CN104356457A - 一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-5050-60份，改性丁苯橡胶30-50份，纳米蒙脱土7-10份，纳米高岭土25-30份，纳米碳酸钙15-20份，甲基三乙氧基硅烷2-2.5份，硫化体系5-8份，氧化锌1.5-2.2份，硬脂酸镁2-3份，炭黑N33050-60份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.5-2份，硫化促进剂TMTM0.8-1.2份，硫化促进剂M0.8-1份，硫化促进剂TMTD0.5-2份，去离子水5-8份。本发明对环境污染小，且产品力学性能好，耐老化性能好。
Description
技术领域
本发明涉及电缆护套技术领域，尤其涉及一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料。
背景技术
丁苯橡胶是最大的通用合成橡胶，其物理结构性能，加工性能及制备的使用性能接近天然橡胶，其弹性大，电绝缘性能优良，耐磨性及耐旱性好，我国资源相对匮乏，合理利用丁苯橡胶缓解我国资源匮乏的情况对发展经济及保护环境具有极其重要的作用。丁苯橡胶用作电缆护套用橡胶在加工、贮存及使用过程中，由于受到各种外界因素的综合作用，容易发生老化，性能逐渐变化，耐候性能差，易被氧及臭氧攻击，反应产生短链或交联，导致性能劣化，且废弃的电缆护套材料在掩埋后容易污染环境。
发明内容
本发明提出了一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料环保，对环境污染小，且产品力学性能好，耐老化性能好。
本发明提出的一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 50-60份，改性丁苯橡胶30-50份，纳米蒙脱土7-10份，纳米高岭土25-30份，纳米碳酸钙15-20份，甲基三乙氧基硅烷 2-2.5份，硫化体系5-8份，氧化锌1.5-2.2份，硬脂酸镁2-3份，炭黑N330 50-60份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.5-2份，硫化促进剂TMTM 0.8-1.2份，硫化促进剂M 0.8-1份，硫化促进剂TMTD 0.5-2份，去离子水5-8份；
其中改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.6-0.8份间苯二酚、2-2.5份甲醛、6-9份水及20-24份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.5-8.2%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4-8.5，静置2-3h后加入30-35份尼龙短纤维、18-22份羧基丁苯橡胶、1-3份1-2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为240-260r/min，然后加入1.4-1.8份硅灰石粉、0.6-0.8份炭黑搅拌1-3min，搅拌速度为200-210r/min，然后升高速度至2200-2300r/min，搅拌3-4min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为88-92℃，烘干时间为1.3-1.6h，然后升高温度至155-160℃进行热处理，热处理时间为4-6min，将得到的物料送入密炼机中，加入4-6份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入40-55份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.5-5份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为65-70℃。
优选地，上述绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 55-58份，改性丁苯橡胶40-45份，纳米蒙脱土8-9份，纳米高岭土26-28份，纳米碳酸钙16-18份，甲基三乙氧基硅烷 2-2.3份，硫化体系5-6份，氧化锌2-2.1份，硬脂酸镁2.2-2.5份，炭黑N330 55-58份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-3.5份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.6-1.8份，硫化促进剂TMTM 1-1.1份，硫化促进剂M 0.9-0.95份，硫化促进剂TMTD 1-1.5份，去离子水6-7份。
优选地，上述绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 56份，改性丁苯橡胶42份，纳米蒙脱土8.2份，纳米高岭土27.5份，纳米碳酸钙17.4份，甲基三乙氧基硅烷 2.15份，硫化体系5.5份，氧化锌2份，硬脂酸镁2.3份，炭黑N330 56份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺3.2份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.75份，硫化促进剂TMTM 1.05份，硫化促进剂M 0.92份，硫化促进剂TMTD 1.2份，去离子水6.3份。
优选地，改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.7-0.75份间苯二酚、2-2.3份甲醛、8-9份水及21-23份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.8-8%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4-8.5，静置2-3h后加入32-35份尼龙短纤维、20-21份羧基丁苯橡胶、1-1.5份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为250-255r/min，然后加入1.5-1.6份硅灰石粉、0.65-0.78份炭黑搅拌2-3min，搅拌速度为205-208r/min，然后升高速度至2250-2280r/min，搅拌3-4min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为90-91℃，烘干时间为1.4-1.5h，然后升高温度至156-158℃进行热处理，热处理时间为5-6min，将得到的物料送入密炼机中，加入5-6份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入50-53份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.6-4.8份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为66-68℃。
