橡套电缆用EPDM与CPE共用绝缘橡皮的配方研究

田维生（远东电缆有限公司，江苏宜兴214257）

橡套电缆用EPDM与CPE共用绝缘橡皮的配方研究

田维生
（远东电缆有限公司，江苏宜兴214257）

摘要：研究了满足橡套电缆使用的绝缘橡皮的性能特点；探讨了基体材料体系、配合剂体系的选择；试验并确定了绝缘橡皮的中试配方；放线生产并检测了绝缘橡皮的性能。实验结果表明：研制的橡套电缆用EPDM与CPE共用绝缘橡皮，其力学性能、工艺性能均满足橡套电缆使用及生产要求。

关键词：橡套电缆；EPDM；CPE；绝缘橡皮；配方

新版GB/T5013- 2008取代了老版GB/T5013- 1997，在新版中取消了“普通橡皮混合物绝缘的电缆－IE1型”，增加了“乙丙橡皮混合物或其相当材料绝缘的电缆－IE4型”，增加了IE4型绝缘橡皮的耐臭氧试验，提高了IE4型绝缘橡皮的热老化温度，从IE1型80℃7天热老化提高到IE4型100℃7天热老化。

IE1型绝缘橡皮主要以天然橡胶为胶料，天然橡胶在常温下具有较高的弹性、非常好的机械强度、良好的电绝缘性能；但不耐老化是天然橡胶的致命弱点，其耐油性和耐溶剂性很差。IE4型绝缘橡皮主要以三元乙丙橡胶或其相当材料为胶料，三元乙丙橡胶的主链是完全饱和的，它有优异的耐候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽和颜色稳定性等优点。乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150～200℃下可短暂或间歇使用。三元乙丙橡胶本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近于丁苯橡胶、聚乙烯和交联聚乙烯。氯化聚乙烯（CPE）是由高密度聚乙烯（HDPE）经氯化取代反应制得的高分子材料，具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能以及良好的耐油性、阻燃性、着色性能及韧性，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高。在橡胶工业中，CPE可作为高性能、高质量的特种橡胶，也可以与乙丙橡胶（EPR）、丁基橡胶（IIR）、丁腈橡胶（NBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）等其它橡胶共混使用。橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热氧臭氧老化、阻燃性较佳的特种合成橡胶。

1　试验部分

1.1原材料和仪器设备

CPE6335、CM352L、CM352J、CM302、三元乙丙橡胶KEP 210、722P、3960Q、镁系活化稳定剂、抗氧剂1010、钙锌稳定剂、DOP、微晶石蜡、离模剂、复合硫化剂、高性能填料、超细滑石粉、碳酸钙等。

试验室密炼机、小开炼机、平板硫化机、门尼粘度仪、硫化仪、电子拉力机、热老化试验箱等；生产密炼机、滤胶机、开炼机、三辊出片机、橡胶挤出机等。

1.2性能测试标准

试样性能测试按GB/T5013- 2008标准进行。

2　结果与讨论

2.1CPE的选择

采用亚星产CPE6335、科利产CM352L、CM352J、CM302对纯CPE胶片的体积电阻率进行测试比较，结果见表1。由表1可知：科利产CM352J的纯胶片体积电阻率达到2.3*1012Ω·m，明显优于其它三种CPE，所以，本文选用科利产CM352J来做主胶。

表1　CPE参数和胶片的体积电阻率

2.2EPDM的选择

本文比较了三种EPDM：KEP 210、722P、3960Q，它们的主要参数见表2。在小试阶段进行对比试验。

表2　EPDM的主要参数

2.3其它配合剂体系的选择

本配方活化剂采用镁系活化稳定剂；稳定剂体系采用抗氧剂1010与钙锌稳定剂并用；加工助剂体系采用微晶石蜡与离模剂并用；增塑剂体系采用DOP；补强填充体系采用杜科恩TM70绝缘层专用高性能填料、超细滑石粉与碳酸钙共用；硫化体系采用复合硫化剂。

