CN104610596A - 一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料 - Google Patents

一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料包括丁腈橡胶、液体异戊二烯橡胶、苯并恶嗪树脂、超细丙烯酸酯橡胶粉、有机硅聚氨酯低聚物、白炭黑、水滑石、四针状氧化锌晶须、纳米二氧化硅、氧化锌、甲基丙烯酸锌、葡萄糖酸锌、硬脂酸、硫磺、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺、三烯丙基异三聚氰酸酯、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物、癸二酸丙二醇聚酯、双硬脂酸甘油酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙烯基三乙氧基硅烷、促进剂、防老剂。本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其强度高，弹性和韧性优异，耐老化性能好，使用寿命长。

Description

一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料。
背景技术
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，其耐油性、耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，目前已被广泛应用于电缆材料中。随着经济的发展，对电缆的性能都有严格的要求，传统的丁腈橡胶电缆材料其耐老化性、弹性和韧性不能满足社会的要求，导致电缆材料的使用寿命短，给实际使用带来了很多不便，甚至威胁人们的生命财产安全，因此需要对现用的丁腈橡胶电缆材料进行改进，以适应电缆市场多样的要求。
发明内容
本发明提出了一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其强度高，弹性和韧性优异，耐老化性能好，使用寿命长。
本发明提出了一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶85-95份、液体异戊二烯橡胶5-15份、苯并恶嗪树脂3-12份、超细丙烯酸酯橡胶粉5-13份、有机硅聚氨酯低聚物2-8份、白炭黑12-30份、水滑石5-20份、四针状氧化锌晶须10-20份、纳米二氧化硅10-35份、氧化锌0.8-2.0份、甲基丙烯酸锌0.5-1.5份、葡萄糖酸锌0.3-0.8份、硬脂酸2.5-4.5份、硫磺0.8-2.0份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1-2.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2-0.9份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物3-10份、癸二酸丙二醇聚酯1-2.5份、双硬脂酸甘油酯0.8-2份、硬脂酸锌1-2.5份、硬脂酸钙1-2份、乙烯基三乙氧基硅烷2-5份、促进剂0.5-1.8份、防老剂1-3份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶88-92份、液体异戊二烯橡胶8-12份、苯并恶嗪树脂7-9份、超细丙烯酸酯橡胶粉8-11份、有机硅聚氨酯低聚物5.6-7份、白炭黑20-26份、水滑石8-13份、四针状氧化锌晶须16-18份、纳米二氧化硅22-28份、氧化锌1.3-1.6份、甲基丙烯酸锌0.9-1.2份、葡萄糖酸锌0.56-0.63份、硬脂酸3.2-4份、硫磺1.2-1.7份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.5-2.0份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.56-0.63份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8-8.7份、癸二酸丙二醇聚酯1.6-2.0份、双硬脂酸甘油酯1.4-1.7份、硬脂酸锌1.9-2.1份、硬脂酸钙1.6-1.8份、乙烯基三乙氧基硅烷2.7-3.4份、促进剂0.9-1.4份、防老剂1.9-2.5份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶90份、液体异戊二烯橡胶10份、苯并恶嗪树脂8.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉8.7份、有机硅聚氨酯低聚物5.8份、白炭黑25份、水滑石10份、四针状氧化锌晶须16.5份、纳米二氧化硅25份、氧化锌1.4份、甲基丙烯酸锌1份、葡萄糖酸锌0.6份、硬脂酸3.6份、硫磺1.5份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.59份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8.3份、癸二酸丙二醇聚酯2份、双硬脂酸甘油酯1.6份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙1.7份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、促进剂1份、防老剂2份。
优选地，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为25-45nm。
优选地，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四苄基秋兰姆中的一种或者两种的组合。
优选地，所述防老剂为防老剂D、防老剂H、防老剂WSP、防老剂MB、防老剂4010、防老剂SP、防老化剂ODA、防老化剂DFC-34中的一种或者多种的组合。
