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橡塑合金橡膠用作阻燃電纜護(hù)層的研制 - 無(wú)圖版
祖國(guó)萬(wàn)歲 --- 2006-10-06 07:59:11
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橡塑合金橡膠用作阻燃電纜護(hù)層的研制.docjsjdly --- 2007-01-03 11:34:04
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打不開(kāi)，方便的話發(fā)一份給我，謝謝！jsjdly933@sohu.com
feibai --- 2007-01-12 16:48:20
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橡塑合金在電纜中的應(yīng)用早就被CM橡膠替代了！CM又便宜！性能又好！
vivinlyn --- 2007-01-12 19:08:57
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vivinlyn --- 2007-01-12 19:10:33
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我的郵箱為：vivinlyn@ 163.com
chqiku --- 2007-01-16 13:26:53
6
老大
別吊人胃口啊
fxlch1 --- 2007-11-29 13:16:03
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billma --- 2009-11-12 10:21:24
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billma --- 2009-11-13 07:58:26
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橡塑合金橡膠用作阻燃電纜護(hù)層的研制
一、概述
橡塑合金即丁腈－聚氯乙烯復(fù)合物（簡(jiǎn)稱NV橡膠），它是以丁腈橡膠為主摻入30～50％的聚氯乙烯樹(shù)脂共混而得，具有優(yōu)良的加工性能，耐大氣老化、耐臭氧、耐油、耐熱、耐磨耗、耐一定的化學(xué)腐蝕等性能。
1936年Konard就提出了NBR/PVC橡塑合金橡膠共混的基本理論.
1958年英國(guó)首先用膠乳共沉法生產(chǎn)出了商品NBR/PVC共混膠。
1962年起，NBR/PVC橡塑合金橡膠市場(chǎng)份額日益增長(zhǎng)。
2000年賽可德橡膠集團(tuán)采用化學(xué)接枝增容技術(shù)，使得NBR與PVC的化學(xué)相容性得到了極大地改善，研制出了新一代NBR/PVC橡塑合金橡膠——NV系列橡塑合金橡膠(見(jiàn)附錄）。
本文研制的橡塑合金阻燃護(hù)層就是賽可德橡膠集團(tuán)NV系列橡塑合金橡膠中的一個(gè)牌號(hào)——NV5075。
附錄
NV系列橡塑合金橡膠的牌號(hào)及基本特性
牌號(hào) NBR/PVC 比例 丙烯腈含量(%) 門尼粘度ML1+4 100℃ 應(yīng)用范圍及特性
NV7218 70/30 19 60±5 耐低溫性能要求制品
NV5070 70/30 28 60±5 在較低的溫度下也具有很好的物理性能，耐油，耐溶劑性能好，耐磨，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和臭氧性。
NV7022 70/30 28 70±5
NV5075 70/30 33 60±5 優(yōu)異的物理性能，耐油，耐溶劑性能好，耐磨，極佳的熱穩(wěn)定性和耐臭氧性，適用于電線電纜。
NV7411 70/30 33 55±5
