CN104610622A - 一种液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括环氧化天然橡胶80-95份、端羧基液体丁腈橡胶5-20份、改性淀粉5-15份、超细丙烯酸酯橡胶粉2-8份、聚苯乙烯类热塑性弹性体3-8份、白炭黑10-25份、改性硅藻土8-35份、四针状氧化锌晶须15-27份、氧化锌1-2.5份、山梨酸锌0.8-1.3份、硬脂酸2-4份、硫磺1-2.6份、过氧化二异丙苯2-2.9份、邻苯二甲酸二烯丙酯1-3.5份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2-3.5份、硬脂酸钙2-5份、促进剂2-5份、防老剂2-5份、偶联剂3-7份。本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，强度高，耐老化性好，使用寿命长。
Description
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环氧化天然橡胶电缆材料。
背景技术
环氧化天然橡胶是由天然橡胶进行环氧化改性得到的，通常是由天然胶乳在酸性条件下添加甲酸或乙酸与过氧化氢制备而成的。由于环氧化天然橡胶是在天然橡胶分子中引入环氧基团，所以导致橡胶分子的极性以及橡胶分子间的作用力的增大，使其具有一些特殊的性能，比如优异的耐气密性、耐油性、良好的抗湿滑性与较低的滚动阻力以及良好的粘着性。因此，环氧化天然橡胶用途广泛，目前已被广泛应用于电缆、轮胎等领域。然而，环氧化天然橡胶制品在加工或使用过程很容易受环境因素的影响出现橡胶老化的现象，因此，现有的环氧化天然橡胶电缆制品普遍存在贮存时间短、使用寿命短、易老化等问题，在很大的程度上限制了环氧化天然橡胶的应用。
因此，提供一种力学性能优异，抗老化性能好的环氧化天然橡胶电缆材料是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提出了一种液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其强度高，耐老化性好，使用寿命长。
本发明提出了一种液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶80-95份、端羧基液体丁腈橡胶5-20份、改性淀粉5-15份、超细丙烯酸酯橡胶粉2-8份、聚苯乙烯类热塑性弹性体3-8份、白炭黑10-25份、改性硅藻土8-35份、四针状氧化锌晶须15-27份、氧化锌1-2.5份、山梨酸锌0.8-1.3份、硬脂酸2-4份、硫磺1-2.6份、过氧化二异丙苯2-2.9份、邻苯二甲酸二烯丙酯1-3.5份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2-3.5份、硬脂酸钙2-5份、促进剂2-5份、防老剂2-5份、偶联剂3-7份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶88-91份、端羧基液体丁腈橡胶9-12份、改性淀粉10-13份、超细丙烯酸酯橡胶粉4-6份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6-7.2份、白炭黑19-22份、改性硅藻土20-25份、四针状氧化锌晶须20-23份、氧化锌1.9-2.1份、山梨酸锌1-1.2份、硬脂酸3.2-3.6份、硫磺1.7-2.2份、过氧化二异丙苯2.3-2.6份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.3-2.9份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2.8-3.2份、硬脂酸钙3.6-4.1份、促进剂3.8-4.3份、防老剂3.7-4.1份、偶联剂5.6-6.2份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶90份、端羧基液体丁腈橡胶10份、改性淀粉12.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉5.3份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6.6份、白炭黑21份、改性硅藻土24份、四针状氧化锌晶须22份、氧化锌2份、山梨酸锌1.1份、硬脂酸3.4份、硫磺2份、过氧化二异丙苯2.5份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.6份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯3份、硬脂酸钙3.8份、促进剂4份、防老剂3.8份、偶联剂5.9份。
优选地，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸、偶联剂中的一种或者两种的组合。
优选地，所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸、季铵盐中的一种或者两种的组合。
优选地，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为20-45nm。
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按1:3-7重量份之比的组合。
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，环氧化天然橡胶由于环氧基团的引入，提高了天然橡胶的耐油性、粘着性和耐老化性，但是其弹性有所降低，端羧基液体丁腈橡胶具有很好的耐油性、黏着性、耐候性和较低的透气性，选择端羧基液体丁腈橡胶配合环氧化天然橡胶添加到电缆材料中，端羧基液体丁腈橡胶中的羧基可以与环氧化天然橡胶中的环氧基发生反应，从而将天然橡胶和丁腈橡胶两者连接一体，使得到的电缆材料具有优异的力学性能，且端羧基液体丁腈橡胶作为环氧化天然橡胶的增塑剂，不会发生迁移、挥发，也不会被溶剂抽出，减小了电缆材料的变形性；端羧基液体丁腈橡胶与超细丙烯酸酯橡胶粉、聚苯乙烯类热塑性弹性体配合，改善了环氧化天然橡胶的弹性和韧性，使得到的电缆材料耐老化性、弹性和韧性好；白炭黑、改性硅藻土、四针状氧化锌晶须配合作为填料，在偶联剂的辅助下与橡胶基体的界面结合良好，在基体中分散均匀，提高了电缆材料的力学性能、耐老化性、耐磨性，且生热低；山梨酸锌配合氧化锌作为橡胶的活化剂，其活化性能优异。
对本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料进行性能检测，其拉伸强度为32.8-45.3MPa；300％定伸应力为2.68-3.54MPa；经100℃×24h的热空气老化后，拉伸强度保持率为94-98.6％，拉断伸长率保持率为93.5-97.4％。
