CN104311926A - 一种耐老化电缆护套材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶60-80份、环氧化天然橡胶20-40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-10份、纳米白炭黑10-30份、活性硅酸钙5-20份、纳米二氧化硅5-15份、硬脂酸5-10份、氧化锌3-8份、生物碳15-30份、菜籽油5-13份、椰子油3-8份、橄榄油4-10份、过氧化苯甲酰3-7份、丙三醇0.5-1.3份、三羟甲基丙烷0.2-1份、季戊四醇0.2-1.3份、促进剂1-3份、防老剂5-8份。本发明所述耐老化电缆护套材料，其具有优异的耐老化性能，且强度高，制作的电缆护套综合性能好，使用寿命长。

Description

一种耐老化电缆护套材料
技术领域
本发明涉及电缆护套材料技术领域，尤其涉及一种耐老化电缆护套材料。
背景技术
丁苯橡胶是1,3-丁二烯和苯乙烯经共聚而制得的弹性体，与一般的通用橡胶相比，具有以下优点：硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性好；在加工过程中相对分子质量降低到一定程度不再降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；提高相对分子质量可以实现高填充性，充油橡胶的加工性能好；容易与其他高不饱和通用橡胶并用。但是纯丁苯橡胶强度低，与配合剂的相容性差，用作电缆材料不能满足社会的需要，需要进行改性。
发明内容
本发明提出了一种耐老化电缆护套材料，其具有优异的耐老化性能，且强度高，制作的电缆护套综合性能好，使用寿命长。
本发明提出了一种耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶60-80份、环氧化天然橡胶20-40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-10份、纳米白炭黑10-30份、活性硅酸钙5-20份、纳米二氧化硅5-15份、硬脂酸5-10份、氧化锌3-8份、生物碳15-30份、菜籽油5-13份、椰子油3-8份、橄榄油4-10份、过氧化苯甲酰3-7份、丙三醇0.5-1.3份、三羟甲基丙烷0.2-1份、季戊四醇0.2-1.3份、促进剂1-3份、防老剂5-8份。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶65-72份、环氧化天然橡胶25-33份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7-8.5份、纳米白炭黑16-22份、活性硅酸钙9-13份、纳米二氧化硅8-11份、硬脂酸6-8份、氧化锌4-7.3份、生物碳19-25份、菜籽油7-12份、椰子油4-6.5份、橄榄油5-8份、过氧化苯甲酰4-6份、丙三醇0.7-1.1份、三羟甲基丙烷0.5-0.8份、季戊四醇0.4-1.1份、促进剂1.2-2.3份、防老剂6-7.3份。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶68份、环氧化天然橡胶26份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.3份、纳米白炭黑19份、活性硅酸钙11份、纳米二氧化硅8.3份、硬脂酸6.9份、氧化锌5.6份、生物碳21份、菜籽油10.2份、椰子油5.3份、橄榄油6份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇0.9份、三羟甲基丙烷0.58份、季戊四醇0.8份、促进剂2.1份、防老剂6.7份。
优选地，所述促进剂为促进剂DM、促进剂D、促进剂CZ中的一种或者多种的组合。
优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂BZ、防老剂MBZ、防老剂NBC、防老剂4020、防老剂A、防老剂DFC-34中的一种或者多种的组合。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶68份、环氧化天然橡胶26份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.3份、纳米白炭黑19份、活性硅酸钙11份、纳米二氧化硅8.3份、硬脂酸6.9份、氧化锌5.6份、生物碳21份、菜籽油10.2份、椰子油5.3份、橄榄油6份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇0.9份、三羟甲基丙烷0.58份、季戊四醇0.8份、促进剂D1.3份、促进剂CZ0.8份、防老剂RD3.2份、防老剂DFC-343.5份。