优选地，改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.72份间苯二酚、2.1份甲醛、8.5份水及22份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.9%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4，静置2.5h后加入34份尼龙短纤维、20.3份羧基丁苯橡胶、1.2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为252r/min，然后加入1.52份硅灰石粉、0.72份炭黑搅拌2.5min，搅拌速度为206r/min，然后升高速度至2265r/min，搅拌3.54min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为90.5℃，烘干时间为1.4h，然后升高温度至157℃进行热处理，热处理时间为5min，将得到的物料送入密炼机中，加入5.3份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入52份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.7份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为67℃。
本发明中，纳米纤维、炭黑N550、纳米二氧化硅、有机膨润土燃烧的无机矿物可以回归大地，不污染环境，且掩埋后易降解，环氧化天然橡胶掩埋后无毒不污染环境，其中丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚制得，结构中的双键及氯原子均不够活泼，采用一定工艺对丁苯橡胶进行改性过程中，其力学性能优良，得到的产品撕裂强度高，且成本较低，且通过对丁苯橡胶进行改性，内部的尼龙短纤维表面附着一层乳胶物质，使尼龙短纤维与丁苯橡胶基体形成较厚的界面层，共硫化效果好，界面粘合强度高，得到的产品的力学性能较优异，且尼龙短纤维表面经过羧基丁苯橡胶处理后，尼龙短纤维的表面更加粗糙，可与丁苯橡胶机械结合，力学性能进一步增强，改性丁苯橡胶与环氧化天然橡胶分子链对改性纳米蒙脱土进行插层，改性纳米蒙脱土的片层边缘端面在二维方向上可以与橡胶大分子紧密结合，纳米级分散结构好，改性纳米蒙脱土均匀分散在橡胶中得到的产品具有较高的形成系数，可以有效的提高产品的气体阻隔性，减缓氧与臭氧在橡胶中的扩散，降低橡胶分子链受攻击的几率，产品热稳定性、热氧老化、臭氧老化及光氧化性能显著提高，耐老化性能大大增强。本发明环保，对环境污染小，且产品力学性能好，耐老化性能好。
具体实施方式
实施例1
一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 50份，改性丁苯橡胶50份，纳米蒙脱土7份，纳米高岭土30份，纳米碳酸钙15份，甲基三乙氧基硅烷 2.5份，硫化体系5份，氧化锌2.2份，硬脂酸镁2份，炭黑N330 60份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺2份，硫化促进剂TMTM 0.8份，硫化促进剂M 1份，硫化促进剂TMTD 0.5份，去离子水8份；其中改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.6份间苯二酚、2.5份甲醛、6份水及24份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为8.2%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4，静置3h后加入30份尼龙短纤维、22份羧基丁苯橡胶、2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为240r/min，然后加入1.8份硅灰石粉、0.6份炭黑搅拌3min，搅拌速度为200r/min，然后升高速度至2300r/min，搅拌3min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为92℃，烘干时间为1.3h，然后升高温度至160℃进行热处理，热处理时间为4min，将得到的物料送入密炼机中，加入6份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入40份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入5份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为65℃。
实施例2
一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 60份，改性丁苯橡胶30份，纳米蒙脱土10份，纳米高岭土25份，纳米碳酸钙20份，甲基三乙氧基硅烷 2份，硫化体系8份，氧化锌1.5份，硬脂酸镁3份，炭黑N330 50份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.5份，硫化促进剂TMTM 1.2份，硫化促进剂M 0.8份，硫化促进剂TMTD 2份，去离子水5份；其中改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.8份间苯二酚、2份甲醛、9份水及20份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.5%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.5，静置2h后加入35份尼龙短纤维、18份羧基丁苯橡胶、1份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为260r/min，然后加入1.4份硅灰石粉、0.8份炭黑搅拌1min，搅拌速度为210r/min，然后升高速度至2200r/min，搅拌4min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为88℃，烘干时间为1.6h，然后升高温度至155℃进行热处理，热处理时间为6min，将得到的物料送入密炼机中，加入4份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入55份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.5份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为70℃。
实施例3
一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 56份，改性丁苯橡胶42份，纳米蒙脱土8.2份，纳米高岭土27.5份，纳米碳酸钙17.4份，甲基三乙氧基硅烷 2.15份，硫化体系5.5份，氧化锌2份，硬脂酸镁2.3份，炭黑N330 56份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺3.2份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.75份，硫化促进剂TMTM 1.05份，硫化促进剂M 0.92份，硫化促进剂TMTD 1.2份，去离子水6.3份；其中改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.72份间苯二酚、2.1份甲醛、8.5份水及22份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.9%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4，静置2.5h后加入34份尼龙短纤维、20.3份羧基丁苯橡胶、1.2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为252r/min，然后加入1.52份硅灰石粉、0.72份炭黑搅拌2.5min，搅拌速度为206r/min，然后升高速度至2265r/min，搅拌3.54min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为90.5℃，烘干时间为1.4h，然后升高温度至157℃进行热处理，热处理时间为5min，将得到的物料送入密炼机中，加入5.3份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入52份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.7份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为67℃。
