本發(fā)明涉及低煙無鹵阻燃電纜料領域，尤其涉及一種耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料。

背景技術：

隨著2012年中國首座自主設計、建造的“第六代深水半潛式鉆井平臺”海洋石油981的正式開鉆，標志著中國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實質性的步伐，國內建造大型深水平臺的技術已成熟，同時對與之配套的石油平臺用用電纜也提出了更高的技術要求。石油平臺用的特種電纜，因其使用環(huán)境的特殊性，要求其具有耐油、耐泥漿、耐高溫、耐低溫、耐磨、高機械強度、無鹵、低煙等性能。對于石油平臺用電纜，更苛刻的耐油要求和耐油泥要求一直是電纜行業(yè)研究的主要難題。

目前國內不僅生產石油平臺用特種電纜的廠家少，而且具備耐泥漿護套材料生產能力的廠家更是少之又少，并且在耐泥漿性能方面很不穩(wěn)定，所以電纜和材料主要依賴于進口。

國內公開的有關石油平臺用耐泥漿電纜專利，大多只提出護套采用的是低煙無鹵耐泥漿材料，并沒有指出材料的制備技術。如何解決成本高、燃燒時發(fā)煙量大、設備投入大、工藝繁瑣的技術問題，成為本領域普通技術人員努力的方向。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，該耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料低煙無毒、委托輻照加工簡便、投入成本低，并且可以生產滿足挪威nek606海上平臺用無鹵/防泥漿電纜標準的無鹵阻燃耐泥漿護套料。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，原料配方由下列重量份的材料組成：乙烯醋酸乙烯共聚物25～45份、乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物12～18份、高密度聚乙烯30～45份、聚乙烯接枝馬來酸酐的共聚物5～15份、炭黑8~10份、氫氧化鋁阻燃劑115份、氫氧化鎂阻燃劑35份、偶聯(lián)劑0.7~1.8份、交聯(lián)敏化劑1.5~3份、抗氧劑1.4~2.4份、硅酮3～4份、潤滑劑0.5～1份；

所述輻照交聯(lián)耐阻燃電纜材料通過以下步驟獲得：

第一步：將按配方重量計量的乙烯醋酸乙烯共聚物eva、乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物、聚乙烯和聚乙烯接枝馬來酸酐的共聚物在高速混合機中高速混合30秒鐘，然后經雙螺桿造粒機混合塑化造粒，加工溫度為：輸送段120～130℃，熔融段140～155℃，混煉段160～170℃，排氣段155～165℃，均化段155～165℃，機頭160～170℃；

第二步：將上述材料再加入按配方重量計量的炭黑、氫氧化鋁阻燃劑、氫氧化鎂阻燃劑、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)敏化劑三甲代烯丙基異氰酸酯tmaic預聚物、抗氧劑1010、抗氧劑dltp、硅酮母粒和潤滑劑，在高速混合機中混合30秒鐘，再在雙階機中捏合塑化造粒，雙階機包括雙螺桿的加工溫度為：輸送段100～115℃，熔融段120～135℃，混煉段140～150℃，排氣段145～155℃，均化段145～155℃，機頭150～160℃，包括單螺桿溫度為：第一區(qū)120～135℃，第二區(qū)120～135℃，第三區(qū)120～135℃，機頭130～145℃，切粒風冷后包裝；

第三步：將第二步所得材料在電線電纜擠線機生產線上，在一區(qū)110～120℃，二區(qū)120～140℃，三區(qū)135～155℃，四區(qū)135～155℃，機頭130～150℃的溫度下擠出，包覆在導體線芯上，再進行輻照加工，輻照后熱延伸15%～25%；

其中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯va含量為33%，此乙烯醋酸乙烯共聚物的熔體指數(shù)為0.2g/10min；

所述乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物中一氧化碳含量為8～12%，乙烯醋酸乙烯共聚物eva中的醋酸乙烯va含量為24～30%，所述乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物的熔體指數(shù)為35g/10min；

所述聚乙烯為高密度聚乙烯，熔體指數(shù)為0.08g/10min；

所述聚乙烯接枝馬來酸酐的共聚物的接枝率為0.6%～1.2%；

所述炭黑為爐法生成的炭黑，粒徑為12～30nm，吸油值為50～80cc/100g；

所述無鹵阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂按照2~3：1質量比復配形成的混合物，且其平均粒徑皆為0.8～1.5μm；

所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑a-172或z-6173；

所述交聯(lián)敏化劑為三甲代烯丙基異氰酸酯tmaic預聚物，分子結構如下式所示，聚合度n為2～10，其單體為三甲代烯丙基異氰酸酯tmaic，分子量為291.35；

所述抗氧劑為1010和dltp按照0.8~1：1~1.2的質量比復配的混合物。

上述技術方案進一步改進的技術方案如下：

1.上述方案中，所述硅酮母粒中有效成分硅酮的質量含量為50%。

2.上述方案中，所述潤滑劑為pe蠟、eva蠟、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅中的至少一種。