本发明中，液体异戊二烯橡胶耐热性、耐老化性好，配合丁腈橡胶作为电缆材料的主料，相容性好，能提高电缆材料的耐热性和耐老化性，同时，其可以作为增塑剂，添加到电缆材料中，其不易被迁移、挥发，提高了电缆材料的化学稳定性，减小了电缆材料的收缩性；苯并恶嗪树脂耐热性、阻燃性好，加入到电缆材料中，没有小分子释放出，得到的制品空隙率低，收缩小，应力小，没有微裂纹，具有良好的工艺性能，但是苯并恶嗪树脂交联密度低、性脆、韧性差；有机硅聚氨酯低聚物可参与橡胶的结构化过程，苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物是一种扯断伸长率大的热塑性弹性体，有机硅聚氨酯低聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物配合超细丙烯酸酯橡胶粉加入到电缆材料中，可以降低苯并恶嗪树脂对电缆材料的不利影响，提高电缆材料的交联密度，改善电缆材料的韧性和弹性；白炭黑、水滑石、四针状氧化锌晶须配合纳米二氧化硅作为填料，在双硬脂酸甘油酯和乙烯基三乙氧基硅烷的辅助下，与橡胶基体的相容性好，补强作用显著；甲基丙烯酸锌、葡萄糖酸锌代替部分的氧化锌，作为橡胶的活化剂，与橡胶基体的相容性好，活化效果好；硬脂酸锌、硬脂酸钙作为电缆材料的润滑剂，与癸二酸丙二醇聚酯配合，得到的液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料表面光滑，性能好。
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，本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料中，丁腈橡胶的重量份可以为86、87.3、89、89.4、91、91.4、92、93、94.6份，液体异戊二烯橡胶的重量份可以为5.6、6、6.8、7、7.4、8、9、10、11.4、12、12.6、14、14.7份，苯并恶嗪树脂的重量份可以为3.5、4、4.3、5、5.7、7、7.8、9、9.3、10、10.6、11、11.3份，超细丙烯酸酯橡胶粉的重量份可以为5.8、7、7.3、8、8.4、9、9.5、10、10.8、12、12.6份，有机硅聚氨酯低聚物的重量份可以为2.3、2.7、3、3.6、3.9、4.3、4.8、5、5.6、6、6.7、7、7.3份，白炭黑的重量份可以为12.6、14、14.7、16、16.8、19、19.4、21、23、24.6、26、26.8、27、27.6、29、29.4份，水滑石的重量份可以为5.8、7、7.4、8、8.6、9、9.4、10、10.7、12、13、14.6、16、17、18.5、19、19.4份，四针状氧化锌晶须的重量份可以为10.5、11、11.4、12、12.6、13、13.5、14、15、15.8、17、17.4、18、18.3、19、19.2份，纳米二氧化硅的重量份可以为11、12、14.5、16、18、19.3、21、23、24.6、26、26.7、28、28.4、29、29.4、31、32、33、33.6、34.7份，氧化锌的重量份可以为0.9、1、1.2、1.45、1.6、1.75、1.83、1.9、1.94份，甲基丙烯酸锌的重量份可以为0.6、0.73、0.85、0.9、1、1.1、1.23、1.3、1.35、1.4、1.46份，葡萄糖酸锌的重量份可以为0.36、0.45、0.6、0.78份，硬脂酸的重量份可以为2.7、2.89、3、3.2、3.4、3.56、3.7、3.78、3.9、4、4.3、4.46份，硫磺的重量份可以为0.87、0.93、1、1.2、1.35、1.4、1.56、1.7、1.74、1.8、1.83、1.9、1.93份，N，N′-间苯撑双马来酰亚胺的重量份可以为1.2、1.35、1.46、1.6、1.67、1.75、1.8、1.83、1.9、2、2.1、2.3、2.36、2.45份，三烯丙基异三聚氰酸酯的重量份可以为0.24、0.3、0.36、0.4、0.47、0.53、0.6、0.67、0.73份，苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物的重量份可以为3.3、3.8、4、4.3、4.6、5、5.4、6、6.7、7、7.4、8、8.6、9、9.4份，癸二酸丙二醇聚酯的重量份可以为1.2、1.45、1.6、1.75、1.8、1.85、1.9、2、2.2、2.34、2.46份，双硬脂酸甘油酯的重量份可以为0.87、0.93、1、1.2、1.35、1.4、1.56、1.67、1.8、1.9、1.94份，硬脂酸锌的重量份可以为1.2、1.34、1.45、1.6、1.7、1.87、1.9、1.93、2、2.1、2.2、2.34、2.4、2.43份，硬脂酸钙的重量份可以为1.1、1.23、1.34、1.45、1.5、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.83、1.9、1.94份，乙烯基三乙氧基硅烷的重量份可以为2.5、2.7、2.86、2.9、3、3.2、3.5、3.67、3.8、3.9、4、4.3、4.56、4.67、4.7、4.83、4.9份，促进剂的重量份可以为0.7、0.86、1、1.2、1.35、1.47、1.6、1.65、1.73份，防老剂的重量份可以为1.2、1.4、1.56、1.65、1.73、1.8、1.9、2、2.3、2.45、2.67、2.8、2.94份。
实施例1
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶95份、液体异戊二烯橡胶5份、苯并恶嗪树脂12份、超细丙烯酸酯橡胶粉5份、有机硅聚氨酯低聚物8份、白炭黑12份、水滑石20份、四针状氧化锌晶须10份、纳米二氧化硅35份、氧化锌0.8份、甲基丙烯酸锌1.5份、葡萄糖酸锌0.3份、硬脂酸4.5份、硫磺0.8份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.9份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物3份、癸二酸丙二醇聚酯2.5份、双硬脂酸甘油酯0.8份、硬脂酸锌2.5份、硬脂酸钙1份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、促进剂0.5份、防老剂3份。
