上海新念電纜告訴你如何研制適用于惡劣環(huán)境阻燃礦用電纜
上海新念電線電纜是電纜廠家上海起帆的經(jīng)銷商,成立于2002年與起帆電纜合作有長達(dá)15年之久,從2005年至今被評為優(yōu)質(zhì)經(jīng)銷商。上海起帆電纜股份有限公司成立于1994年,24年專注國標(biāo)線,公司占地面積35萬平方米,員工2000余名,高新技術(shù)團(tuán)隊300余人。
礦用電纜是煤礦用電纜的簡稱,礦用電纜均為阻燃電纜,都應(yīng)經(jīng)過安標(biāo)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心頒發(fā)礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書。U型(M型)煤礦用橡套電纜。
采用氯磺化聚巳烯(CSM)、氯化聚乙烯(CPE)、氯醇橡膠(CHR)三者并用,有機(jī)過氧化物硫化,填充一定量的阻燃劑研制出的適用于惡劣環(huán)境作業(yè)的阻燃礦用電纜護(hù)套橡皮, 可適用于高溫、強(qiáng)酸、礦物油、化學(xué)藥品等作業(yè)環(huán)境。湖北省宜昌市550信箱103研究室通過系統(tǒng)試驗研究,經(jīng)CAD技術(shù)研制出耐高溫、濃硫酸、礦物油及阻燃礦用電纜用護(hù)套橡皮配方。試驗發(fā)現(xiàn),CSM/CPE/CHR并用比值在60~40/20~30/20~30,填充氫氧化鋁、Sb2O3、鹵素阻燃劑和BaSO4等,共硫化劑選用HVA-2/TAIC,研制出的橡皮氧指數(shù)達(dá)到42~43,電纜性能滿足GB12972、GB7594、GB12666、IEC90-359要求。
⑴聚合物的選擇
各種橡膠的使用特性各不相同,在橡膠制品制造的過程中,往往采用2種或2種以上的橡膠井用,以克服單一橡膠使用時其功能的不足,便于發(fā)揮各自的使用特性的優(yōu)越性,滿足制品的多功能使用特性。
幾種電纜常用橡膠的耐熱性、耐油性、耐燃性等特性評估如下:CR(氯丁橡膠)、CSM(氯磺化聚乙烯)、CPE(氯化聚乙烯)、NBR(丁腈橡膠)、CHR(氯醇橡膠)、EPDM(乙丙橡膠)的耐熱分別為4、6、6、4、6、8,耐油分別為5、5、5、8、9、1,耐臭氧分別為6、10、10、3、7、8,耐燃分別為7、8、7、4、7、3,綜合評估分別為29、36、35、25、35、25。評估以1~10打分,1為最低,10為最高。根據(jù)此項研究的目的以及電纜實際使用要求,他們選用CSM、CPE、CHR三種橡膠井用,再據(jù)電纜實際加工需要,選用以CSM為主、CPE和CHR為輔的并用體系。這三種橡膠均為飽和型橡膠,分子主鏈上無雙鍵,分子結(jié)構(gòu)十分相似,都含有強(qiáng)極性基團(tuán),相互之間的相溶性較好,三者共混,幾乎可達(dá)到海—海相。另外,在CSM配方中,并用CPE、CHR還可降低生產(chǎn)成本,改善CSM的加工工藝,但隨著CPE、CHR并用量的變化,膠料性能也有所變化。
CSM、CPE、CHR并用比對膠料性能影響如下:試驗編號分別為A1、A2、A3、A4、A5、A6,CSM分別為100、80、80、60、40、20,CPE分別為—、20、—、20、30、40,CHR分別為—、—、20、20、30、40;膠料性能的門尼粘度(ML1+4 100℃)分別為47.3、42.4、51.3、43.4、45.2、45.7,門尼焦燒時間(MS-120℃)分別為30min、35min、36.1min、36.7min、37.2min、37.5min;硫化膠性能(160℃×12min)的200%定伸應(yīng)力分別為9.8MPa、10.7MPa、11.9MPa、12.3MPa、12.7MPa、13.0MPa,拉伸強(qiáng)度分別為13.2MPa、14.7MPa、15.2MPa、16.4MPa、17.8MPa、18.2MPa,扯斷伸長率分別為370%、340%、320%、360%、370%、370%,硬度分別為65、68、65、66、66、66;空氣箱熱老化試驗(120℃×7d)的拉伸強(qiáng)度變化率分別為-7.2%、-7.4%、-9.2%、-9.0%、-10.8%、-11.4%,扯斷伸長率變化率分別為-12.4%、-14.2%、-13.3%、-14.1%、-15.7%、-16.2%;空氣箱熱老化試驗(135℃×7d)的拉伸強(qiáng)度變化率分別為-10.3%、-14.2%、-15.7%、-15.2%、-14.7%、-15.3%,扯斷伸長率變化率分別為-17.2%、-24.2%、-21.0%、-20.2%、-21.9%、-25.7%;耐油試驗(100℃/48h ASTM 20#機(jī)油)的拉伸強(qiáng)度變化率分別為-12.3%、-12.0%、-7.2%、-8.4%、-7.2%、-6.7%,扯斷伸長率變化率分別為-13.2%、-13.7%、-8.3%、-11.3%、-10.2%、-8.9%;耐酸試驗(20℃/48h/98%濃硫酸)的拉伸強(qiáng)度變化率分別為-14.2%、-17.4%、-14.3%、-15.2%、-17.4%、-21.2%,扯斷伸長率變化率分別為-21.7%、-27.3%、-19.3%、-22.9%、-24.7%、-30.3%;氧指數(shù)LOI分別為32、29、32、31、30、30。
由以上試驗結(jié)果可知:在CSM配方中,并用CPE及CHR后硫化膠的機(jī)械物理性能及耐油性能有較大幅度的改善,耐酸性及熱老化性有所下降,氧指數(shù)變化不大。從價值工程上考慮,選擇CSM/CPE/CHR并用比值在60~40/20~20/20~30,并且已經(jīng)為試驗所證實。三者按照照此比例并用,膠料的綜合性能較為理想。
⑵硫化體系
CSM、CPE及CHR分子鏈上都不含有雙鍵,均可采用過氧化物硫化,以此來提高膠料的耐熱性、抗熱老化性,其所用的共硫化劑的品種因直接影響到材料的擠出加工溫度,在選擇時一定要和選用的過氧化物相匹配,供選用的有TaC、TaIC、TRA以及多功能橡膠助劑HVA-2、TMPT。
考慮到電纜實際生產(chǎn)大多采用擠出連續(xù)硫化工藝,為此,他們此項研究選用TaIC、HVA-2作為共硫化劑,以此來改善過氧化物作硫化劑時膠料的硫化特性,提高膠料的熱穩(wěn)定性以及硫化速率。
⑶填料
考慮到適用于惡劣環(huán)境作業(yè)的阻燃礦用電纜護(hù)套橡皮膠料的特殊使用功能特性,尤其受濃硫酸介質(zhì)的作用,填料宜選用中性或弱酸性的耐酸物質(zhì),如硫酸鋇、水洗陶土、滑石粉、白炭黑、粉石英等耐酸、耐火材料,炭黑類宜選用中性或弱堿性、耐熱性良好的半補(bǔ)強(qiáng)、高耐磨炭黑類為好,不宜選用碳酸類化學(xué)材料如CaCO3、BaCO3等。具體選用也要考慮到填料對膠料其它性能的影響作用。
上述就是小編的見解,如若您有不懂得地方,上海新念歡迎您隨時咨詢。