CN107573575A - 一种利用热塑性弹性体生产交通信号软电缆的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用热塑性弹性体生产交通信号软电缆的方法，涉及电线、电缆的生产技术领域。有两种方法，方法一先造粒再挤塑；方法二直接挤塑。两各种方法都采用了热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂作为绝缘护套原料，另外，还将半制品进行辐照。两种方法在生产、储运、使用过程中，对环境无污染，对人体无害，燃烧时不会产生有害气体，是一种绿色环保产品。还能使电缆具有良好的阻燃、机械、耐弯折、绝缘及耐热老化等性能，能够满足电力标准需求。
Description
技术领域
本发明涉及电线、电缆的生产技术领域。
技术背景
在许多应用场合，往往要求电线或电缆具有良好的柔软性。为了满足该要求，常用橡胶作电线电缆的绝缘及护套。橡胶是一种具有高弹性的材料，但是橡胶的加工工艺比较复杂、设备投资大、占用厂房的面积多，许多中小型厂家不具备加工橡胶线缆的能力。
近几年来热塑性弹性体大量涌现，人们可以使用塑料电线电缆的加工设备，采用热塑性弹性体作线缆的绝缘、护套，制造出与橡胶线缆同样柔软的产品，并且大大降低其加工成本。目前尚未有采用热塑性弹性体生产交通信号团电缆的配方或工艺的文献报导。
发明内容
本发明的目的是提出利用热塑性弹性体生产交通信号软电缆的方法，以提交通信号电缆的阻燃、机械、耐弯折、绝缘及耐热老化等性能。
本发明方法之一是：先将热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂混合后，经双螺杆挤出机混炼制造出粒子，然后再将粒子加热后挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy的条件下，经电子加速器辐照交联形成交通信号软电缆。
本发明方法之二是：将热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂混合后，通过双螺杆挤出机挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy 的条件下，经电子加速器辐照交联形成交通信号软电缆。
本发明以上两种方法的不同之处是：方法一先造粒再挤塑；而方法二直接挤塑。相同的是，两各种方法都采用了热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂作为绝缘护套原料，另外，还将半制品进行辐照。
线性低密度聚乙烯具有较高的韧性以及较好的耐热、耐寒性能，是一种新型的电线电缆材料；热塑性弹性体最近几年开始出现在国内市场，目前在电线电缆还没有得到广泛的应用，热塑性弹性体的加入，利用起自身的三维网状结构，增强材料的力学性能并提高耐弯折性能；无卤阻燃剂是一种环境友好型阻燃材料，在加工生产以及后续使用中对环境的污染较小；敏化交联剂是交联实验中，常用的加工主机；润滑剂等加工助剂都是电线电缆等高分子产品加工中经常使用的助剂。
工业生产中的电线电缆辐照，辐照剂量的大小，是通过辐照时间加以控制的，因此从节能以及提高生产率的角度出发，我们应该从较低剂量开始测试，探索了采用低能源消耗获得符合国标质量要求的软电缆。
通过以上两种方法，电缆在生产、储运、使用过程中，对环境无污染，对人体无害，燃烧时不会产生有害气体，是一种绿色环保产品。还能使电缆具有具有良好的阻燃、机械、耐弯折、绝缘及耐热老化等性能，能够满足电力标准需求。
进一步地，本发明所述热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂的投料质量比为30～20∶70～80∶80～90∶3～4∶0.5～1.5∶1～2∶0.5～1.5∶0.5～2。线性低密度聚乙烯是用来提供一种高分子基体，少量的热塑性弹性体的加入，可以利用其自身的三维网状，将线性低密度聚乙烯等原料，分布在网状结构中，利用大分子链的这种结构，在弯折过程中起到缓冲作用，因此具有较好的耐弯折抗冲击性能；无卤阻燃剂，是一种环境友好型的材料，适量的加入会起到阻燃效果，大量的加入，无机相与树脂相不相容，导致力学性能的下降，因此要多次实验，选取一个适中值；润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂等加工助剂一般添加微量即可，大量添加会出现抑制现象，导致综合性能下降。
本发明所述热塑性弹性体的熔融指数为1g/10min。其具有良好的耐环境应力开裂性、与填料相容性及可加工性能。
本发明所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min。在该熔融指数左右的树脂满足了软电缆力学性能要求，流动性性能好，便于加工，提高生产效率。
本发明所述无卤阻燃剂由氢氧化铝、膨胀阻燃剂、微胶囊化红磷和有机蒙脱土组成。本发明的无卤阻燃添加剂主要以氮、磷系化合物和金属氢氧化物为主，这三类化合物，燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称之为无公害阻燃剂。故可保障生产过程环保无害。
本发明所述氢氧化铝的粒径为5000目。粒径越小的氢氧化铝可以提高该组份与树脂相的相容度，保证力学性能，但是在5000目以上的粒径时，力学性能的提高的显著趋势就降低了，并且生产成本增加。
所述润滑剂为白油或硬脂酸。相比传统的润滑剂具有价格上的优势。
所述敏化交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯，主要是促进产品在电子束辐照下的交联，提高电缆生产效率。
具体实施方式
一、生产工艺
以下实施例中各原料的说明：
