一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：聚氨酯橡胶67-89、丁苯橡胶22-36、热塑性聚酯弹性体15-25、乙烯基硅油4-8、气相白炭黑17-26、碳酸镉3-6、过氧化月桂酰2-3、三烯丙基异氰脲酸酯1.5-2.5、安息香酸铵1-2、聚α-烯烃3-5、叔丁酚醛增粘树脂5-10、三异辛酸甘油酯2-4、五氯硬脂酸甲酯10-15、碳纳米管14-18、透辉石粉10-15、4,4'-二硫代二吗啉1-2、对叔丁基苯酚0.5-1、复合阻燃剂20-25。本发明制得的电缆料结合了聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体等原料的优点，提高了传统电缆料的撕裂强度，使其具有优异的抗撕裂性能,能够承受较大的机械外力作用，同时具有良好的化学稳定性、耐热性和耐老化性，使用寿命长。

1.  一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚氨酯橡胶 67-89、丁苯橡胶 22-36、热塑性聚酯弹性体15-25、乙烯基硅油4-8、气相白炭黑17-26、碳酸镉3-6、过氧化月桂酰2-3、三烯丙基异氰脲酸酯1.5-2.5、安息香酸铵1-2、聚α-烯烃 3-5、叔丁酚醛增粘树脂 5-10、三异辛酸甘油酯2-4、五氯硬脂酸甲酯10-15、碳纳米管14-18、透辉石粉10-15、4,4'-二硫代二吗啉 1-2、对叔丁基苯酚 0.5-1、复合阻燃剂 20-25；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
    （1）按质量比4-7:3-5:2-3的比例称取坡缕石、凹凸棒土和偏硼酸钡，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，然后600-800r/min球磨0.5-1h；
    （2）将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为50-60g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L Mg(NO₃)₂溶液，使 Mg(NO₃)₂与步骤（1）球磨得到的粉末的质量比为1:2-3；超声分散15-20min，然后水浴加热至60-70℃，在搅拌和超声的同时滴加1mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH=9-10，停止滴加，恒温搅拌3-6h，过滤，烘干，研磨，过150-200目筛，即得氢氧化镁一次包覆处理的粉体；
    （3）按摩尔比3-6:2-4:1-2的比例称取硫酸锌、磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，取硫酸锌加4-8倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量35-45%的步骤（2）制得的粉体，200-400r/min分散1-2h，然后加入磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，搅拌升温至80-90℃，搅拌反应5-7h，过滤，烘干，即得磷酸锌二次包覆处理的粉体；
（4）上述步骤（3）制得的粉体中加入3-6%的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-4%的三（三甲基硅烷）硼酸酯、1-2%的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1000-1500r/min高速分散8-12min，烘干，研磨，过150-200目筛即可。

2.      根据权利要求1所述的高速铁路动车组用抗撕裂电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体、叔丁酚醛增粘树脂、聚α-烯烃、气相白炭黑、透辉石粉、三异辛酸甘油酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-80℃时，再加入余下原料，继续搅拌至料温达到85-95℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；将混合好的物料转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。