NV7050 70/30 33 55±5 擠出制品專用，生產(chǎn)電線電纜汽車燃油管，制品表面光滑，工藝性能優(yōu)異。
NV3470 70/30 33 65±5
NV6420 60/40 33 75±5 有極好的耐油，耐溶劑及耐磨性能和抗臭氧性。
NV6450 50/50 33 85±5 紡織器材用
NV5040 60/40 33 95±5 高硬度，高耐油產(chǎn)品
NV3960 70/30 40 65±5 紡織器材專用
NV3975 50/50 40 75±5 紡織器材專用
NV3570 70/30 33 65±5 電線電纜專用
NV3530 30/70 33 70±5 擠出工藝優(yōu)異，耐熱性能佳
NA—1 85/15 33 65±5 耐高溫，耐油，耐磨型產(chǎn)品
NA—2 75/25 33 65±5 適宜汽車點(diǎn)火絲電纜及汽車燃油管
二、理化分析及基本性能
lNV5075橡膠是將丁腈膠乳與聚氯乙烯乳液按70：30的比例進(jìn)行凝聚、洗滌、干燥而成，并在生產(chǎn)過(guò)程中加入了穩(wěn)定劑和防老劑。
l理化分析結(jié)果（表1）：
丙烯腈含量 ％ 33
門尼粘度ML1+4 100℃ 60±5
灰份 ％ ≤0.6
揮發(fā)份 ％ ≤0.5
硬度（邵氏） ≥75
l基本性能（表2）：
表2 NV5075橡膠基本性能：
配方號(hào)
項(xiàng) 目 （份） 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào)
NV5075橡膠 100 100 100 100
硫化劑DCP / / / 2.0
工業(yè)硫磺 1 1 1 1
促進(jìn)劑TMTD 1.5 1.5 1.5 1.5
促進(jìn)劑CZ 1.5 1.5 1.5 1.5
氧化鋅 5 5 5 5
硬脂酸 1 1 1 1
氯化石蠟 / 20 20 20
碳酸鈣 / 40 / /
N330炭黑 / / 40 40
含 膠 量 % 91 59 59 58
抗張強(qiáng)度 MPa 8.0 5.4 15.1 16.9
斷裂伸長(zhǎng)率 % 320 320 300 290
抗撕裂強(qiáng)度 N/mm 3.9 3.1 5.0 4.0
三、配方的設(shè)計(jì)與研制
硫化體系的選擇與確定
表3 列出了五種硫化體系的硫化特性和橡皮的物理機(jī)械性能。
配方編號(hào)
項(xiàng) 目 1# 2# 3# 4# 5#
硫化特性
焦燒時(shí)間（Ts1） 分 3.30 6.06 3.22 2.14 2.47
半硫時(shí)間（T50） 分 7.35 9.16 4.48 3.45 5.47
正硫時(shí)間（T90） 分 17.24 17.01 11.34 14.09 16.14
最小轉(zhuǎn)矩（ML） N•m 0.58 0.58 0.44 0.51 0.61
最大轉(zhuǎn)矩（MH） N•m 2.91 1.87 3.05 3.52 2.96
物理機(jī)械性能 原始抗張強(qiáng)度 MPa 12.0 10.1 12.0 12.5 12.3
原始斷裂伸長(zhǎng)率 % 370 420 250 290 390
抗撕裂強(qiáng)度 N/m 6.6 7.5 4.5 5.3 7.0
說(shuō)明： 1# —DCP、硫磺硫化體系； 2# —DCP、TMTD硫化體系；
3# —DCP、TMTD、硫磺（低硫高促）硫化體系；
4# —DCP、DPTT硫化體系； 5# —DCP、VA－7硫化體系；
配方組份:NV5075 100，硫化劑 變品種、變量，促進(jìn)劑 2~4，氧化鋅 5，硬脂酸 1.5，防老劑 3，軟化劑 35，超微細(xì)氫氧化鋁 80，炭黑 55。
從表3可以看出：
2# 硫化體系起硫慢，加工安全性好，斷裂伸長(zhǎng)率高和抗撕裂性能較好,但硫化程度低，抗張強(qiáng)度小。