聚烯烃型热塑性弹性体（TPE），熔融指数为1g/10min。
线性低密度聚乙烯（LLDPE）采用上海赛科LL0220KJ，熔融指数为2g/10min。
无卤阻燃剂由粒径为5000目的氢氧化铝（ATH）、膨胀阻燃剂（NPS）、微胶囊化红磷（CRP）、有机蒙脱土（OMMT）组成。
POE-MA为市售偶联剂。
复合抗氧剂由主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168组成。
白油、硬脂酸为润滑剂。
敏化交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
1、按下表分别称量：
各例中称量以重量份计。
| 原料 | 例1 | 例2 | 例3 |
| TPE | 30 | 25 | 20 |
| LLDPE | 70 | 75 | 80 |
| ATH | 45 | 50 | 50 |
| OMMT | 15 | 15 | 15 |
| NPS | 15 | 15 | 20 |
| CRP | 5 | 5 | 5 |
| POE-MA | 1 | 1 | 1.5 |
| 主抗氧剂1010 | 0.5 | 1 | 1 |
| 辅助抗氧剂168 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 白油或硬脂酸 | 3 | 3.5 | 3 |
| TAIC | 0.5 | 105 | 1.5 |
| 防老剂MB | 1 | 0.5 | 0.5 |
2、生产电缆：
方法一：
将例1的配方量各原料混合后，经双螺杆挤出机混炼制造出粒子，然后再将粒子加热后挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy 的条件下，经电子加速器辐照交联形成交通信号软电缆。
方法二：
将例2、3的配方量各原料分别混合后，通过双螺杆挤出机挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy 的条件下，经电子加速器辐照交联分别形成交通信号软电缆。
二、上述工艺生产的产品主要性能指标如下：
将以上方法制得的三种交通信号软电缆取样分别进行检测，并与国标产品标标准进行对比，结果见下表：
| 序号 | 项目 | 单位 | 指标 | 实测 |
| 1 | 原始拉伸强度 | MPa | ≥9.0 | 12.3 |
| 2 | 原始断裂伸长率 | % | ≥150 | 210 |
| 3 | 空气热老化（100℃×168h） | |||
| 拉伸强度 | MPa | ≥9.0 | 12.1 | |
| 4 | 空气热老化（100℃×168h） | |||
| 断裂伸长率 | % | ≥120 | 215 | |
| 5 | 热变形（90℃×4h） | % | ≤50 | 0 |
| 6 | 体积电阻率（20℃） | Ω•M | ≥1.0×1010 | 5.5×1011 |
| 7 | 氧指数 | % | ≥30 | 32 |
另外裁剪1mm厚的哑铃型样片，经过橡胶疲劳试验机测试180°弯折80万次（60h），弯折之后的试样测试力学性能，拉伸强度以及断裂伸长率无明显变化，该材料具有较高的耐弯折性能。
由上表可见：本发明制成的产品较常规工艺生产的品具有明显的良好的阻燃、机械、绝缘、耐磨、耐热老化等性能。
Claims (9)
1.一种利用热塑性弹性体生产交通信号软电缆的方法，其特征在于：先将热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂混合后，经双螺杆挤出机混炼制造出粒子，然后再将粒子加热后挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy 的条件下，经电子加速器辐照交联形成交通信号软电缆。
2.一种利用热塑性弹性体生产交通信号软电缆的方法，其特征在于：将热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂混合后，通过双螺杆挤出机挤塑包覆在导体外，取得半制品，再将半制品置于辐照剂量为30～150KGy 的条件下，经电子加速器辐照交联形成交通信号软电缆。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述热塑性弹性体、线性低密度聚乙烯、无卤阻燃剂、润滑剂、复合抗氧剂、防老剂、偶联剂和敏化交联剂的投料质量比为30～20∶70～80∶80～90∶3～4∶0.5～1.5∶1～2∶0.5～1.5∶0.5～2。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述热塑性弹性体的熔融指数为1g/10min。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为2g/10min。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述无卤阻燃剂由氢氧化铝、膨胀阻燃剂、微胶囊化红磷和有机蒙脱土组成。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述氢氧化铝的粒径为5000目。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述润滑剂为白油或硬脂酸。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述敏化交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
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