CN103897231B - 一种耐热抗老化电缆护套材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：聚稳丁腈橡胶30-40份，氢化丁腈橡胶20-30份，氧化镁5-8份，煅烧陶土8-13份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2-5份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-17份，有机纳米蒙脱土13-18份，DOP软化剂1.5-3份，促进剂DM0.7-1.3份，促进剂TMTD0.5-1.2份，硫磺0.5-0.9份。本发明中，上述耐热抗老化电缆护套材料，耐热、耐磨、耐油、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，可使用于较为苛刻的环境中。
Description
技术领域
本发明涉及护套材料技术领域，尤其涉及一种耐热抗老化电缆护套材料及其制备方法。
背景技术
电线电缆作为电能和信息传输体，在各个领域得到广泛的应用。电线电缆大多采用塑料和橡胶作为绝缘和护套材料，此类聚合物材料在受热、熔化、分解后，会产生可燃性气体。高温时，这些气体会与氧发生反应而燃烧，燃烧时会产生大量的热，而这些热量会促使聚合物进一步熔化、分解、持续燃烧，使火灾扩大，从而造成巨大损失。我国仅由电缆引起的火灾损失，每年高达几十亿元人民币，随着电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，人们开始研究各种阻燃防火材料,为了提高电线电缆的阻燃性能，通常添加卤系阻燃剂来获得阻燃电缆材料。但这种阻燃电缆材料在燃烧时会产生大量烟雾和卤化氢气体，容易使人窒息而死，造成二次灾难。因此，无卤阻燃电缆料发展的研究成为当今热点,且几乎所有的电缆橡胶护套材料对耐天候性都具有较高的要求，个别的要求在全天候下使用寿命达60-80年，有的甚至达到100年以上，研究具有耐老化，耐热阻燃效果好，物理机械性能优异，使用寿命长的电缆护套材料成为目前需要解决问题。
发明内容
本发明提出了一种耐热抗老化电缆护套材料，耐热、耐磨、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，可使用于较为苛刻的环境中。
本发明提出的一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶30-40份，氢化丁腈橡胶20-30份，氧化镁5-8份，煅烧陶土8-13份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2-5份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-17份，有机纳米蒙脱土13-18份，DOP软化剂1.5-3份，促进剂DM0.7-1.3份，促进剂TMTD0.5-1.2份，硫磺0.5-0.9份。
优选地，聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶的重量比为8：（5-6）。
优选地，煅烧陶土、碳酸钙及有机纳米蒙脱土的重量比为（4-6）：（4-5）：（7-8）。
优选地，聚稳丁腈橡胶、促进剂DM与促进剂TMTD的重量比为100：（2-3）：（2-3）。
优选地，上述耐热抗老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶40份，氢化丁腈橡胶25-30份，氧化镁6-7份，煅烧陶土8-12份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2.3-3份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-15份，有机纳米蒙脱土14-16份，DOP软化剂1.8-2.2份，促进剂DM0.8-1.2份，促进剂TMTD0.8-1.2份，硫磺0.55-0.7份。
优选地，上述耐热抗老化电缆护套材料的原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶40份，氢化丁腈橡胶28份，氧化镁6.3份，煅烧陶土11份，碳酸钙8份，氯化石蜡2.5份，酞青蓝0.23份，白炭黑14.3份，有机纳米蒙脱土15份，DOP软化剂2.1份，促进剂DM0.92份，促进剂TMTD1.05份，硫磺0.57份。
本发明还公开了一种根据上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为60-80℃，炼制时间为5-8min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为80-105℃，混炼时间为5-15min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为130-150℃，塑化时间为30-60min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为5-18min，将物料温度升至80-85℃，继续炼制30-60min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
本发明中，聚稳丁腈橡胶具有良好的抗撕裂性能、较低的压缩变形性及优良的耐磨性能和耐油性能，与氢化丁腈橡胶配合使用两者的相容性好，且使用硫磺作为硫化剂，配合促进剂DM、促进剂TMTD共用，制品橡胶护套的耐热、耐磨、耐油、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，可使用于较为苛刻的环境中，因氢化丁腈橡胶分子结构中含有饱和亚甲基链，能为护套材料提供优异的耐热、耐低温及耐磨性能，长期使用温度高达170-180℃，聚稳丁腈橡胶中的结合防老剂不会因油、溶剂或热的作用而出现被抽出、挥发、迁移等防老剂损耗问题，配合控制氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量与氢化度处于一定的范围，制品护套材料的稳定性较为优异。本发明中，上述耐热抗老化电缆护套材料耐热、耐磨、耐油、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，可使用于较为苛刻的环境中。