3.上述方案中，所述氫氧化鋁阻燃劑平均粒徑為0.8~1.5μm。

4.上述方案中，所述氫氧化鎂阻燃劑平均粒徑為0.8~1.5μm。

由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：

1.本發(fā)明耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，選用乙烯醋酸乙烯共聚物eva、乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物、聚乙烯和聚乙烯接枝馬來酸酐的共聚物作為基材樹脂，添加氫氧化鋁和氫氧化鎂阻燃劑，及爐法炭黑，并在硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)敏化劑tmaic預聚物和抗氧劑等助劑作用下采用雙階機，即有雙螺桿和單螺桿組成的設備，經兩步法技術，可以提高共混材料中填料和基材的相容性，提高材料的機械性能；最終制得符合挪威nek606海上平臺用無鹵/防泥漿電纜標準的耐泥漿電纜用的無鹵阻燃護套材料，經輻照加工后成為石油平臺用輻照交聯(lián)耐泥漿低煙無鹵阻燃電纜。

2.本發(fā)明耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，基材選用乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物是本發(fā)明的特點之一，該共聚物可以在保持va含量較低的情況下，耐油性能相當于高va含量的evm；與eva共聚物、高密度聚乙烯及pe接枝馬來酸酐共聚物進行合理復配，不僅消除了高va含量evm在生產過程中存在發(fā)粘、結塊等缺點，保持了令人滿意的耐熱性和低溫性能；更重要的是，在爐法炭黑（3.3%～3.5%比例）的補強作用下，取得了優(yōu)越的高耐油性能及耐泥漿性能，輻照后，通過挪威標準nek606的耐油耐泥漿性能要求。

3.本發(fā)明耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，采用三甲代烯丙基異氰酸酯tmaic預聚物作為交聯(lián)敏化劑，是本發(fā)明的另一大特點，將tmaic預聚物使用到配方中后，大幅提高了產品的輻照交聯(lián)效果，在相同熱延伸率（10%）的要求下，輻照劑量從原來的25mrad降低到目前的15mrad，大大降低了輻照的加工難度與加工成本，保證其容易達到高耐油耐泥漿所需的低熱延伸率的輻照交聯(lián)要求，進一步促成高耐油耐泥漿方案的實現(xiàn)。

4.本發(fā)明耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，使用氫氧化鋁、氫氧化鎂，賦予產品無鹵阻燃特性，與潤滑劑硅酮母粒配合使用，具有明顯的協(xié)效作用，可以提高復合阻燃體系的結殼、耐滴落等阻燃效果。同時添加硅烷偶聯(lián)劑對無機填料進行改性，能夠提高無機阻燃劑與基料之間的相容性，這樣，對于提高材料老化性能、耐油性及耐泥漿性能都是有益的。抗氧化體系采用抗氧劑1010和dltp配合使用的方式，具有明顯協(xié)同效果，使得產品在明顯減少抗氧劑用量的同時，仍可滿足一定的老化性能要求，即經一定的高溫老化后，材料結構和性能具有一定的保持性，同時也保證了產品的耐油性和耐泥漿性能；對常規(guī)低煙無鹵阻燃電纜料的配方進行技術改進，通過添加乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物與炭黑補強配合，以及高效的交聯(lián)敏化劑tmaic預聚物對交聯(lián)效果的促進，有效地提高了無鹵阻燃護套料的耐油性能和耐泥漿性能，最終可以很好地滿足挪威nek606海上平臺用無鹵/防泥漿電纜標準的要求。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述：

實施例：一種耐油耐泥漿輻照交聯(lián)阻燃電纜材料，材料配方：

制備工藝

第一步：將按配方重量計量的乙烯醋酸乙烯共聚物eva、乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物、聚乙烯和聚乙烯接枝馬來酸酐的共聚物在高速混合機中高速混合30秒鐘，然后經雙螺桿造粒機混合塑化造粒，加工溫度為：輸送段120～130℃，熔融段140～155℃，混煉段160～170℃，排氣段155～165℃，均化段155～165℃，機頭160～170℃。

第二步：將上述材料再加入按配方重量計量的炭黑、氫氧化鋁阻燃劑、氫氧化鎂阻燃劑、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)敏化劑三甲代烯丙基異氰酸酯tmaic預聚物、抗氧劑1010、抗氧劑dltp、硅酮母粒和潤滑劑，在高速混合機中混合30秒鐘，再在雙階機中捏合塑化造粒，雙階機包括雙螺桿的加工溫度為：輸送段100～115℃，熔融段120～135℃，混煉段140～150℃，排氣段145～155℃，均化段145～155℃，機頭150～160℃，包括單螺桿溫度為：第一區(qū)120～135℃，第二區(qū)120～135℃，第三區(qū)120～135℃，機頭130～145℃，切粒風冷后包裝。

第三步：將第二步所得材料在電線電纜擠線機生產線上，在一區(qū)110～120℃，二區(qū)120～140℃，三區(qū)135～155℃，四區(qū)135～155℃，機頭130～150℃的溫度下擠出，包覆在導體線芯上，再進行輻照加工，輻照后熱延伸15%～25%，即成為滿足挪威nek606海上平臺用無鹵/防泥漿電纜標準的電纜，按照電纜標準對各項指標進行檢測。

2、技術指標

由上述實施例可以看出，本發(fā)明在材料配方中通過添加乙烯-醋酸乙烯-一氧化碳三元共聚物及高效交聯(lián)敏化劑tmaic預聚物，使得材料可以發(fā)生更充分均勻有效的交聯(lián)反應，既而具有更高的耐油性和耐泥漿性能；使用該電纜護套料制得的產品可以滿足挪威nek606海上平臺用無鹵/防泥漿電纜標準的要求。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。