3#、4# 硫化體系的硫化速度快，抗張強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)率小，抗撕裂強(qiáng)度差。
1# 和5# 硫化體系的硫化速度適中，抗張強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)率大，抗撕裂強(qiáng)度好。
1# 和5# 硫化體系比較起來(lái)，1# 的成本稍低，5# 的性能稍好。
對(duì)于電線電纜來(lái)講，其絕緣或護(hù)套一般不采用以硫磺為主硫化劑的硫化體系，即使是護(hù)套，在硫化、貯存或使用過(guò)程中，硫磺也容易遷移到絕緣里面，致使銅導(dǎo)體發(fā)黑。因此，5# 最適合做橡塑合金（NV5075）橡膠的硫化體系。
硫化速度的快慢直接影響橡皮的抗撕裂性能，速度越快，抗撕裂性能越差；反之，抗撕裂性能越好。
l 阻燃劑和補(bǔ)強(qiáng)填充劑的選擇
由于NV5075橡膠的阻燃性比其它含氯橡膠稍差一些，且其組份丁腈橡膠屬非結(jié)晶性橡膠，在表2從可以看出，未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的硫化橡皮的機(jī)械性能并不是很理想。因此要提高NV5075橡膠的阻燃性能和橡皮的強(qiáng)度，就必須添加一定量的阻燃劑和補(bǔ)強(qiáng)填充劑。
（1）阻燃劑的選用
阻燃劑即添加在聚合物中不易燃燒的物質(zhì)，它大體上分為有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑兩大類。
有機(jī)阻燃劑最常用的是含磷化合物和含鹵化合物。在一般阻燃配方中，應(yīng)用最廣，用量最大的主要有氯化石蠟、磷酸三甲苯酯（TCP）、十溴二苯醚等。
無(wú)機(jī)阻燃劑中最典型的有三氧化二銻、氫氧化合物（氫氧化鋁、氫氧化鎂）硼酸鋅等。
在這些阻燃劑中，它們的作用和阻燃機(jī)理是各不相同的，但它們之間又具有一定的協(xié)同效應(yīng)。因此根據(jù)這一特點(diǎn)，結(jié)合NV5075橡膠的阻燃性能，我們?cè)谂浞皆O(shè)計(jì)時(shí)采用了無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑相結(jié)合的阻燃系統(tǒng)。
（2）補(bǔ)強(qiáng)填充劑的選擇
炭黑和白炭黑是NV5075橡膠最常用的補(bǔ)強(qiáng)劑，不同的炭黑品種對(duì)橡皮的物理機(jī)械性能有著不同的影響。
高耐磨炭黑（N326），工藝性能好，壓縮變形小，但生熱快。
快壓出爐黑（N550），補(bǔ)強(qiáng)性能中等，硫化膠的伸長(zhǎng)率較高。
通用爐黑（N660），補(bǔ)強(qiáng)性能一般，膠料的工藝性能好，生熱慢，抗撕裂強(qiáng)度高，但伸長(zhǎng)率較低。
色素炭黑（RCF30）補(bǔ)強(qiáng)性能好，抗撕強(qiáng)度高，但易延遲膠料的硫化速度。
沉淀白炭黑，混煉分散性較差，必須與偶聯(lián)劑配合使用補(bǔ)強(qiáng)效果才較明顯。
通過(guò)試驗(yàn)我們選用了RCF30和N550兩種炭黑并用。
l 其它配合劑的選擇
（1）防老劑的選擇
NV5075橡膠與純丁腈橡膠的防老劑差不多，最常用的有4010NA、RD、MB等 ，而我們?cè)谂浞皆O(shè)計(jì)中為了把橡皮的耐溫等級(jí)提高到85℃，采用了MB和NBC并用的防老體系。
（2）軟化劑的選擇
由于NV5075橡膠具有較強(qiáng)極性，分子間作用力大，加工時(shí)需加入一定量的軟化劑，同時(shí)考慮到橡皮的阻燃性能，我們選用了液體氯化石蠟、磷酸三甲苯酯（TCP）作為NV5075橡膠的軟化劑。
四、應(yīng)用實(shí)例
