CN104194166A - 一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料 - Google Patents

一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶72-75份，顺丁橡胶15-18份，丁苯橡胶13-16份，木质素10-13份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA2.8-3.1份，促进剂MZ2-2.3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512.4-2.8份，硬质陶土5-9份，补强炭黑18-22份，高岭土15-18份，改性硅灰石12-15份，海泡石8-11份，氧化钕3-4份，氧化镧1-2份，三氧化二锑5-8份，三聚氰胺3-5份，红磷母粒5-6份，壬二酸二辛酯4-7份，对苯二甲酸二辛酯2-3份，防老剂22641.8-2.5份，防老剂DFC-341.2-1.6份。

Description

一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，尤其涉及一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料。
背景技术
稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用，随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土氧化物的价值将越来越大。
而三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处，另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链，使三元乙丙橡胶的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙橡胶可以抵抗热、光、氧气，尤其是臭氧。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，具有良好的绝缘特性。在所有橡胶当中，三元乙丙橡胶具有最低的比重，还能吸收大量的填料和油而影响特性不大，因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。由于其优异的相容性和绝缘性能，而被电缆行业所广泛使用，但三元乙丙橡胶的耐磨耐撕裂性能并不理想，需要通过加入辅料以提高其性能。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，
本发明提出的一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶72-75份，顺丁橡胶15-18份，丁苯橡胶13-16份，木质素10-13份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA2.8-3.1份，促进剂MZ2-2.3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512.4-2.8份，硬质陶土5-9份，补强炭黑18-22份，高岭土15-18份，改性硅灰石12-15份，海泡石8-11份，氧化钕3-4份，氧化镧1-2份，三氧化二锑5-8份，三聚氰胺3-5份，红磷母粒5-6份，壬二酸二辛酯4-7份，对苯二甲酸二辛酯2-3份，防老剂22641.8-2.5份，防老剂DFC-341.2-1.6份；
改性硅灰石的制备方法包括：将10-12份硅灰石加入95-97份无水乙醇中，将温度升至78-82℃后，以350-360rpm的搅拌速度搅拌7-9min得到混合浆体；向1-1.4份硅烷偶联剂KH550中加入1-2份蒸馏水和1-1.5份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3-4后静置65-70min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置40-45min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至100-110℃并保温70-75min得到改性硅灰石。
优选地，三元乙丙橡胶中的顺式1,4含量为97-98wt％。
优选地，三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶的重量比为73-74：16-17：14-15。
优选地，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶73-74份，顺丁橡胶16-17份，丁苯橡胶14-15份，木质素11-12份，硫磺粉0.9-1.1份，促进剂AA2.9-3份，促进剂MZ2.1-2.2份，氧化镁4.4-4.7份，硅烷偶联剂A-1512.5-2.7份，硬质陶土6-8份，补强炭黑19-21份，高岭土16-17份，改性硅灰石13-14份，海泡石9-10份，氧化钕3.5-3.6份，氧化镧1.4-1.8份，三氧化二锑6-7份，三聚氰胺3.5-4.2份，红磷母粒5.2-5.4份，壬二酸二辛酯5-6份，对苯二甲酸二辛酯2.1-2.4份，防老剂22642.1-2.4份，防老剂DFC-341.4-1.5份。
优选地，改性硅灰石的制备方法包括：将11.2-11.5份硅灰石加入95.3-96.5份无水乙醇中，将温度升至79-81℃后，以353-356rpm的搅拌速度搅拌7.3-8.4min得到混合浆体；向1.1-1.3份硅烷偶联剂KH550中加入1.4-1.8份蒸馏水和1.2-1.4份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3-4后静置67-69min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置42-43min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至106-109℃并保温73-74min得到改性硅灰石。
