，继续捏炼2～3min；D、将步骤C所得物料经过开炼机开炼后，将混炼物料采用齿轮泵挤橡机进行造粒、冷却后得半成品粒子；为了确保所得材料的力学性能，步骤C捏炼温度≤120℃，防止温度过高产生熟料，步骤D齿轮泵机头出料温度≤110℃防止温度过程物料焦烧。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，采用乙烯醋酸乙烯共聚物作为骨架材料，并搭配特定用量的马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物等试剂，不仅提高了物料的操作性能，且能得到了具有耐低温、耐盐雾、耐候、耐油等优异性能的低烟无卤材料，完全满足风能电缆的使用要求；制备方法简单可控。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其原料配方组份及各组份重量份配比为：乙烯醋酸乙烯共聚物EVA40L(三井-杜邦)45份；乙烯醋酸乙烯共聚物EVM500HV(朗盛化学)45份马来酸酐接枝EVA(美国杜邦M-15H)5份；阻燃剂180份，具体包括：氢氧化铝120份、氢氧化镁50份和复合阻燃剂10份，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：3的混合物；抗氧剂2份，具体包括：2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(朗盛化学)1份和四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1份；润滑剂3份，具体包括：硅油(201甲基硅油)2份和硬脂酸1份；防粘剂4份，具体包括：莱茵散A-16：1份、硬脂酸锌：2份、以及硬脂酸：1份；偶联剂乙烷基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷2份；交联剂双(叔丁过氧异丙)苯2.5份；交联助剂三烯丙基异氰脲酸酯1份。实施例2乙烯醋酸乙烯共聚物EVA40L(三井-杜邦)54份；乙烯醋酸乙烯共聚物EVM500600HV(朗盛化学)36份马来酸酐接枝EVA(美国杜邦M-15H)10份阻燃剂180份，具体包括：氢氧化铝140份、氢氧化镁30份和复合阻燃剂10份，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：3的混合物；抗氧剂2份，具体包括：2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(朗盛化学)1份和四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯1份；润滑剂4份，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其特征在于：其原料组分包括：/n乙烯醋酸乙烯共聚物：80～95份；/n马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物：5～20份；/n阻燃剂：105～180份；/n抗氧剂：1～5份；/n润滑剂：1～5份；/n偶联剂：1～5份；/n防粘剂：2～5份/n交联剂：2～4份；/n交联助剂：0.5～1.5份；/n其中，乙烯醋酸乙烯共聚物为EVA40L与EVM500或EVM600比例不为零的混合物；马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为0.8～1.0％；阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物比例不为零的混合物，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：(2～3)的复配物，金属氢氧化物为氢氧化镁和/或氢氧化铝，所述份数为重量份数。/n

【技术特征摘要】
1.一种低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其特征在于：其原料组分包括：
乙烯醋酸乙烯共聚物：80～95份；
马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物：5～20份；
阻燃剂：105～180份；
抗氧剂：1～5份；
润滑剂：1～5份；
偶联剂：1～5份；
防粘剂：2～5份
交联剂：2～4份；
交联助剂：0.5～1.5份；
其中，乙烯醋酸乙烯共聚物为EVA40L与EVM500或EVM600比例不为零的混合物；马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为0.8～1.0％；阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物比例不为零的混合物，复合阻燃剂为三氧化二锑、硼酸锌及硅酸盐质量比为1：1：(2～3)的复配物，金属氢氧化物为氢氧化镁和/或氢氧化铝，所述份数为重量份数。


2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其特征在于：阻燃剂为复合阻燃剂和金属氢氧化物质量比为1：(10～20)的混合物。


3.根据权利要求2所述的低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其特征在于：阻燃剂为复合阻燃剂、氢氧化镁和氢氧化铝质量比为1：(3～5)：(10～15)的混合物。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的低烟无卤阻燃风能电缆用橡皮护套材料，其特征在于：抗氧剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯质量比为1：(0.8～1.2)的混合物。


5.根据权利要求1-3任意一项所述的低烟无卤阻燃风能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵力，刘雄军，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32