CN104592659A - 一种耐寒改性复合电缆护套材料 - Google Patents

一种耐寒改性复合电缆护套材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶20-40份，氯化聚乙烯30-50份，丁基橡胶10-15份，改性蚕丝10-18份，过氧化二异丙苯1-2份，硫磺0.5-1.5份，氧化镁0.5-1.8份，高耐磨炭黑40-50份，超细滑石粉20-30份，煅烧陶土15-25份，高岭土3-6份，防老剂RD1-3份，三氧化钼2-4份，微晶蜡1-2份，防老剂4040NA1.5-2份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯0.5-1.5份，硬脂酸1-2份，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5-35wt％。本发明耐寒性能好，力学性能优异，使用寿命长。

Description

一种耐寒改性复合电缆护套材料
技术领域
本发明涉及电缆护套技术领域，尤其涉及一种耐寒改性复合电缆护套材料。
背景技术
在高寒环境使用的移动电器，由于在气候条件较为恶劣的地区，冬季气候寒冷且昼夜温差较大，其电缆常常会因低温造成开裂现象，例如在高原或高山地区冬季施工的吊车，低温环境对电缆的使用寿命影响非常大，且在电缆敷设过程中，受外界压力、拉力、弯曲、碰撞等作用，如何一种耐寒性能好，力学性能优异，使用寿命长的电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种耐寒改性复合电缆护套材料，耐寒性能好，力学性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶20-40份，氯化聚乙烯30-50份，丁基橡胶10-15份，改性蚕丝10-18份，过氧化二异丙苯1-2份，硫磺0.5-1.5份，氧化镁0.5-1.8份，高耐磨炭黑40-50份，超细滑石粉20-30份，煅烧陶土15-25份，高岭土3-6份，防老剂RD 1-3份，三氧化钼2-4份，微晶蜡1-2份，防老剂4040NA 1.5-2份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯0.5-1.5份，硬脂酸1-2份，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5-35wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，将天然蚕丝加入十二烷基硫酸钠溶液室温混合均匀，继续加入质量分数为0.25-0.33wt％的碳酸钠水溶液混合均匀，用去离子水冲洗干净，置于烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，取出，于通风状态下放置得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和甲醇溶液搅拌处理，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝。
优选地，在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取1-3份天然蚕丝，加入质量分数为0.3-0.45wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:50-60，继续加入质量分数为0.2-0.35wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:40-50，在50-65℃搅拌40-50min，用去离子水冲洗干净，置于60-75℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为55-60kGy，取出，于通风状态下放置20-30h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为18-23％的甲醇溶液搅拌处理2-4h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝。
优选地，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占20-40wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占50-60wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
优选地，氯化聚乙烯的氯含量为34-34.85wt％。
优选地，丁苯橡胶、氯化聚乙烯、丁基橡胶、改性蚕丝的重量比为36-38：40-42：12-14：14-16。
优选地，过氧化二异丙苯、硫磺、氧化镁的重量比为1.4-1.8：1-1.2：1-1.5。
优选地，其原料按重量份包括：
丁苯橡胶36-38份，氯化聚乙烯40-42份，丁基橡胶12-14份，改性蚕丝14-16份，过氧化二异丙苯1.4-1.8份，硫磺1-1.2份，氧化镁1-1.5份，高耐磨炭黑44-48份，超细滑石粉22-25份，煅烧陶土16-20份，高岭土4-5份，防老剂RD 1-2，三氧化钼2-3份，微晶蜡1.4-1.6份，防老剂4040NA 1.6-1.8份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1-1.4，硬脂酸1.2-1.6份。
优选地，其原料按重量份包括：丁苯橡胶36-38份，氯化聚乙烯41份，丁基橡胶13份，改性蚕丝15份，过氧化二异丙苯1.5份，硫磺1份，氧化镁1.2份，高耐磨炭黑46份，超细滑石粉23份，煅烧陶土18份，高岭土4.5份，防老剂RD 1.5，三氧化钼2.3份，微晶蜡1.5份，防老剂4040NA 1.7份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1.2，硬脂酸1.3份。
本发明的制备工艺包括如下步骤：将丁苯橡胶、氯化聚乙烯、丁基橡胶放入密炼机中，塑炼温度为50-65℃，加入改性蚕丝、氧化镁、高耐磨炭黑、超细滑石粉、煅烧陶土、防老剂RD、三氧化钼混炼1-2min，然后加入称取的高岭土、微晶蜡、防老剂4040NA、硬脂酸、三羟甲基三甲基丙烯酸酯混炼，排料，将得到的物料在开炼机中薄通1-3次，摆胶装置上摆胶1-2次，存放2-3h，放入密炼机中，加入过氧化二异丙苯、硫磺混炼，混炼温度为85-88℃，排料，薄通1-2次，摆胶2-3次，压延机压制，冷却，得到耐寒改性复合电缆护套材料。
本发明中，通过合理控制氯化聚乙烯的氯含量，可显著提高护套材料的耐寒性能，丁苯橡胶耐磨、耐老化性能好，丁基橡胶具有优良的化学稳定性，耐老化性能好，氯化聚乙烯、丁基橡胶、丁苯橡胶及改性蚕丝混合使用，共混相容性好，耐寒性及力学性能性能优异，其中天然蚕丝成本低廉，原材料充沛，质轻，可降解等优点，经过预处理后，蚕丝具有较高的断裂强度和断裂伸长率，将无氧条件下进行γ-射线辐照，并通过控制合适的辐照剂量可使预处理蚕丝具有高降解性能的同时，力学性能优异，与氯化聚乙烯、丁苯橡胶、丁基橡胶配合作用，制品力学性能进一步增强，其中改性蚕丝主要为丝素蛋白，丝素蛋白的结晶度低，蛋白二级结构主要为β-折叠结构，降低了无规则卷曲结构，与高耐磨炭黑、超细滑石粉、煅烧陶土及高岭土配合作用，进一步增强了制品稳定性，耐寒性也进一步增强，使用寿命大大延长，使用过氧化二异丙苯、硫磺作为硫化剂并添加适量氧化镁作为促进剂，硫化效果好并可使制品具有更好的耐寒性能。