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)
1.一种绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 50-60份，改性丁苯橡胶30-50份，纳米蒙脱土7-10份，纳米高岭土25-30份，纳米碳酸钙15-20份，甲基三乙氧基硅烷 2-2.5份，硫化体系5-8份，氧化锌1.5-2.2份，硬脂酸镁2-3份，炭黑N330 50-60份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.5-2份，硫化促进剂TMTM 0.8-1.2份，硫化促进剂M 0.8-1份，硫化促进剂TMTD 0.5-2份，去离子水5-8份；
其中改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.6-0.8份间苯二酚、2-2.5份甲醛、6-9份水及20-24份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.5-8.2%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4-8.5，静置2-3h后加入30-35份尼龙短纤维、18-22份羧基丁苯橡胶、1-2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为240-260r/min，然后加入1.4-1.8份硅灰石粉、0.6-0.8份炭黑搅拌1-3min，搅拌速度为200-210r/min，然后升高速度至2200-2300r/min，搅拌3-4min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为88-92℃，烘干时间为1.3-1.6h，然后升高温度至155-160℃进行热处理，热处理时间为4-6min，将得到的物料送入密炼机中，加入4-6份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入40-55份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.5-5份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为65-70℃。
2.根据权利要求1所述的绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 55-58份，改性丁苯橡胶40-45份，纳米蒙脱土8-9份，纳米高岭土26-28份，纳米碳酸钙16-18份，甲基三乙氧基硅烷 2-2.3份，硫化体系5-6份，氧化锌2-2.1份，硬脂酸镁2.2-2.5份，炭黑N330 55-58份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺3-3.5份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.6-1.8份，硫化促进剂TMTM 1-1.1份，硫化促进剂M 0.9-0.95份，硫化促进剂TMTD 1-1.5份，去离子水6-7份。
3.根据权利要求2所述的绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶ENB-50 56份，改性丁苯橡胶42份，纳米蒙脱土8.2份，纳米高岭土27.5份，纳米碳酸钙17.4份，甲基三乙氧基硅烷 2.15份，硫化体系5.5份，氧化锌2份，硬脂酸镁2.3份，炭黑N330 56份，N-亚甲基羧基-2-苯并噻唑次磺酰胺3.2份，其中硫化体系按重量份由以下组分组成：硫磺1.75份，硫化促进剂TMTM 1.05份，硫化促进剂M 0.92份，硫化促进剂TMTD 1.2份，去离子水6.3份。
4. 根据权利要求1所述的绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其特征在于，改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.7-0.75份间苯二酚、2-2.3份甲醛、8-9份水及21-23份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.8-8%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4-8.5，静置2-3h后加入32-35份尼龙短纤维、20-21份羧基丁苯橡胶、1-1.5份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为250-255r/min，然后加入1.5-1.6份硅灰石粉、0.65-0.78份炭黑搅拌2-3min，搅拌速度为205-208r/min，然后升高速度至2250-2280r/min，搅拌3-4min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为90-91℃，烘干时间为1.4-1.5h，然后升高温度至156-158℃进行热处理，热处理时间为5-6min，将得到的物料送入密炼机中，加入5-6份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入50-53份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.6-4.8份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为66-68℃。
5. 根据权利要求4所述的绿色改性丁苯橡胶电缆护套材料，其特征在于，改性丁苯橡胶采用如下工艺制备：按重量份将0.72份间苯二酚、2.1份甲醛、8.5份水及22份羧基丁苯橡胶混合均匀，然后加入质量分数为7.9%氢氧化钠溶液使得到的物料的pH值为8.4，静置2.5h后加入34份尼龙短纤维、20.3份羧基丁苯橡胶、1.2份分散剂搅拌均匀，搅拌速度为252r/min，然后加入1.52份硅灰石粉、0.72份炭黑搅拌2.5min，搅拌速度为206r/min，然后升高速度至2265r/min，搅拌3.54min，将得到的物料放入烘箱中烘干，烘干温度为90.5℃，烘干时间为1.4h，然后升高温度至157℃进行热处理，热处理时间为5min，将得到的物料送入密炼机中，加入5.3份酚醛树脂后塑炼均匀，再加入52份丁苯橡胶后混炼均匀，接着加入4.7份层状硅酸盐混炼均匀得到改性丁苯橡胶，两次混炼温度均为67℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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