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环氧化天然橡胶电缆材料，其原料中，环氧化天然橡胶的重量份可以为82、83.5、85、86、87.3、88、89.4、90、90.5、91、92、92.6、93、93.8、94、94.6份，端羧基液体丁腈橡胶的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.4、9、9.6、10、10.5、11、11.6、12、12.3、13、13.8、15、15.9、17、17.6、19、19.4份，改性淀粉的重量份可以为5.6、6、6.7、7、7.4、8、8.5、9、9.3、10、10.6、11、11.5、12、12.6、13、13.4、14、14.6份，超细丙烯酸酯橡胶粉的重量份可以为2.3、2.6、2.78、2.9、3、3.4、3.5、3.78、3.9、4、4.3、4.6、4.8、5、5.3、5.7、5.89、6、6.4、6.8、7、7.3、7.8份，聚苯乙烯类热塑性弹性体3.6、4、4.5、5、5.3、6、6.7、7、7.4份，白炭黑的重量份可以为10.6、11、11.8、12、12.6、13、13.4、14、14.9、16、16.8、18、18.3、19、19.4、20、20.6、21、21.6、22、22.4、23、23.5、24、24.6份，改性硅藻土的重量份可以为8.6、9、9.4、10、10.6、11、11.5、12、12.6、13、13.4、14、14.5、15、15.3、16、16.7、17、17.4、18、18.6、19、20、20.3、22、25、27、28.6、29、29.3、30、30.4、32、33.5、34、34.6份，四针状氧化锌晶须的重量份可以为15.6、17、17.4、18、18.3、19、19.4、20、20.6、21、21.5、22、22.6、23、23.4、24、24.5、25、25.3、26、26.7份，氧化锌的重量份可以为1.2、1.6、1.78、1.9、2、2.1、2.3、2.45份，山梨酸锌的重量份可以为0.89、1、1.1、1.16、1.2、1.23、1.27份，硬脂酸的重量份可以为2.3、2.7、2.89、3、3.2、3.45、3.6、3.78、3.8、3.84、3.9份，硫磺的重量份可以为1.2、1.35、1.4、1.46、1.5、1.7、1.8、1.94、2、2.1、2.3、2.45、2.5、2.53份，过氧化二异丙苯的重量份可以为2.1、2.23、2.3、2.35、2.4、2.46、2.5、2.57、2.7、2.78份，邻苯二甲酸二烯丙酯的重量份可以为1.3、1.5、1.76、1.83、1.9、2、2.3、2.45、2.6、2.78、2.8、2.9、2.94、3、3.2、3.4、3.46份，一缩二乙二醇二苯甲酸酯的重量份可以为2.3、2.46、2.5、2.7、2.86、2.9、3、3.1、3.26、3.3、3.35、3.4、3.46份，硬脂酸钙的重量份可以为2.3、2.4、2.78、2.9、3、3.4、3.56、3.8、4、4.3、4.46、4.5、4.78、4.8、4.86、4.9、4.92份，促进剂的重量份可以为2.3、2.45、2.6、2.67、2.8、2.83、2.9、2.94、3、3.4、3.46、3.5、3.75、3.9、4、4.2、4.5、4.67、4.8、4.86、4.9、4.93份，防老剂的重量份可以为2.3、2.8、3、3.4、3.7、3.86、3.94、4、4.2、4.3、4.56、4.6、4.68、4.8、4.86、4.9、4.97份，偶联剂的重量份可以为3.5、3.78、3.8、3.9、4、4.2、4.5、4.6、4.89、5、5.3、5.7、6、6.4、6.8份。
实施例1
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶80份、端羧基液体丁腈橡胶20份、改性淀粉5份、超细丙烯酸酯橡胶粉8份、聚苯乙烯类热塑性弹性体3份、白炭黑10份、改性硅藻土35份、四针状氧化锌晶须15份、氧化锌2.5份、山梨酸锌0.8份、硬脂酸4份、硫磺1份、过氧化二异丙苯2.9份、邻苯二甲酸二烯丙酯1份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯3.5份、硬脂酸钙2份、促进剂5份、防老剂2份、偶联剂7份。
实施例2
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶95份、端羧基液体丁腈橡胶5份、改性淀粉15份、超细丙烯酸酯橡胶粉2份、聚苯乙烯类热塑性弹性体8份、白炭黑25份、改性硅藻土8份、四针状氧化锌晶须27份、氧化锌1份、山梨酸锌1.3份、硬脂酸2份、硫磺2.6份、过氧化二异丙苯2份、邻苯二甲酸二烯丙酯3.5份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2份、硬脂酸钙5份、促进剂2份、防老剂5份、偶联剂3份；
其中，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸；所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸；所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为20nm；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1:3重量份之比的组合；所述防老剂为防老剂D、防老剂H按1:4重量份之比的组合。
实施例3
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶88份、端羧基液体丁腈橡胶12份、改性淀粉10份、超细丙烯酸酯橡胶粉6份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6份、白炭黑22份、改性硅藻土20份、四针状氧化锌晶须23份、氧化锌1.9份、山梨酸锌1.2份、硬脂酸3.2份、硫磺2.2份、过氧化二异丙苯2.3份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.9份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2.8份、硬脂酸钙4.1份、促进剂3.8份、防老剂4.1份、偶联剂5.6份；
其中，所述改性淀粉的改性剂为偶联剂中；所述改性硅藻土的改性剂为季铵盐；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、二硫化四苄基秋兰姆按1:7重量份之比的组合；所述防老剂为防老剂WSP。
实施例4
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶91份、端羧基液体丁腈橡胶9份、改性淀粉13份、超细丙烯酸酯橡胶粉4份、聚苯乙烯类热塑性弹性体7.2份、白炭黑19份、改性硅藻土25份、四针状氧化锌晶须20份、氧化锌2.1份、山梨酸锌1份、硬脂酸3.6份、硫磺1.7份、过氧化二异丙苯2.6份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.3份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯3.2份、硬脂酸钙3.6份、促进剂4.3份、防老剂3.7份、偶联剂6.2份；