具体实施方式
实施例1
一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶35份，氢化丁腈橡胶27份，氧化镁6份，煅烧陶土12份，碳酸钙8份，氯化石蜡4份，酞青蓝0.23份，白炭黑16.5份，有机纳米蒙脱土15份，DOP软化剂2.7份，促进剂DM0.85份，促进剂TMTD1.05份，硫磺0.65份。
本实施例中，上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为77℃，炼制时间为6min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为85℃，混炼时间为12min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为145℃，塑化时间为35min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为8min，将物料温度升至85℃，继续炼制45min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
对上述制备的耐热抗老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 抗撕强度N/mm | 8 |
| 热老化强度保持率% | 110 |
| 热老化伸长保持率% | 90 |
| 氧指数% | 432 --> |
| 烟指数 | 11 |
| 毒性指数 | 0.65 |
注：热老化温度为136℃，老化时间为168h，进行体积电阻率测试时测试温度为20℃。
实施例2
一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶38份，氢化丁腈橡胶25份，氧化镁7份，煅烧陶土8份，碳酸钙10份，氯化石蜡3份，酞青蓝0.24份，白炭黑16.2份，有机纳米蒙脱土15.5份，DOP软化剂2.3份，促进剂DM1.25份，促进剂TMTD0.75份，硫磺0.75份。
本实施例中，上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为65℃，炼制时间为7min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为85℃，混炼时间为13min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为145℃，塑化时间为40min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为16min，将物料温度升至81℃，继续炼制55min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
对上述制备的耐热抗老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 抗撕强度N/mm | 10 |
| 热老化强度保持率% | 105 |
| 热老化伸长保持率% | 85 |
| 氧指数% | 37 |
| 烟指数 | 13 |
| 毒性指数 | 0.45 |
注：热老化温度为136℃，老化时间为168h，进行体积电阻率测试时测试温度为20℃。
实施例3
一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶38份，氢化丁腈橡胶23份，氧化镁6.2份，煅烧陶土12.7份，碳酸钙9.2份，氯化石蜡3.5份，酞青蓝0.22份，白炭黑16.3份，有机纳米蒙脱土17.2份，DOP软化剂2.1份，促进剂DM0.82份，促进剂TMTD1.12份，硫磺0.75份。
本实施例中，上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为76℃，炼制时间为7min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为82℃，混炼时间为13min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为132℃，塑化时间为56min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为16min，将物料温度升至82℃，继续炼制57min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
对上述制备的耐热抗老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 抗撕强度N/mm | 9 |
| 热老化强度保持率% | 115 |
| 热老化伸长保持率% | 93 |
| 氧指数% | 40 |
| 烟指数 | 13 |
| 毒性指数 | 1.58 |
注：热老化温度为136℃，老化时间为168h，进行体积电阻率测试时测试温度为20℃。
实施例4
一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶35份，氢化丁腈橡胶27份，氧化镁7份，煅烧陶土9份，碳酸钙10份，氯化石蜡3份，酞青蓝0.28份，白炭黑16.2份，有机纳米蒙脱土17.3份，DOP软化剂2.2份，促进剂DM1.25份，促进剂TMTD0.79份，硫磺0.84份。
本实施例中，上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为60℃，炼制时间为8min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为100℃，混炼时间为13min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为145℃，塑化时间为45min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为17min，将物料温度升至82℃，继续炼制55min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