本发明的制备方法包括：将氧化钕和氧化镧以120-140rpm的搅拌速率搅拌9-11min，再加入硅烷偶联剂A-151以200-220rpm的搅拌速率搅拌5-6min，接着加入木质素、硬质陶土、补强炭黑、高岭土和海泡石，以180-190rpm的搅拌速率搅拌7-8min后，加入以320-340rpm的搅拌速率搅拌5-9min，取出并用无水乙醇进行洗涤5-6次，加入80-90℃的干燥箱里干燥23-26min得到改性补强填充材料；将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶加入混炼机中以240-245rpm的搅拌速度混炼10-13min，依次加入对苯二甲酸二辛酯、壬二酸二辛酯、改性硅灰石、改性补强填充材料、三氧化二锑、三聚氰胺、红磷母粒、防老剂2264和防老剂DFC-34以260-270rpm的搅拌速度混炼8-12min后，再加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ和氧化镁以190-200rpm的搅拌速度混炼3-4min，在139-142℃时进行硫化得到微波改性耐磨抗撕裂电缆料。
本发明以三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶为主料，使本发明具备优秀的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀能力，而且吸水率低、绝缘性能良好；改性硅灰石通过微波加热，而且微波使得混合物中的极性分子做高速振动生热，实现分子水平上的搅拌，促使硅灰石表面与偶联剂发生改性反应，也对浆体和偶联剂溶液混合物起到由里及表的快速加热的作用，使改性过程加热效率高、加热均匀，为改性反应提高了良好的条件；采用氧化钕、氧化镧通过硅烷偶联剂A-151与橡胶主料配合，加强了稀土氧化物与橡胶分子之间的相容性，稀土氧化物的特殊电子结构容易形成络合物，当本发明在力的作用下，促进橡胶分子迅速形成晶体，使本发明的瞬间交联密度增大，提高了本发明拉伸强度，当将本发明加入溶剂中，橡胶主料的分子发生运动，稀土氧化物络合物又会阻止橡胶分子进一步运动，从而提高了本发明的耐腐蚀能力；而改性硅灰石表面活化后与稀土氧化物颗粒属于高能表面物质，橡胶分子为低能表面物质，低能表面能的橡胶分子倾向于吸附在高表面能的稀土氧化物颗粒和改性硅灰石表面，使稀土氧化物颗粒和改性硅灰石的高表面能得到补强，从而提高了本发明的强度和耐磨性，并且吸附在稀土氧化物颗粒和改性硅灰石表面的橡胶分子具有一定的活动能力，使本发明应力重新分布，避免应力集中，从而进一步提高本发明耐磨抗撕裂性能；采用硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ、氧化镁作为硫化体系，大大加强了本发明的交联密度，改善本发明的力学性能、耐老化性能、电性能及压缩永久变形性能；加入硬质陶土、补强炭黑、高岭土、海泡石与氧化钕、氧化镧、改性硅灰石相互配合作为填充补强剂，辅以壬二酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯，使填充补强剂均匀分散在主料中，进一步提高本发明的耐磨、抗撕裂性能，还提高本发明的强度和硬度，耐老化及永久压缩变形性能进一步增强，还显著降低本发明成本。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶72份，顺丁橡胶18份，丁苯橡胶13份，木质素13份，硫磺粉0.8份，促进剂AA3.1份，促进剂MZ2份，氧化镁5份，硅烷偶联剂A-1512.4份，硬质陶土9份，补强炭黑18份，高岭土18份，改性硅灰石12份，海泡石11份，氧化钕3份，氧化镧2份，三氧化二锑5份，三聚氰胺5份，红磷母粒5份，壬二酸二辛酯7份，对苯二甲酸二辛酯2份，防老剂22642.5份，防老剂DFC-341.2份；其中三元乙丙橡胶中的顺式1,4含量为97wt％，
改性硅灰石的制备方法包括：将11.5份硅灰石加入95.3份无水乙醇中，将温度升至81℃后，以353rpm的搅拌速度搅拌8.4min得到混合浆体；向1.1份硅烷偶联剂KH550中加入1.8份蒸馏水和1.2份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为4后静置67min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置43min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至106℃并保温74min得到改性硅灰石。
实施例2
本发明提出的一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶74份，顺丁橡胶16份，丁苯橡胶15份，木质素11份，硫磺粉1.1份，促进剂AA2.9份，促进剂MZ2.2份，氧化镁4.4份，硅烷偶联剂A-1512.7份，硬质陶土6份，补强炭黑21份，高岭土16份，改性硅灰石14份，海泡石9份，氧化钕3.6份，氧化镧1.4份，三氧化二锑7份，三聚氰胺3.5份，红磷母粒5.4份，壬二酸二辛酯5份，对苯二甲酸二辛酯2.4份，防老剂22642.1份，防老剂DFC-341.5份；
改性硅灰石的制备方法包括：将12份硅灰石加入95份无水乙醇中，将温度升至82℃后，以350rpm的搅拌速度搅拌9min得到混合浆体；向1份硅烷偶联剂KH550中加入2份蒸馏水和1份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为4后静置65min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置45min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至100℃并保温75min得到改性硅灰石。
实施例3