其中，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸、偶联剂按1:5重量份之比的组合；所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸、季铵盐按1:3重量份之比的组合；所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为30nm；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1:4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。
实施例5
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶93份、端羧基液体丁腈橡胶13份、改性淀粉11份、超细丙烯酸酯橡胶粉6.4份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6.7份、白炭黑18.3份、改性硅藻土13.4份、四针状氧化锌晶须20份、氧化锌2.1份、山梨酸锌1.23份、硬脂酸3.8份、硫磺1.7份、过氧化二异丙苯2.35份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.8份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2.9份、硬脂酸钙4.5份、促进剂3.46份、防老剂4.68份、偶联剂5.7份；
其中，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸；所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸；所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为40nm；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1:6重量份之比的组合；防老化剂ODA、防老化剂DFC-34按3:2重量份之比的组合。
实施例6
本发明所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶90份、端羧基液体丁腈橡胶10份、改性淀粉12.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉5.3份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6.6份、白炭黑21份、改性硅藻土24份、四针状氧化锌晶须22份、氧化锌2份、山梨酸锌1.1份、硬脂酸3.4份、硫磺2份、过氧化二异丙苯2.5份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.6份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯3份、硬脂酸钙3.8份、促进剂4份、防老剂3.8份、偶联剂5.9份；
其中，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸、偶联剂按任意重量份之比的组合；所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸、季铵盐按任意重量份之的组合；所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为38nm；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1:5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。
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)
1.一种液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶80-95份、端羧基液体丁腈橡胶5-20份、改性淀粉5-15份、超细丙烯酸酯橡胶粉2-8份、聚苯乙烯类热塑性弹性体3-8份、白炭黑10-25份、改性硅藻土8-35份、四针状氧化锌晶须15-27份、氧化锌1-2.5份、山梨酸锌0.8-1.3份、硬脂酸2-4份、硫磺1-2.6份、过氧化二异丙苯2-2.9份、邻苯二甲酸二烯丙酯1-3.5份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2-3.5份、硬脂酸钙2-5份、促进剂2-5份、防老剂2-5份、偶联剂3-7份。
2.根据权利要求1所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶88-91份、端羧基液体丁腈橡胶9-12份、改性淀粉10-13份、超细丙烯酸酯橡胶粉4-6份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6-7.2份、白炭黑19-22份、改性硅藻土20-25份、四针状氧化锌晶须20-23份、氧化锌1.9-2.1份、山梨酸锌1-1.2份、硬脂酸3.2-3.6份、硫磺1.7-2.2份、过氧化二异丙苯2.3-2.6份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.3-2.9份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯2.8-3.2份、硬脂酸钙3.6-4.1份、促进剂3.8-4.3份、防老剂3.7-4.1份、偶联剂5.6-6.2份。
3.根据权利要求1或2所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧化天然橡胶90份、端羧基液体丁腈橡胶10份、改性淀粉12.6份、超细丙烯酸酯橡胶粉5.3份、聚苯乙烯类热塑性弹性体6.6份、白炭黑21份、改性硅藻土24份、四针状氧化锌晶须22份、氧化锌2份、山梨酸锌1.1份、硬脂酸3.4份、硫磺2份、过氧化二异丙苯2.5份、邻苯二甲酸二烯丙酯2.6份、一缩二乙二醇二苯甲酸酯3份、硬脂酸钙3.8份、促进剂4份、防老剂3.8份、偶联剂5.9份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，所述改性淀粉的改性剂为硬脂酸、偶联剂中的一种或者两种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，所述改性硅藻土的改性剂为硬脂酸、季铵盐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环氧化天然橡胶电缆材料，其特征在于，所述超细丙烯酸酯橡胶粉的平均粒径为20-45nm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，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按1:3-7重量份之比的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述液体橡胶改性环氧化天然橡胶电缆材料，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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