一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆料，具体涉及一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料及其制备方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，电线电缆在高速铁路动车行业中得到了广泛的应用。近几年高速铁路动车电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体严重妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。同时目前市场上的高速铁路动车组用电缆料还普遍存在着抗撕裂性差的缺点，导致其使用寿命短，无法满足市场需求。因此，急需改变传统高速铁路动车组电缆料配方，开发一种全新的高速铁路动车组电缆料，以提高高速铁路动车组电线电缆的抗撕裂性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种撕裂强度高的高速铁路动车组用抗撕裂电缆料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料，由以下重量份的原料制成：聚氨酯橡胶67-89、丁苯橡胶22-36、热塑性聚酯弹性体15-25、乙烯基硅油4-8、气相白炭黑17-26、碳酸镉3-6、过氧化月桂酰2-3、三烯丙基异氰脲酸酯1.5-2.5、安息香酸铵1-2、聚α-烯烃3-5、叔丁酚醛增粘树脂5-10、三异辛酸甘油酯2-4、五氯硬脂酸甲酯10-15、碳纳米管14-18、透辉石粉10-15、4,4'-二硫代二吗啉1-2、对叔丁基苯酚0.5-1、复合阻燃剂20-25；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
(1)按质量比4-7:3-5:2-3的比例称取坡缕石、凹凸棒土和偏硼酸钡，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，然后600-800r/min球磨0.5-1h；
(2)将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为50-60g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L Mg(NO₃)₂溶液，使Mg(NO₃)₂与步骤(1)球磨得到的粉末 的质量比为1:2-3；超声分散15-20min，然后水浴加热至60-70℃，在搅拌和超声的同时滴加1mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH＝9-10，停止滴加，恒温搅拌3-6h，过滤，烘干，研磨，过150-200目筛，即得氢氧化镁一次包覆处理的粉体；
(3)按摩尔比3-6:2-4:1的比例称取硫酸锌、磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，取硫酸锌加4-8倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量35-45％的步骤(2)制得的粉体，200-400r/min分散1-2h，然后加入磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，搅拌升温至80-90℃，搅拌反应5-7h，过滤，烘干，即得磷酸锌二次包覆处理的粉体；
(4)上述步骤(3)制得的粉体中加入3-6％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、2-4％的三(三甲基硅烷)硼酸酯、1-2％的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1000-1500r/min高速分散8-12min，烘干，研磨，过150-200目筛即可。
上述复合阻燃剂是先将坡缕石、凹凸棒土和偏硼酸钡三种无机物混合制成粉体，然后再依次在混合粉体表面包覆氢氧化镁、磷酸锌，最后用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、三(三甲基硅烷)硼酸酯、蓖麻油酸聚氧丙烯酯对包覆粉体进行表面改性，提高包覆粉体与高分子聚合物的相容性，该方法实现了坡缕石、凹凸棒土、偏硼酸钡、氢氧化镁和磷酸锌这几种无机阻燃剂的化学复合，最大程度地发挥上述无机组分的协同阻燃抑烟效应，显著提高复合无机阻燃剂的阻燃效果。
本发明的高速铁路动车组用抗撕裂电缆料的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体、叔丁酚醛增粘树脂、聚α-烯烃、气相白炭黑、透辉石粉、三异辛酸甘油酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-80℃时，再加入余下原料，继续搅拌至料温达到85-95℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；将混合好的物料转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。
本发明的有益效果：
本发明制得的电缆料结合了聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体等原料的优点，提高了传统电缆料的撕裂强度，使其具有优异的抗撕裂性能,能够承受较大的机械外力作用，同时具有良好的化学稳定性、耐热性和耐老化性，使用寿命长。
具体实施方式
一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料，由以下重量(kg)的原料制成：聚氨酯橡胶82、丁苯橡胶32、热塑性聚酯弹性体20、乙烯基硅油6、气相白炭黑23、碳酸镉4、过氧化月桂酰2.5、三烯丙基异氰脲酸酯2、安息香酸铵1.5、聚α-烯烃4、叔丁酚醛增粘树脂8、三异辛酸甘油酯3、五氯硬脂酸甲酯12、碳纳米管16、透辉石粉12、4,4'-二硫代二吗啉1.5、对叔丁基苯酚0.8、复合阻燃剂22；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
(1)按质量比4:3:2的比例称取坡缕石、凹凸棒土和偏硼酸钡，混合均匀，粉碎，过100目筛，然后600r/min球磨1h；
(2)将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为50g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L Mg(NO₃)₂溶液，使Mg(NO₃)₂与步骤(1)球磨得到的粉末的质量比为1:2；超声分散15min，然后水浴加热至70℃，在搅拌和超声的同时滴加1mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH＝9，停止滴加，恒温搅拌4h，过滤，烘干，研磨，过150目筛，即得氢氧化镁一次包覆处理的粉体；
(3)按摩尔比3:2:1比例称取硫酸锌、磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，取硫酸锌加6倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量40％的步骤(2)制得的粉体，300r/min分散2h，然后加入磷酸二氢钠、聚丙烯酰胺，搅拌升温至90℃，搅拌反应5h，过滤，烘干，即得磷酸锌二次包覆处理的粉体；
(4)上述步骤(3)制得的粉体中加入4％的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3％的三(三甲基硅烷)硼酸酯、1.5％的蓖麻油酸聚氧丙烯酯，1500r/min高速分散8min，烘干，研磨，过150目筛即可。
一种高速铁路动车组用抗撕裂电缆料的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯橡胶、丁苯橡胶、热塑性聚酯弹性体、叔丁酚醛增粘树脂、聚α-烯烃、气相白炭黑、透辉石粉、三异辛酸甘油酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-80℃时，再加入余下原料，继续搅拌至料温达到85-95℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；将混合好的物料转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。
上述制得的电缆料的性能测试结果如下：