NV5075橡膠通過(guò)密煉機(jī)混煉，膠料不粘輥，易于加工。在連續(xù)硫化機(jī)上擠出船用電纜CEFR/SA 3×50mm2產(chǎn)品的護(hù)層 ，溫度控制與天然丁苯膠一樣，膠料不易焦燒，產(chǎn)品表面光滑。經(jīng)測(cè)試產(chǎn)品通過(guò)了IEC332—3電線電纜成束燃燒試驗(yàn)A類的要求。表4 列出了其護(hù)層的物理性能。
從表4可以看出，NV5075橡膠的耐油性能非常好，其耐熱等級(jí)可達(dá)到85℃。因此NV5075橡膠完全可以用做船用電纜，煤礦阻燃電纜，油礦電纜以及電機(jī)引出線等產(chǎn)品的護(hù)套，還可用做汽車輸油管等橡膠制品。但由于其耐酸堿化學(xué)腐蝕性較差，最好不要用于有強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕的場(chǎng)合。
表4 護(hù)層的物理性能
試 驗(yàn) 項(xiàng) 目 單位 標(biāo)準(zhǔn)要求 實(shí)測(cè)值
1 老化前試樣
1.1 抗張強(qiáng)度 中間值 最小 MPa 10.0 11.5
1.2 斷裂伸長(zhǎng)率 中間值 最小 % 300 380
2 空氣箱熱老化試驗(yàn)（耐溫等級(jí)85℃）
2.1 老化條件 溫度 ℃ 100±2
時(shí)間 h 7×24
2.2 老化后抗張強(qiáng)度 變化率 最大 % ±30 +16.2
2.3 老化后斷裂伸長(zhǎng)率 中間值 最小 % 250 270
變化率 最大 % ±40 ﹣28.9
3 熱延伸試驗(yàn)
3.1 試驗(yàn)條件 空氣溫度 ℃ 200±3
載荷時(shí)間 min 15
機(jī)械應(yīng)力 N/㎝2 20
3.2 載荷下伸長(zhǎng)率 最大% 175 30
3.3 冷卻后永久變形 最大% 25 15
4 浸油試驗(yàn)
4.1 試驗(yàn)條件 油液溫度 ℃ 100±2 121±2
浸油時(shí)間 h 24 24
4.2 浸油后抗張強(qiáng)度 變化率 最大% ﹣40 +13.2
4.3 浸油后斷裂伸長(zhǎng)率 變化率 最大 % ﹣40 ﹣15.8
試 驗(yàn) 項(xiàng) 目 單位 標(biāo)準(zhǔn)要求 實(shí)測(cè)值
5 抗撕試驗(yàn)
抗撕裂強(qiáng)度 中間值 最小 N/mm 5.0 6.5
6 氧指數(shù) % － 41
7 耐96%濃硫酸試驗(yàn)
7.1 試驗(yàn)條件 環(huán)境溫度 ℃ － 25±2
時(shí)間 h － 24
7.2 試驗(yàn)結(jié)果 － 嚴(yán)重膨脹至溶解
8 耐33%鹽酸試驗(yàn)
8.1 試驗(yàn)條件 環(huán)境溫度 ℃ － 25±2
時(shí)間 h － 7×24
8.2 試驗(yàn)結(jié)果 抗張強(qiáng)度變化率 % － ﹣21.9
斷裂伸長(zhǎng)率變化率 % － ﹣50
五、結(jié)束語(yǔ)
l 通過(guò)五種硫化體系的試驗(yàn)，確定了硫化劑DCP和VA－7并用是NV5075橡膠最合適的硫化體系，再配以MB和NBC防護(hù)體系，可使NV5075橡皮的耐溫等級(jí)提高到85℃。
l 由于NV5075橡膠自身的阻燃性和強(qiáng)度并不是很理想，因此要提高橡皮的阻燃性和抗張強(qiáng)度必須加入大量的阻燃劑和補(bǔ)強(qiáng)劑。特別應(yīng)注意在加入大量的無(wú)機(jī)阻燃劑后，容易使橡皮的物理性能變差，建議最好使用超細(xì)或經(jīng)活化處理過(guò)的產(chǎn)品，這樣既可以保證阻燃性能，又不會(huì)降低橡皮的物理性能。
l 由于NV5075橡膠具有很好的耐油性能和耐熱性能，完全可以替代氯丁橡膠，用于船用電纜，煤礦阻燃電纜，油礦電纜，通用橡套軟電纜（W型）以及電機(jī)引出線等產(chǎn)品的護(hù)套。
［billma 在 2009-11-13 8:26:22 編輯過(guò)］