TM70绝缘层专用高性能填料的外观及应用：DOCHONTM70是采用国外先进技术研制及生产的特殊改性超细煅烧类高岭土，最大限度地保证了矿物片状结构的完整性，建议应用于电线电缆、橡胶电缆尤其是用在乙丙橡胶绝缘电缆上，更能表现出其优异的绝缘性能。

TM70绝缘层专用高性能填料的优点：DOCHONTM70具有同类产品高体积的电阻系数，大大提高电线电缆的绝缘性能，有效提高颜料及助剂的分散和良好的抗电性能，减少电能损失，具有长期的介电稳定性能（低游离水份）。特殊微片状结构可减少自由离子进入电线电缆护套，防止护套降解，提高电线电缆的耐老化性能，且颜色优异，降低成本。

2.4胶料配方试验

CPE与EPDM的比例选50/50份，其它辅助材料的份数相同，但硫化剂的份数作微调节，具体小试和中试配方见表3。特别选用DOCHONTM70绝缘层专用高性能填料60份来保证体系的绝缘性能，提高体积电阻率，降低浸水后体积电阻率的变化率。

2.5炼胶工艺

密炼机一段混炼：把两种主体胶料加入到密炼机混炼1～2min，等包转子后加入细料、一半粗料、油，混炼2～3min；再加入余料混炼，翻斗清扫，压上顶栓，混炼5～6min、110～120℃出胶；在翻包机上翻炼三次后开条；在滤胶机上用60目、80目滤网各一张，网穿全换，滤胶后称重；最后到密炼机二段加硫：100～110℃，1min以下出胶后到翻包机上翻炼，开炼机上打卷，到压延机碾页，出片厚度0.8～1.0 mm。

2.6胶片性能

严格按上述炼胶工艺进行试验配方的小试和中试，测试胶片的主要性能，具体测试结果见表4。由表4可知：用EPDM3960Q的3#小试配方，起硫速度较快，体积电阻率稍差，伸长率较低；用EPDM722P的2#小试配方，起硫速度较慢，体积电阻率适中，伸长率较高；用EPDM KEP 210的1#小试配方，起硫速度适中，体积电阻率较好，伸长率较高。所以，选用1#小试配方来进行中试，起硫速度、体积电阻率、伸长率都较好。

表3　试验的胶料配方

表4　胶片和成品电缆的性能测试

2.7成品电缆绝缘橡皮的性能

试验的成品电缆型号规格为YZW 6*1，成品绝缘橡皮的性能检测结果见表4。由表4可知：抗张强度达6.8N/mm2，断裂伸长率在450%，100℃、168hr老化试验的抗张强度变化率在8%，断裂伸长率变化率在－12%，均符合GB/T5013- 2008的指标要求。

3　结束语

本文研制的橡套电缆用EPDM与CPE共混型绝缘橡皮，其力学性能、工艺性能均满足橡套电缆使用及生产要求，在远东电缆有限公司已经投入正常生产。2011 年6月16号，以本文为基础的“橡皮绝缘软线和软电缆用低成本绝缘橡皮”申请了发明专利并获国家知识产权局受理，申请号为201110161485.9，申请公布日为2012 年12月19号，申请公布号为CN102827426 A。

参考文献

[1]GB/T5013- 2008额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆[S].

[2]JB8735- 2011额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆[S].□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.01.011

中图分类号：TQ333

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2015）01- 0045- 03

收稿日期：2014- 07- 04

作者简介：田维生（1966-），男，江苏淮安人，硕士研究生，高级工程师，主要从事橡套电缆用橡皮、PVC电缆料、聚烯烃电缆料三大系列高分子材料配方的研发工作，18780051752，1978029910@qq.com。

The Formula Research of EPDM and CPE Common Insulation for Rubber Cable

TIAN Wei-sheng
（Far East Cable Co，.Ltd.，Yixing214257，China）

Abstract：The paper researched the insulation property of rubber cable，discussed the basic material system and ingredient system selection，confirmed the insulation rubber pre- production formula，tested insulation rubber property. The test result showed that the formula of EPDM and CPE common insulation fulfill the rubber cable mechanical property，processing propertyand production requirement.

Key words:rubber cable；EPDM；CPE；insulation rubber；formula