一种高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯电缆护套料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其原料包括：氯化聚乙烯100份，硫化剂2‑5份，硫化促进剂1‑3.5份，氧化镁5‑15份，增塑剂20‑35份，硬脂酸铅4‑12份，抗氧剂2.5‑5份，阻燃剂CM80‑LA 10‑20份，白炭黑20‑50份，埃洛石纳米管5‑15份，滑石粉5‑15份和颜料1‑2份，其中，埃洛石纳米管长度为0.2‑2um、外径为40‑70nm、内径为10‑40nm，硫化剂和硫化促进剂的质量比为4：(2～3)。发明专利技术将特定大小的埃洛石纳米管用于氯化聚乙烯橡胶，由于埃洛石纳米管极大的长径比，较小的分子间作用力，且纳米管表面有羟基存在，会与氯化聚乙烯发生作用，因此会牵拉氯化聚乙烯分子，形成足够大的作用力，起到很好的补强效果，从而提高胶料的抗撕性能和耐磨性能，可以满足矿井下严苛的作业环境和使用功率。

A kind of high tear resistance and wear-resistant chlorinated polyethylene cable sheath material for mine cable and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯电缆护套料及其制备方法
本专利技术涉及一种高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯电缆护套料及其制备方法，属于氯化聚乙烯电缆护套料领域。
技术介绍
氯化聚乙烯作为一种非结晶型的饱和含氯橡胶，具有优良的柔韧性、耐热老化性、耐候性和耐臭氧性能，同时分子中的氯原子又提供了良好的耐油、耐化学和阻燃性能，所以氯化聚乙烯常作为电缆护套材料使用。随着世界工业化程度的发展，对煤炭等资源的需求与日俱增，煤炭工业借此获得迅速的发展。为了满足巨大的煤炭需求量，各大煤矿纷纷采用大功率采煤设备以提高其作业效率。大功率采煤机以及矿井下恶劣的作业环境对电缆护套的性能要求越来越高。矿用电缆在使用的过程中要频繁的与矿井地面及墙体发生摩擦、碰撞，如果表层护套的耐磨性能不好，就会发生严重的磨损，使电缆破皮从而露出绝缘或导体线芯，带来安全隐患；同时电缆在使用过程中会频繁受到掉落矿石的撞击，如果抗撕性能不好，会出现破口并持续蔓延，影响电缆的使用寿命，给作业工人带来极大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提供一种高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，在配方体系中引入特定大小的无机埃洛石纳米管，使得高性能耐磨高抗撕的矿用电缆氯化聚乙烯护套具有良好的耐磨性能，高抗撕性能，可以满足矿井下严苛的作业环境和采煤设备巨大的使用功率。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其原料包括：氯化聚乙烯100份，硫化剂2-5份，硫化促进剂1-3.5份，氧化镁5-15份，增塑剂20-35份，硬脂酸铅4-12份，抗氧剂2.5-5份，阻燃剂CM80-LA10-20份，白炭黑20-50份，埃洛石纳米管5-15份，滑石粉5-15份和颜料1-2份，其中，埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm，硫化剂和硫化促进剂的质量比为4：(2～3)，所述份数为重量份数。埃洛石纳米管的化学组成为Al2Si2O5(OH)4·nH2O，是一种价格低廉的天然硅酸盐矿物，隶属高岭石类；由于埃洛石纳米管特殊的结构，分子间的相互作用力较小，在基体中易于分散、不易缠绕；其极大的长径比可以在一定程度上牵拉氯化聚乙烯大分子，使整体获得更加牢固的相互作用力，从而提高抗撕性能，同时埃洛石纳米管具有较高的刚性和机械强度，可以优先承受载荷，有利于提高电缆的硬度和耐磨性能；无机粉体埃洛石纳米管具有极大的长径比，分子中含有结晶水，在高温下可以脱去结晶水，有一定的阻燃作用。本申请选用特定大小的无机埃洛石纳米管作为补强填充剂，凭借其极大的长径比以及较高的强度和耐热性，在材料中均匀分散以后，可以起到提高材料耐磨性能和抗撕性能的效用，本申请所得的矿用电缆抗撕强度可达10.0N/mm，且有着极好的耐磨性能。同时混合工艺简单，只需要将埃洛石纳米管和其余粉料按一定比例放在高速搅拌机中搅拌1-2分钟即可，具有很强的可操作性。埃洛石纳米管的大小，会影响分散的均匀性，进而影响其补强效果。申请人经实践研究发现，本申请特定大小的埃洛石纳米管可均匀分散在氯化聚乙烯材料中，穿插到橡胶大分子链之间，进而有效提高了材料的耐磨和抗撕性能。为了提高电缆护套料的机械性能，本申请硫化剂为过氧化二异丙苯(DCP)，硫化促进剂为三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)。过氧化二异丙苯(DCP)和三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)的配合会使材料的交联速度和交联程度得到提高。为了提高电缆护套料的加工性能和使用性能，氯化聚乙烯中氯的质量含量为35％-40％。作为橡胶护套具有良好的加工性和使用的柔软性，氯原子赋予了其优良的化学稳定性。进一步优选，所述的氯化聚乙烯为杭州科利生产的CM352。