本发明提出的一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶75份，顺丁橡胶15份，丁苯橡胶16份，木质素10份，硫磺粉1.2份，促进剂AA2.8份，促进剂MZ2.3份，氧化镁4份，硅烷偶联剂A-1512.8份，硬质陶土5份，补强炭黑22份，高岭土15份，改性硅灰石15份，海泡石8份，氧化钕4份，氧化镧1份，三氧化二锑8份，三聚氰胺3份，红磷母粒6份，壬二酸二辛酯4份，对苯二甲酸二辛酯3份，防老剂22641.8份，防老剂DFC-341.6份；三元乙丙橡胶中的顺式1,4含量为98wt％，
改性硅灰石的制备方法包括：将11.2份硅灰石加入96.5份无水乙醇中，将温度升至79℃后，以356rpm的搅拌速度搅拌7.3min得到混合浆体；向1.3份硅烷偶联剂KH550中加入1.4份蒸馏水和1.4份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3后静置69min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置42min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至109℃并保温73min得到改性硅灰石。
实施例4
本发明提出的一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶73份，顺丁橡胶17份，丁苯橡胶14份，木质素12份，硫磺粉0.9份，促进剂AA3份，促进剂MZ2.1份，氧化镁4.7份，硅烷偶联剂A-1512.5份，硬质陶土8份，补强炭黑19份，高岭土17份，改性硅灰石13份，海泡石10份，氧化钕3.5份，氧化镧1.8份，三氧化二锑6份，三聚氰胺4.2份，红磷母粒5.2份，壬二酸二辛酯6份，对苯二甲酸二辛酯2.1份，防老剂22642.4份，防老剂DFC-341.4份；三元乙丙橡胶中的顺式1,4含量为97.5wt％
改性硅灰石的制备方法包括：将10份硅灰石加入97份无水乙醇中，将温度升至78℃后，以360rpm的搅拌速度搅拌7min得到混合浆体；向1.4份硅烷偶联剂KH550中加入1份蒸馏水和1.5份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3后静置70min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置40min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至110℃并保温70min得到改性硅灰石。
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 (5)

1.一种微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶72-75份，顺丁橡胶15-18份，丁苯橡胶13-16份，木质素10-13份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA2.8-3.1份，促进剂MZ2-2.3份，氧化镁4-5份，硅烷偶联剂A-1512.4-2.8份，硬质陶土5-9份，补强炭黑18-22份，高岭土15-18份，改性硅灰石12-15份，海泡石8-11份，氧化钕3-4份，氧化镧1-2份，三氧化二锑5-8份，三聚氰胺3-5份，红磷母粒5-6份，壬二酸二辛酯4-7份，对苯二甲酸二辛酯2-3份，防老剂22641.8-2.5份，防老剂DFC-341.2-1.6份；改性硅灰石的制备方法包括：将10-12份硅灰石加入95-97份无水乙醇中，将温度升至78-82℃后，以350-360rpm的搅拌速度搅拌7-9min得到混合浆体；向1-1.4份硅烷偶联剂KH550中加入1-2份蒸馏水和1-1.5份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3-4后静置65-70min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置40-45min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至100-110℃并保温70-75min得到改性硅灰石。
2.如权利要求1所述微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其特征在于，三元乙丙橡胶中的顺式1,4含量为97-98wt％。
3.如权利要求1所述微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其特征在于，三元乙丙橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶的重量比为73-74：16-17：14-15。
4.如权利要求1-3任一项所述微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶73-74份，顺丁橡胶16-17份，丁苯橡胶14-15份，木质素11-12份，硫磺粉0.9-1.1份，促进剂AA2.9-3份，促进剂MZ2.1-2.2份，氧化镁4.4-4.7份，硅烷偶联剂A-1512.5-2.7份，硬质陶土6-8份，补强炭黑19-21份，高岭土16-17份，改性硅灰石13-14份，海泡石9-10份，氧化钕3.5-3.6份，氧化镧1.4-1.8份，三氧化二锑6-7份，三聚氰胺3.5-4.2份，红磷母粒5.2-5.4份，壬二酸二辛酯5-6份，对苯二甲酸二辛酯2.1-2.4份，防老剂22642.1-2.4份，防老剂DFC-341.4-1.5份。
5.如权利要求4所述微波改性耐磨抗撕裂电缆料，其特征在于，改性硅灰石的制备方法包括：将11.2-11.5份硅灰石加入95.3-96.5份无水乙醇中，将温度升至79-81℃后，以353-356rpm的搅拌速度搅拌7.3-8.4min得到混合浆体；向1.1-1.3份硅烷偶联剂KH550中加入1.4-1.8份蒸馏水和1.2-1.4份无水乙醇并搅拌均匀，滴加乙酸调整pH值为3-4后静置67-69min得到混合溶液；搅拌混合浆体，在搅拌过程中将混合溶液加入混合浆体中，静置42-43min后过滤，将滤渣置于恒温微波装置中，微波加热至106-109℃并保温73-74min得到改性硅灰石。
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