本发明中，丁苯橡胶耐磨、耐热、耐老化、硫化速度快，但是单纯的丁苯橡胶作为电缆护套材料强度低，不能满足需要；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物硬度和强度高，耐候性好、耐老化性好、易加工，加入到复合材料中，可以明显提高复合材料的初始模量，提高复合材料的拉伸强度、撕裂强度和硬度；加入生物碳代替部分纳米白炭黑作为补强剂，提高复合材料拉伸强度的同时降低了成本，且生物碳为可再生填料，降低了对石油的依赖；植物油菜籽油、椰子油、橄榄油可以与橡胶共硫化，成为聚合物网络的一部分，添加到复合材料中有助于防止硫化过程中增塑剂的喷出，提高了共硫化程度，且聚合期间消耗了一些双键而具有良好的氧化稳定性，提高了复合材料的老化性、拉伸强度、撕裂强度和弹性；环氧化天然橡胶除了保留了天然橡胶的高强度和高弹性等性能外，还具有天然橡胶没有的良好的耐油性，分子中同时含有大量的环氧基和非极性的天然橡胶链段，前者可以与无机填料产生强结合，后者与丁苯橡胶和非极性原料的相容性好，加入到复合材料中，环氧基与填料之间发生了相互作用，使填料的网络化程度减轻，在橡胶基质中分散得到改善，聚集趋势减弱，增强了无机填料与橡胶基质之间的相互作用，使硫化胶的性能得到改善，拉伸永久变形以及压缩永久变形变小，增大了交联密度，提高了复合材料的耐磨性，同时作为增溶剂，改善了丁苯橡胶与配合剂的相容性；添加的丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇作为助硫化剂，提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。
本发明中，通过选择合适的原料，优化原料的配比，使各原料配比处于最优状态，得到的耐老化电缆护套材料，耐老化性好，强度高，制作的电缆护套综合性能好，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述耐老化电缆护套材料，其原料中，丁苯橡胶的重量份可以为60.5、61、62.3、63、64、65、66、67.8、69、70、71、71.3、72、73、74.5、76、77、78、79、79.3份，环氧化天然橡胶的重量份可以为20.3、21、21.4、22、22.3、23、23.5、24、24.2、25、25.6、26、27、27.1、28、29、30、31.5、32、33、33.9、35、36、37、38、39.5份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量份可以为5.6、6、7、8、8.3、9、9.4份，纳米白炭黑的重量份可以为10.3、11、12、13.5、14、15.6、16、17、17.3、18、18.5、19、20、21、22、23、23.5、24、24.3、25、26、27、27.9、29、29.3份，活性硅酸钙的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.2、9、9.5、10、11、12、13、14、15、16、16.4、17、17.8、18、19、19.4份，纳米二氧化硅的重量份可以为5.6、6、6.7、7、7.4、8、9、10、10.2、11、13、13.6、14、14.3份，硬脂酸的重量份可以为5.6、6、7、7.3、8、8.2、9、9.4份，氧化锌的重量份可以为3.4、4、4.3、5、5.6、6、6.2、7、7.3份，生物碳的重量份可以为15.6、16、16.3、17、17.4、18、19、20、21.3、22、23、24.6、25、26、27、28、29、29.4份，菜籽油的重量份可以为5.4、6、6.3、7、7.2、8、8.5、9、9.4、10、11、12、12.5份，椰子油的重量份可以为3.4、5、5.6、6、6.3、7、7.4份，橄榄油的重量份可以为4.2、5、5.3、6、6.1、7、7.5、8、8.3、9、9.6份，过氧化苯甲酰的重量份可以为3.6、4、4.3、5、5.6、6、6.3份，丙三醇的重量份可以为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.23份，三羟甲基丙烷的重量份可以为0.3、0.4、0.56、0.6、0.63、0.7、0.75、0.8、0.9份，季戊四醇的重量份可以为0.3、0.4、0.55、0.6、0.63、0.7、0.8、0.94、1.0、1.1、1.2、1.23份，促进剂的重量份可以为1.1、1.26、1.3、1.35、1.4、1.5、1.6、1.68、1.9、2.0、2.2、2.36、2.4、2.5、2.63、2.7、2.8、2.9份，防老剂的重量份可以为5.3、6、6.2、6.7、7、7.2、7.6份。
实施例1
本发明所述耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶60份、环氧化天然橡胶20份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、纳米白炭黑10份、活性硅酸钙20份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸10份、氧化锌3份、生物碳30份、菜籽油5份、椰子油8份、橄榄油4份、过氧化苯甲酰7份、丙三醇0.5份、三羟甲基丙烷1份、季戊四醇0.2份、促进剂3份、防老剂8份。
对本实施例所述耐老化电缆护套材料进行性能测试，其结果如下所示：拉伸强度29MPa，断裂伸长率456％，经136℃×168h热空气老化，拉伸强度保持率为98.6％，断裂伸长率保持率为98.8％。
实施例2
本发明所述耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶80份、环氧化天然橡胶40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、纳米白炭黑30份、活性硅酸钙5份、纳米二氧化硅15份、硬脂酸5份、氧化锌8份、生物碳15份、菜籽油13份、椰子油3份、橄榄油10份、过氧化苯甲酰3份、丙三醇1.3份、三羟甲基丙烷0.2份、季戊四醇1.3份、促进剂1份、防老剂5份；
其中，所述促进剂DM；所述防老剂为防老剂4010NA。