具体实施方式
实施例1
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶20份，氯化聚乙烯50份，丁基橡胶10份，改性蚕丝18份，过氧化二异丙苯1份，硫磺1.5份，氧化镁0.5份，高耐磨炭黑50份，超细滑石粉20份，煅烧陶土25份，高岭土3份，防老剂RD 3份，三氧化钼2份，微晶蜡2份，防老剂4040NA 1.5份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1.5份，硬脂酸1份，其中氯化聚乙烯的氯含量为35wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取1份天然蚕丝，加入质量分数为0.45wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:60，继续加入质量分数为0.2wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:50，在50℃搅拌50min，用去离子水冲洗干净，置于60℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为60kGy，取出，于通风状态下放置20h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为23％的甲醇溶液搅拌处理2h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占40wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占50wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
实施例2
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶40份，氯化聚乙烯30份，丁基橡胶15份，改性蚕丝10份，过氧化二异丙苯2份，硫磺0.5份，氧化镁1.8份，高耐磨炭黑40份，超细滑石粉30份，煅烧陶土15份，高岭土6份，防老剂RD 1份，三氧化钼4份，微晶蜡1份，防老剂4040NA 2份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯0.5份，硬脂酸2份，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取3份天然蚕丝，加入质量分数为0.3wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:50，继续加入质量分数为0.35wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:40，在65℃搅拌40min，用去离子水冲洗干净，置于75℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为55kGy，取出，于通风状态下放置30h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为18％的甲醇溶液搅拌处理4h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占20wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占60wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
实施例3
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶36份，氯化聚乙烯42份，丁基橡胶12份，改性蚕丝16份，过氧化二异丙苯1.4份，硫磺1.2份，氧化镁1份，高耐磨炭黑48份，超细滑石粉22份，煅烧陶土20份，高岭土4份，防老剂RD 2，三氧化钼2份，微晶蜡1.6份，防老剂4040NA 1.6份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1.4，硬脂酸1.2份，其中氯化聚乙烯的氯含量为34.85wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取1.2份天然蚕丝，加入质量分数为0.42wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:58，继续加入质量分数为0.23wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:47，在52℃搅拌48min，用去离子水冲洗干净，置于62℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为58kGy，取出，于通风状态下放置21h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为22％的甲醇溶液搅拌处理3h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占36wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占52wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
实施例4
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶38份，氯化聚乙烯40份，丁基橡胶14份，改性蚕丝14份，过氧化二异丙苯1.8份，硫磺1份，氧化镁1.5份，高耐磨炭黑44份，超细滑石粉25份，煅烧陶土16份，高岭土5份，防老剂RD 1，三氧化钼3份，微晶蜡1.4份，防老剂4040NA 1.8份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1-1.4，硬脂酸1.6份，其中氯化聚乙烯的氯含量为34wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取2.7份天然蚕丝，加入质量分数为0.34wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:52，继续加入质量分数为0.33wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:42，在63℃搅拌42min，用去离子水冲洗干净，置于73℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为56kGy，取出，于通风状态下放置28h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为19％的甲醇溶液搅拌处理4h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占22wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占58wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
