CN104693627A - 一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料 - Google Patents

一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶32-36份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物26-30份，聚氯乙烯20-22份，天然橡胶12-15份，LH-C96硫化剂0.5-0.8份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.8-1.2份，促进剂TMTD 1.4-1.8份，古马隆3-5份，硬脂酸1-3份，硬质陶土14-17份，补强炭黑9-11份，高岭土3-6份，重晶石粉2-5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7-3份,防老剂MB 1.5-2.5份，防老剂DFC-341.4-1.7份。本发明具有强度高、耐腐蚀性能好的特点，且材料柔韧、成本低廉，便于船舶中使用。

Description

一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料。
背景技术
氟碳材料是一种由氟原子和碳原子、氧原子、氮原子构成的高分子材料，由于含有键距短、键能极大的C-F键，同时氟原子密集地包围着C-C主键，形成一个螺旋结构，保护碳键不被冲击、破坏，故具有较低的表面自由能、优良的耐候性、耐化学腐蚀性、柔韧性、抗氧化及良好的机械性能。
而电缆作为电力输送的载体，应用生产生活领域、地域范围极为广泛。尤其是船舶上所用的电缆材料更加需要高强度和耐腐蚀性能，然而强度越高的电缆料柔韧性则随之下降。因此，如何能在兼顾强度和柔韧性的同时，也能考虑到电缆材料的耐腐蚀性能，成为目前研究的重要领域。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，具有强度高、耐腐蚀性能好的特点，且材料柔韧、成本低廉，便于船舶中使用。
本发明提出的一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶32-36份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物26-30份，聚氯乙烯20-22份，天然橡胶12-15份，LH-C96硫化剂0.5-0.8份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.8-1.2份，促进剂TMTD 1.4-1.8份，古马隆3-5份，硬脂酸1-3份，硬质陶土14-17份，补强炭黑9-11份，高岭土3-6份，重晶石粉2-5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7-3份,防老剂MB 1.5-2.5份，防老剂DFC-34 1.4-1.7份；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，将过氧化二苯甲酰、辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将有机溶剂和一氟三氯乙烯、全氟乙烯醚、异戊醇、十一烯酸、二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度和压力，保温保压后，降压至常压得到物料B；再将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物。
优选地，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.2-1.5wt％。
优选地，氯化丁基橡胶、氟接枝丙烯酸树脂聚合物、聚氯乙烯、天然橡胶的重量比为33-34：27-28：20.5-21：13-14。
优选地，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶33-34份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物27-28份，聚氯乙烯20.5-21份，天然橡胶13-14份，LH-C96硫化剂0.6-0.7份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.9-1.1份，促进剂TMTD 1.5-1.6份，古马隆3.5-4份，硬脂酸1.2-2.6份，硬质陶土15-16份，补强炭黑9.5-10份，高岭土4-5份，重晶石粉3-4份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.8-2.9份,防老剂MB 1.8-2.4份，防老剂DFC-34 1.5-1.6份。
优选地，氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.5-0.8份过氧化二苯甲酰、0.1-0.3份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含27-30份甲基丙烯酸甲酯、25-28份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将66-70份有机溶剂和12-15份一氟三氯乙烯、7-10份全氟乙烯醚、4-7份异戊醇、3-6份十一烯酸、2-3.5份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至80-90℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至900-1000kPa，保温保压12-15h后，降压至常压得到物料B；再以1-1.5份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2-2.5h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比2-5:3-4混合制成的。