实施例2
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶85份、液体异戊二烯橡胶15份、苯并恶嗪树脂3份、超细丙烯酸酯橡胶粉13份、有机硅聚氨酯低聚物2份、白炭黑30份、水滑石5份、四针状氧化锌晶须20份、纳米二氧化硅10份、氧化锌2.0份、甲基丙烯酸锌0.5份、葡萄糖酸锌0.8份、硬脂酸2.5份、硫磺2.0份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺2.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物10份、癸二酸丙二醇聚酯1份、双硬脂酸甘油酯2份、硬脂酸锌1份、硬脂酸钙2份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、促进剂1.8份、防老剂1份。
实施例3
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶88份、液体异戊二烯橡胶12份、苯并恶嗪树脂7份、超细丙烯酸酯橡胶粉11份、有机硅聚氨酯低聚物5.6份、白炭黑26份、水滑石8份、四针状氧化锌晶须18份、纳米二氧化硅22份、氧化锌1.6份、甲基丙烯酸锌0.9份、葡萄糖酸锌0.63份、硬脂酸3.2份、硫磺1.7份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺2.0份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.56份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8份、癸二酸丙二醇聚酯2.0份、双硬脂酸甘油酯1.4份、硬脂酸锌2.1份、硬脂酸钙1.6份、乙烯基三乙氧基硅烷2.7份、促进剂1.4份、防老剂1.9份。
对本实施例所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料进行性能检测，其检测结果如下：拉伸强度为24.8MPa，断裂伸长率为493％，经IRM902油90℃×70h处理后，拉伸强度为23.9MPa，断裂伸长率为473％，经136℃×168h的热老化试验，老化后，拉伸强度保持率为92.9％，热变形率为5.2％。
实施例4
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶92份、液体异戊二烯橡胶8份、苯并恶嗪树脂9份、超细丙烯酸酯橡胶粉8份、有机硅聚氨酯低聚物7份、白炭黑20份、水滑石13份、四针状氧化锌晶须16份、纳米二氧化硅28份、氧化锌1.3份、甲基丙烯酸锌1.2份、葡萄糖酸锌0.56份、硬脂酸4份、硫磺1.2份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.63份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8.7份、癸二酸丙二醇聚酯1.6份、双硬脂酸甘油酯1.7份、硬脂酸锌1.9份、硬脂酸钙1.8份、乙烯基三乙氧基硅烷3.4份、促进剂0.9份、防老剂2.5份；
其中，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为32nm；所述促进剂为二硫化四苄基秋兰姆；所述防老剂为防老化剂DFC-34。
对本实施例所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料进行性能检测，其检测结果如下：拉伸强度为25.6MPa，断裂伸长率为487％，经IRM902油90℃×70h处理后，拉伸强度为24.8MPa，断裂伸长率为465％，经136℃×168h的热老化试验，老化后，拉伸强度保持率为93.4％，热变形率为3.9％。
实施例5
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶87份、液体异戊二烯橡胶13份、苯并恶嗪树脂4份、超细丙烯酸酯橡胶粉11份、有机硅聚氨酯低聚物5份、白炭黑20份、水滑石17份、四针状氧化锌晶须16份、纳米二氧化硅33份、氧化锌1.7份、甲基丙烯酸锌1.4份、葡萄糖酸锌0.38份、硬脂酸4.1份、硫磺1.4份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺2.3份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.27份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8份、癸二酸丙二醇聚酯2份、双硬脂酸甘油酯1.6份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙1.6份、乙烯基三乙氧基硅烷3.4份、促进剂1.1份、防老剂2.7份；
其中，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为45nm；所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述防老剂为防老剂D、防老剂WSP按1:5重量份之比的组合。
对本实施例所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料进行性能检测，其检测结果如下：拉伸强度为25.0MPa，断裂伸长率为484％，经IRM902油90℃×70h处理后，拉伸强度为23.9MPa，断裂伸长率为461％，经136℃×168h的热老化试验，老化后，拉伸强度保持率为93.1％，热变形率为4.8％。
实施例6