对上述制备的耐热抗老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 抗撕强度N/mm | 12 |
| 热老化强度保持率% | 100 |
| 热老化伸长保持率% | 88 |
| 氧指数% | 41 |
| 烟指数 | 14.5 |
| 毒性指数 | 1.25 |
注：热老化温度为136℃，老化时间为168h，进行体积电阻率测试时测试温度为20℃。
实施例5
一种耐热抗老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶40份，氢化丁腈橡胶28份，氧化镁6.3份，煅烧陶土11份，碳酸钙8份，氯化石蜡2.5份，酞青蓝0.23份，白炭黑14.3份，有机纳米蒙脱土15份，DOP软化剂2.1份，促进剂DM0.92份，促进剂TMTD1.05份，硫磺0.57份。
本实施例中，上述耐热抗老化电缆护套材料的制备方法包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁尽心混炼，混炼温度为65℃，炼制时间为7min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为102℃，混炼时间为6min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为145℃，塑化时间为45min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为17min，将物料温度升至82℃，继续炼制45min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
对上述制备的耐热抗老化电缆护套材料进行性能测试，测试结果如下：
| 测试项目 | 测试结果 |
| 抗撕强度N/mm | 11 |
| 抗撕强度N/mm | 13 |
| 热老化强度保持率% | 104 |
| 热老化伸长保持率% | 86 |
| 氧指数% | 39.6 |
| 烟指数 | 13.5 |
| 毒性指数 | 1.25 |
注：热老化温度为136℃，老化时间为168h，进行体积电阻率测试时测试温度为20℃。
在上述实施例1-5中，聚稳丁腈橡胶具有良好的抗撕裂性能、较低的压缩变形性及优良的耐磨性能和耐油性能，与氢化丁腈橡胶配合使用两者的相容性好，且使用硫磺作为硫化剂，配合促进剂DM、促进剂TMTD共用，制品橡胶护套的耐热、耐磨、耐油、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，且可使用于较为苛刻的环境中，因氢化丁腈橡胶分子结构中含有饱和亚甲基链，能为护套材料提供优异的耐热、耐低温及耐磨性能，长期使用温度高达170-180℃，聚稳丁腈橡胶中的结合防老剂不会因油、溶剂或热的作用而出现被抽出、挥发、迁移等防老剂损耗问题，配合控制氢化丁腈橡胶中丙烯腈含量与氢化度处于一定的范围，制品护套材料的稳定性较为优异。本发明中，上述耐热抗老化电缆护套材料耐热、耐磨、耐油、抗撕裂及压缩变形性能优异，使用寿命显著增长，可使用于较为苛刻的环境中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种耐热抗老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶30-40份，氢化丁腈橡胶20-30份，氧化镁5-8份，煅烧陶土8-13份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2-5份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-17份，有机纳米蒙脱土13-18份，DOP软化剂1.5-3份，促进剂DM0.7-1.3份，促进剂TMTD0.5-1.2份，硫磺0.5-0.9份；
聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶的重量比为8：(5-6)；
煅烧陶土、碳酸钙及有机纳米蒙脱土的重量比为(4-6)：(4-5)：(7-8)；
聚稳丁腈橡胶、促进剂DM与促进剂TMTD的重量比为100：(2-3)：(2-3)。
2.根据权利要求1所述的耐热抗老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶40份，氢化丁腈橡胶25-30份，氧化镁6-7份，煅烧陶土8-12份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2.3-3份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-15份，有机纳米蒙脱土14-16份，DOP软化剂1.8-2.2份，促进剂DM0.8-1.2份，促进剂TMTD0.8-1.2份，硫磺0.55-0.7份。
3.根据权利要求2所述的耐热抗老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
聚稳丁腈橡胶40份，氢化丁腈橡胶28份，氧化镁6.3份，煅烧陶土11份，碳酸钙8份，氯化石蜡2.5份，酞青蓝0.23份，白炭黑14.3份，有机纳米蒙脱土15份，DOP软化剂2.1份，促进剂DM0.92份，促进剂TMTD1.05份，硫磺0.57份。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的耐热抗老化电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按配比称取聚稳丁腈橡胶与氢化丁腈橡胶送入密炼机中混炼均匀，按配比加入氧化镁进行混炼，混炼温度为60-80℃，炼制时间为5-8min，然后按配比加入煅烧陶土、碳酸钙、氯化石蜡、酞青蓝、白炭黑、有机纳米蒙脱土，炼制温度为80-105℃，混炼时间为5-15min；按配比加入DOP软化剂恒温塑化，温度为130-150℃，塑化时间为30-60min，排胶得到胶料；
向得到的胶料中加入硫磺、促进剂DM、促进剂TMTD置于密炼机中进行炼制，炼制时间为5-18min，将物料温度升至80-85℃，继续炼制30-60min，排胶得到耐热抗老化电缆护套材料。
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