CN101429339B - 一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法 - Google Patents

Abstract

一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法，包括捏合混炼、双辊混炼以及过滤、薄通、切条和挤出，捏合混炼包括：(一)在其真空捏合机中对硅橡胶和干燥后的白炭黑进行混炼得到补强混炼胶(I)，(二)在电控温捏合机中对聚烯烃与自由基捕捉剂和补强混炼胶(I)进行混炼得到改性混炼胶(II)；双辊混炼是在双辊机中对改性混炼胶(II)、甲基乙烯基硅油和羟基硅油进行混炼，再加入交联剂继续混炼得到橡胶合金电缆材料。本材料抗拉强度大于6.0MPa、抗撕强度13.6kN/m以上，可长时期耐受100～120℃的环境温度，不仅可作为电缆绝缘材料，尤其适合作为耐高温型电缆护套材料。

Description

一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种电缆用绝缘材料的制备方法，特别涉及橡塑合金电缆材料的制备方法，具体地说是一种硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法。

二、背景技术

多年来中低压电缆绝缘材料多使用聚烯烃(Polyolefin)，不仅成本低，而且相对介电常数、损耗因子低，电阻率高，在环境温度90℃以下都有极好的机械性能，电性优异，且具有良好的耐酸碱性，使得多数合成橡胶，如丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)，氯丁橡胶(CR)等都已为此丢失了部份市场份额。

硅橡胶(MVQ)具有突出的耐高温性、耐老化性、耐候性及优异的电绝缘性和生理惰性，从而获得广泛的应用，但其缺点是机械强度低、耐酸碱性差，价格昂贵等，硅橡胶昂贵的价格限制了其应用范围。

橡胶材料由于有很好的柔软性，塑料有较好的韧性和强度，采用橡塑材料共混合金，是近年来材料改性重要方法之一。采用此方法得到的新材料具有橡胶材料的柔软性，也具有塑料的高强度。电缆材料中，目前比较成熟的橡塑合金材料就是丁腈弹性体材料。

本发明是采用聚烯烃材料和硅橡胶材料，通过共混合金后，具有聚烯烃的高强度和硅橡胶耐温等特性。

三、发明内容

本发明旨在为加工电缆提供一种橡塑合金绝缘材料，所要解决的技术问题是将实验室研制的以硅橡胶(MVQ)和聚烯烃(Polyolefin)为原料的硅橡胶聚烯烃合金电缆材料产业化，即工业化制备该材料。该材料另申请发明专利。

本硅橡胶聚烯烃合金电缆材料包括以下质量份数的各组分：

硅橡胶          100份

聚烯烃          20～50份

白炭黑          30～60份

自由基捕捉剂    1～3份

交联剂          1～3份

甲基乙烯基硅油  1～3份

羟基硅油        1～3份。

所述的聚烯烃选自聚乙烯(PE)包括高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LDPE)或聚丙烯(PP)或聚丁二烯(PB)等。

所述的白炭黑(SiO₂)起补强作用。

所述的自由基捕捉剂选自反应性酚类抗氧剂，如3-甲基-4-异丙基-苯酚或2，6-二叔丁基苯酚或2，6-二叔丁基对甲苯酚或2，6-二叔丁基对乙基苯酚等。

所述的交联剂选自常用的有机过氧化物类或胺类或酸酐类交联剂，如二叔丁基过氧化物或过氧化二异丙基(DCP)或DETA或TETA或苯酐等。

所述的甲基乙烯基硅油在本组合物中作为偶联剂，使硅胶和白炭黑结合更紧密。

所述的羟基硅油又称结构控制剂，采用白炭黑补强硅橡胶胶料贮存过程中会变硬，塑性值下降，逐渐失去加工工艺性能，这种现象称作“结构化”效应。为防止和减弱这种“结构化”倾向而加入的配合剂称为“结构控制剂”。

本硅橡胶聚烯烃合金电缆材料的工业制备方法，包括捏合混炼、双辊混炼以及过滤、薄通、切条和挤出，所述的捏合混炼是(一)、用真空捏合机对硅橡胶与干燥后的白炭黑进行捏合混炼得到补强混炼胶(I)，(二)、用电控温捏合机对聚烯烃与自由基捕捉剂和补强混炼胶(I)进行捏合混炼，经滤胶机过滤后得到改性混炼胶(II)，所述的双辊混炼是用双辊机对改性混炼胶(II)和甲基乙烯基硅油及羟基硅油进行双辊混炼，再继续加入交联剂进行双辊混炼，混炼结束后薄通、切条、用挤橡机挤出得到硅橡胶聚烯烃合金电缆材料。