本发明所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶90份、液体异戊二烯橡胶10份、苯并恶嗪树脂8.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉8.7份、有机硅聚氨酯低聚物5.8份、白炭黑25份、水滑石10份、四针状氧化锌晶须16.5份、纳米二氧化硅25份、氧化锌1.4份、甲基丙烯酸锌1份、葡萄糖酸锌0.6份、硬脂酸3.6份、硫磺1.5份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.59份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8.3份、癸二酸丙二醇聚酯2份、双硬脂酸甘油酯1.6份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙1.7份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、促进剂1份、防老剂2份；
其中，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为25nm；所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四苄基秋兰姆按任意重量份之比的组合；所述防老剂为防老剂D、防老剂H、防老剂WSP、防老剂MB、防老剂4010、防老剂SP、防老化剂ODA、防老化剂DFC-34按任意重量份之比的组合。
对本实施例所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料进行性能检测，其检测结果如下：拉伸强度为25.3MPa，断裂伸长率为495％，经IRM902油90℃×70h处理后，拉伸强度为24.6MPa，断裂伸长率为473％，经136℃×168h的热老化试验，老化后，拉伸强度保持率为93.9％，热变形率为4.3％。
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 (6)

1.一种液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶85-95份、液体异戊二烯橡胶5-15份、苯并恶嗪树脂3-12份、超细丙烯酸酯橡胶粉5-13份、有机硅聚氨酯低聚物2-8份、白炭黑12-30份、水滑石5-20份、四针状氧化锌晶须10-20份、纳米二氧化硅10-35份、氧化锌0.8-2.0份、甲基丙烯酸锌0.5-1.5份、葡萄糖酸锌0.3-0.8份、硬脂酸2.5-4.5份、硫磺0.8-2.0份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1-2.5份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2-0.9份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物3-10份、癸二酸丙二醇聚酯1-2.5份、双硬脂酸甘油酯0.8-2份、硬脂酸锌1-2.5份、硬脂酸钙1-2份、乙烯基三乙氧基硅烷2-5份、促进剂0.5-1.8份、防老剂1-3份。
2.根据权利要求1所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶88-92份、液体异戊二烯橡胶8-12份、苯并恶嗪树脂7-9份、超细丙烯酸酯橡胶粉8-11份、有机硅聚氨酯低聚物5.6-7份、白炭黑20-26份、水滑石8-13份、四针状氧化锌晶须16-18份、纳米二氧化硅22-28份、氧化锌1.3-1.6份、甲基丙烯酸锌0.9-1.2份、葡萄糖酸锌0.56-0.63份、硬脂酸3.2-4份、硫磺1.2-1.7份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.5-2.0份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.56-0.63份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8-8.7份、癸二酸丙二醇聚酯1.6-2.0份、双硬脂酸甘油酯1.4-1.7份、硬脂酸锌1.9-2.1份、硬脂酸钙1.6-1.8份、乙烯基三乙氧基硅烷2.7-3.4份、促进剂0.9-1.4份、防老剂1.9-2.5份。
3.根据权利要求1或2所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：丁腈橡胶90份、液体异戊二烯橡胶10份、苯并恶嗪树脂8.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉8.7份、有机硅聚氨酯低聚物5.8份、白炭黑25份、水滑石10份、四针状氧化锌晶须16.5份、纳米二氧化硅25份、氧化锌1.4份、甲基丙烯酸锌1份、葡萄糖酸锌0.6份、硬脂酸3.6份、硫磺1.5份、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺1.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.59份、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段共聚物8.3份、癸二酸丙二醇聚酯2份、双硬脂酸甘油酯1.6份、硬脂酸锌2份、硬脂酸钙1.7份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、促进剂1份、防老剂2份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其特征在于，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为25-45nm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料，其特征在于，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四苄基秋兰姆中的一种或者两种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述液体橡胶改性丁腈橡胶电缆材料料，其特征在于，所述防老剂为防老剂D、防老剂H、防老剂WSP、防老剂MB、防老剂4010、防老剂SP、防老化剂ODA、防老化剂DFC-34中的一种或者多种的组合。
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