对本实施例所述耐老化电缆护套材料进行性能测试，其结果如下所示：拉伸强度28MPa，断裂伸长率432％，经136℃×168h热空气老化，拉伸强度保持率为98.4％，断裂伸长率保持率为98.6％。
实施例3
本发明所述耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶71份、环氧化天然橡胶24.2份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物8.3份、纳米白炭黑18份、活性硅酸钙16.4份、纳米二氧化硅11份、硬脂酸8.2份、氧化锌7份、生物碳17.4份、菜籽油9份、椰子油7份、橄榄油8.3份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇1.1份、三羟甲基丙烷0.7份、季戊四醇0.94份、促进剂DM0.3份、促进剂D1.2份、促进剂CZ0.7份、防老剂4010NA1份、防老剂RD2份、防老剂BZ1.3份、防老剂MBZ0.7份、防老剂NBC0.5份、防老剂40200.5份、防老剂A0.5份、防老剂DFC-340.7份。
对本实施例所述耐老化电缆护套材料进行性能测试，其结果如下所示：拉伸强度32MPa，断裂伸长率451％，经136℃×168h热空气老化，拉伸强度保持率为98.2％，断裂伸长率保持率为98.9％。
实施例4
本发明所述耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶68份、环氧化天然橡胶26份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.3份、纳米白炭黑19份、活性硅酸钙11份、纳米二氧化硅8.3份、硬脂酸6.9份、氧化锌5.6份、生物碳21份、菜籽油10.2份、椰子油5.3份、橄榄油6份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇0.9份、三羟甲基丙烷0.58份、季戊四醇0.8份、促进剂D1.3份、促进剂CZ0.8份、防老剂RD3.2份、防老剂DFC-343.5份。
对本实施例所述耐老化电缆护套材料进行性能测试，其结果如下所示：拉伸强度35MPa，断裂伸长率459％，经136℃×168h热空气老化，拉伸强度保持率为98.8％，断裂伸长率保持率为99％。

Claims (6)

1.一种耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶60-80份、环氧化天然橡胶20-40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-10份、纳米白炭黑10-30份、活性硅酸钙5-20份、纳米二氧化硅5-15份、硬脂酸5-10份、氧化锌3-8份、生物碳15-30份、菜籽油5-13份、椰子油3-8份、橄榄油4-10份、过氧化苯甲酰3-7份、丙三醇0.5-1.3份、三羟甲基丙烷0.2-1份、季戊四醇0.2-1.3份、促进剂1-3份、防老剂5-8份。
2.根据权利要求1所述耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶65-72份、环氧化天然橡胶25-33份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7-8.5份、纳米白炭黑16-22份、活性硅酸钙9-13份、纳米二氧化硅8-11份、硬脂酸6-8份、氧化锌4-7.3份、生物碳19-25份、菜籽油7-12份、椰子油4-6.5份、橄榄油5-8份、过氧化苯甲酰4-6份、丙三醇0.7-1.1份、三羟甲基丙烷0.5-0.8份、季戊四醇0.4-1.1份、促进剂1.2-2.3份、防老剂6-7.3份。
3.根据权利要求1或2所述耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶68份、环氧化天然橡胶26份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.3份、纳米白炭黑19份、活性硅酸钙11份、纳米二氧化硅8.3份、硬脂酸6.9份、氧化锌5.6份、生物碳21份、菜籽油10.2份、椰子油5.3份、橄榄油6份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇0.9份、三羟甲基丙烷0.58份、季戊四醇0.8份、促进剂2.1份、防老剂6.7份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂DM、促进剂D、促进剂CZ中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂BZ、防老剂MBZ、防老剂NBC、防老剂4020、防老剂A、防老剂DFC-34中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶68份、环氧化天然橡胶26份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.3份、纳米白炭黑19份、活性硅酸钙11份、纳米二氧化硅8.3份、硬脂酸6.9份、氧化锌5.6份、生物碳21份、菜籽油10.2份、椰子油5.3份、橄榄油6份、过氧化苯甲酰5.6份、丙三醇0.9份、三羟甲基丙烷0.58份、季戊四醇0.8份、促进剂D 1.3份、促进剂CZ 0.8份、防老剂RD 3.2份、防老剂DFC-343.5份。
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