为了进一步提高电缆护套料的抗撕裂性能和使用寿命，增塑剂为氯化石蜡。氯化石蜡增塑剂对护套的抗撕裂性能和使用时间都有很大的提升。抗氧剂为抗氧剂RD。本申请颜料为中铬黄或炭黑。上述高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料的制备方法，将各组分在温度为105℃～120℃下，混炼6～10分钟，即得高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料。制备方法简单，易操作。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术将特定大小的埃洛石纳米管用于氯化聚乙烯橡胶以提高体系抗撕裂强度和耐磨性能，由于埃洛石纳米管极大的长径比，较小的分子间作用力，且纳米管表面有羟基存在，会与氯化聚乙烯发生作用，因此会牵拉氯化聚乙烯分子，形成足够大的作用力，起到很好的补强效果，从而提高胶料的抗撕性能和耐磨性能；2.埃洛石纳米管具有较大的硬度和刚性，可以优先承受载荷，在制造过程中不会出现被压扁的现象，在摩擦过程中埃洛石纳米管会充斥在材料表面，保护材料不被划伤，不会出现较深的犁沟，有利于电缆使用寿命的提高；本专利技术护套材料配方的抗撕性能优异，具有良好的耐热耐磨性能，且成本较低，在矿用电缆行业具有较好的应用前景；3.本专利技术选用价格低廉储量丰富的埃洛石纳米管做补强填充剂，选用性能优异价格合理的氯化聚乙烯做矿用电缆护套的基料，埃洛石纳米管容易通过机械搅拌在基体材料中进行分散，且其独特的大长径比结构和表面的活性官能团有利于与基体材料充分作用，提高材料的抗撕性能；4.进一步，采用DCP与TAIC相互配合的方式进行交联，在DCP发挥交联作用时，TAIC可以在一定程度上提高交联速度和强度。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。各例中，氯化聚乙烯为杭州科利生产的CM352；硫化剂为过氧化二异丙苯；硫化促进剂为三烯丙基氰尿酸酯；实施例1一种高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯护套料，按重量计，材料的原料组成包括：上述埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm；护套料的具体制备方法为：按比例称量配方组分，先称量粉料，然后把粉料在高速搅拌机中搅拌1-2分钟，倒出后再按比例称量油料，最后把称量混合好的料加入小型密炼机中进行混炼，混炼温度为105℃～115℃，混炼时间为6-8分钟，即得护套料。实施例2上述埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm；护套料的具体制备方法参照实施例1。对比例1上述埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm；护套料的具体制备方法参照实施例1。上述各例制备得到的高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯护套料的性能检测数据如表1所示。表1各例所得高抗撕高耐磨矿用电缆氯化聚乙烯护套料的性能检测数据综上，本申请所得的矿用电缆橡皮护套料拉伸强度达到22MPa，断裂伸长率达到700％，抗撕强度达10.5N/mm，制备工艺简单，可操作性强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其特征在于：其原料包括：氯化聚乙烯100份，硫化剂2-5份，硫化促进剂1-3.5份，氧化镁5-15份，增塑剂20-35份，硬脂酸铅4-12份，抗氧剂2.5-5份，阻燃剂CM80-LA 10-20份，白炭黑20-50份，埃洛石纳米管5-15份，滑石粉5-15份和颜料1-2份，其中，埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm，硫化剂和硫化促进剂的质量比为4：(2～3)，所述份数为重量份数。/n

【技术特征摘要】
1.一种高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其特征在于：其原料包括：氯化聚乙烯100份，硫化剂2-5份，硫化促进剂1-3.5份，氧化镁5-15份，增塑剂20-35份，硬脂酸铅4-12份，抗氧剂2.5-5份，阻燃剂CM80-LA10-20份，白炭黑20-50份，埃洛石纳米管5-15份，滑石粉5-15份和颜料1-2份，其中，埃洛石纳米管长度为0.2-2um、外径为40-70nm、内径为10-40nm，硫化剂和硫化促进剂的质量比为4：(2～3)，所述份数为重量份数。


2.根据权利要求1所述的高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其特征在于：硫化剂为过氧化二异丙苯。


3.根据权利要求2所述的高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙烯电缆护套料，其特征在于：硫化促进剂为三烯丙基氰尿酸酯。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的高抗撕高耐磨矿用氯化聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：常星宇，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