补强混炼胶(I)的捏合混炼工艺条件是：白炭黑至少分两次加入，温度120～140℃，快浆转速25～35Rpm，真空度≤-0.09MPa。

改性混炼胶(II)的捏合混炼工艺条件是：温度170～180℃，快浆转速25～35Rpm。

双辊混炼的温度125～135℃。

当改性混炼胶(II)、甲基乙烯基硅油和羟基硅油通过双辊混炼后可作为中间产品而库存，在贮存期间，中间产品会发生硬化、塑性降低的所谓结构化现象，这缘于白炭黑和硅橡胶中的羟基相互键合，形成氢键，这时中间产品在使用前必须经过返炼，所谓返炼就是在一定温度下通过双辊的剪切作用破坏氢键，使其柔软，具体地说是在130～135℃下双辊返炼，当中间产品大部分熔融后加入交联剂共混炼，以后操作同上。

本发明采用聚烯烃与硅橡胶基体合金改性，提高了硅橡胶的各项机械性能并降低了成本，本橡塑合金电缆材料抗拉强度大于6.0MPa，抗撕强度13.6kN/m以上，可长时期耐受100～120℃的环境温度，不仅可作为电缆绝缘材料，尤其适合作为耐高温型电缆护套材料。

四、具体实施方式

(一)取MVQ100份，LDPE 40份，SiO₂35份，2，6-二叔丁基苯酚1.0份，DCP1.0份，甲基乙烯基硅油0.5份，羟基硅油1.5份。

1、启动真空捏合机，加入MVQ，将经过120℃/4h干燥处理后SiO₂等分三份，第一次加入1/3量，120℃、快浆转速30Rpm，真空度-0.094MPa，混炼5min，再加入1/3量的SiO₂，混炼5min，最后加入余下的1/3量的SiO₂，混炼5min，得到补强混炼胶(I)。

2、启动电控温捏合机，加入LDPE和自由基捕捉剂，于180℃、快浆转速30Rpm混炼5～6min然后加入补强混炼胶(I)，共混炼15～20min，经滤橡机过滤后得到改性混炼胶(II)。

3、启动双辊机，加入改性混炼胶(II)，并将辊温升至130℃，混炼5～10min，辊间距可据物料的塑性情况调节，先宽、后窄。在薄通过程中加入甲基乙烯基硅油和羟基硅油继续共混炼5～10min，加入DCP再混炼5～6min，共混炼结束后薄通、切条，用挤橡机挤出便得到橡塑合金电缆材料。

产品性能见表1。

                            表1

(二)取MVQ100份，LDPE 35份，SiO₂40份，自由基捕捉剂1.2份，DCP1.0份，甲基乙烯基硅油0.5份，羟基硅油1.5份。

操作同例(一)。

产品性能见表2。

                             表2

Claims (2)

1.一种橡塑合金电缆材料的工业制备方法，包括捏合混炼、双辊混炼以及过滤、薄通、切条和挤出，其特征在于：所述的捏合混炼是(一)、在其真空捏合机中于120～140℃、快浆转速25～35rpm和真空度≤-0.09MPa条件下对硅橡胶和干燥后的白炭黑进行混炼得到补强混炼胶(I)，白炭黑至少分两次加入，(二)、在电控温捏合机中于170～180℃、快浆转速25～35rpm条件下对聚烯烃与自由基捕捉剂和补强混炼胶(I)进行混炼得到改性混炼胶(II)；所述的双辊混炼是在双辊机中于125～135℃条件下对改性混炼胶(II)和甲基乙烯基硅油及羟基硅油进行混炼，再加入交联剂继续混炼；各组分有以下重量份数：硅橡胶100份、白炭黑30～60份、聚烯烃20～50份、自由基捕捉剂1～3份、甲基乙烯基硅油1～3份、羟基硅油1～3份、交联剂1～3份；所述的聚烯烃选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯或聚丁二烯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：当改性混炼胶(II)和甲基乙烯基硅油及羟基硅油通过双辊混炼后贮存，在使用前于130～135℃下双辊返炼至熔融再加入交联剂共混炼。