实施例5
本发明提出的一种耐寒改性复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡胶36-38份，氯化聚乙烯41份，丁基橡胶13份，改性蚕丝15份，过氧化二异丙苯1.5份，硫磺1份，氧化镁1.2份，高耐磨炭黑46份，超细滑石粉23份，煅烧陶土18份，高岭土4.5份，防老剂RD 1.5，三氧化钼2.3份，微晶蜡1.5份，防老剂4040NA 1.7份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1.2，硬脂酸1.3份，其中氯化聚乙烯的氯含量为34.4wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取2.3份天然蚕丝，加入质量分数为0.42wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:56，继续加入质量分数为0.3wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:46，在61℃搅拌45min，用去离子水冲洗干净，置于72℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为58kGy，取出，于通风状态下放置25h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为21％的甲醇溶液搅拌处理2h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占32wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占54wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
将实施例1-5中所述耐寒改性复合电缆护套材料进行测试，测试结果如下：
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 (8)

1.一种耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶20-40份，氯化聚乙烯30-50份，丁基橡胶10-15份，改性蚕丝10-18份，过氧化二异丙苯1-2份，硫磺0.5-1.5份，氧化镁0.5-1.8份，高耐磨炭黑40-50份，超细滑石粉20-30份，煅烧陶土15-25份，高岭土3-6份，防老剂RD 1-3份，三氧化钼2-4份，微晶蜡1-2份，防老剂4040NA 1.5-2份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯0.5-1.5份，硬脂酸1-2份，其中氯化聚乙烯的氯含量为33.5-35wt％；
在改性蚕丝的制备过程中，将天然蚕丝加入十二烷基硫酸钠溶液室温混合均匀，继续加入质量分数为0.25-0.33wt％的碳酸钠水溶液混合均匀，用去离子水冲洗干净，置于烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，取出，于通风状态下放置得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和甲醇溶液搅拌处理，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝。
2.根据权利要求1所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，在改性蚕丝的制备过程中，按重量份称取1-3份天然蚕丝，加入质量分数为0.3-0.45wt％的十二烷基硫酸钠溶液室温混合，天然蚕丝与十二烷基硫酸钠溶液的重量体积比(g：L)为1:50-60，继续加入质量分数为0.2-0.35wt％的碳酸钠水溶液混合，蚕丝线与碳酸钠水溶液的重量体积比(g：L)为1:40-50，在50-65℃搅拌40-50min，用去离子水冲洗干净，置于60-75℃烘箱内烘干，得到预处理蚕丝，将预处理蚕丝置于耐辐照的金属铝泊内，抽真空排出金属铝泊内空气，将密封金属铝泊连同内部的预处理蚕丝进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为55-60kGy，取出，于通风状态下放置20-30h得到辐照蚕丝，将辐照蚕丝反复交替用蒸馏水和体积分数为18-23％的甲醇溶液搅拌处理2-4h，用蒸馏水漂洗干净，室温自然晾干得改性蚕丝。
3.根据权利要求1或2所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，在天然蚕丝中，长度为1-2mm的天然蚕丝占20-40wt％，长度为2-4mm的天然蚕丝占50-60wt％，其余为长度为4-5mm的天然蚕丝。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，氯化聚乙烯的氯含量为34-34.85wt％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，丁苯橡胶、氯化聚乙烯、丁基橡胶、改性蚕丝的重量比为36-38：40-42：12-14：14-16。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，过氧化二异丙苯、硫磺、氧化镁的重量比为1.4-1.8：1-1.2：1-1.5。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：
丁苯橡胶36-38份，氯化聚乙烯40-42份，丁基橡胶12-14份，改性蚕丝14-16份，过氧化二异丙苯1.4-1.8份，硫磺1-1.2份，氧化镁1-1.5份，高耐磨炭黑44-48份，超细滑石粉22-25份，煅烧陶土16-20份，高岭土4-5份，防老剂RD 1-2，三氧化钼2-3份，微晶蜡1.4-1.6份，防老剂4040NA 1.6-1.8份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1-1.4，硬脂酸1.2-1.6份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐寒改性复合电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁苯橡胶36-38份，氯化聚乙烯41份，丁基橡胶13份，改性蚕丝15份，过氧化二异丙苯1.5份，硫磺1份，氧化镁1.2份，高耐磨炭黑46份，超细滑石粉23份，煅烧陶土18份，高岭土4.5份，防老剂RD 1.5，三氧化钼2.3份，微晶蜡1.5份，防老剂4040NA 1.7份，三羟甲基三甲基丙烯酸酯1.2，硬脂酸1.3份。
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