优选地，氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.6-0.7份过氧化二苯甲酰、0.15-0.2份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含28-29份甲基丙烯酸甲酯、26-27份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将67-68份有机溶剂和13-14份一氟三氯乙烯、8-9份全氟乙烯醚、5-6份异戊醇、4-5份十一烯酸、2.5-3份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至84-88℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至940-980kPa，保温保压13-14h后，降压至常压得到物料B；再以1.2-1.4份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2.2-2.3h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比3-4:3.2-3.5混合制成的。
本发明的制备工艺如下：预热密炼机，将氯化丁基橡胶、氟接枝丙烯酸树脂聚合物、聚氯乙烯、天然橡胶在密炼机密炼得到橡胶主料，过程中打三角包，继续投入硬质陶土、补强炭黑、高岭土、重晶石粉和单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂，密炼得到混合物料A；将古马隆、硬脂酸加入含混合物料A的密炼机中混炼，再加入防老剂MB、防老剂DFC-34混炼，继续加入LH-C96硫化剂、N,N'-间苯基双马来酰亚胺、促进剂TMTD密炼、混炼后，降温出料，得到高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料。
本发明以活性氯含量为1.2-1.5wt％的氯化丁基橡胶配合氟接枝丙烯酸树脂聚合物、聚氯乙烯、天然橡胶作为主料，使本发明具备优异的耐腐蚀性能、柔韧性、耐候性和强度，同时也使本发明具有良好的弹性、耐水耐油性能；氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，以一氟三氯乙烯、全氟乙烯醚混合作为含氟单体与其他含物料聚合，大大提高了本发明的耐候性、柔韧性、和耐腐蚀性；异戊醇、十一烯酸上的羟基和羧基能够在催化剂二丁基二月桂酸锡的作用下，与含氟单体聚合形成交联程度高、湿润性好、溶解度高的物料B，大大提高了本发明的耐候性、耐腐蚀性和柔韧性；之后将物料B与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯等单体在引发剂过氧化二苯甲酰的作用下聚合接枝，极大地提高了本发明的耐候性、强度、耐油性能和耐腐蚀性能；而采用LH-C96硫化剂，辅以N,N'-间苯基双马来酰亚胺和促进剂TMTD构成的硫化体系，大大提高硫化过程的交联速度，同时有效抑制聚合物的歧化和断链，从而改善产品的综合性能，而且N,N'-间苯基双马来酰亚胺针对三元乙丙橡胶不仅起硫化剂的作用，而且还是老化过程中的结构稳定剂，可减弱硫化返原性；古马隆作为增塑剂使用，大大提高了本发明的可塑能力；硬质陶土、补强炭黑、高岭土、重晶石粉作为补强填充剂使用，能在单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂的作用下，均匀地分散在本发明之中，大大提高本发明的强度和耐磨耐腐蚀性能；添加硬脂酸，能够与单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂配合，提高了主料和补强填充剂的相容性，提高了本发明的的耐磨性能、强度，扩大本发明的容积，降低了成本；防老剂MB、防老剂DFC-34的使用，提高了本发明抗氧化、防止老化的性能，大大延长了本发明的使用寿命。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶36份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物26份，聚氯乙烯22份，天然橡胶12份，LH-C96硫化剂0.8份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.8份，促进剂TMTD1.8份，古马隆3份，硬脂酸3份，硬质陶土14份，补强炭黑11份，高岭土3份，重晶石粉5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7份,防老剂MB 2.5份，防老剂DFC-34 1.4份；其中，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.5wt％；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.5份过氧化二苯甲酰、0.3份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含27份甲基丙烯酸甲酯、28份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将66份有机溶剂和15份一氟三氯乙烯、7份全氟乙烯醚、7份异戊醇、3份十一烯酸、3.5份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至80℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至1000kPa，保温保压12h后，降压至常压得到物料B；再以1.5份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比5:3混合制成的。
实施例2
本发明提出的一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶32份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物30份，聚氯乙烯20份，天然橡胶15份，LH-C96硫化剂0.5份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺1.2份，促进剂TMTD1.4份，古马隆5份，硬脂酸1份，硬质陶土17份，补强炭黑9份，高岭土6份，重晶石粉2份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂3份,防老剂MB 1.5份，防老剂DFC-34 1.7份；其中，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.3wt％；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.8份过氧化二苯甲酰、0.1份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含30份甲基丙烯酸甲酯、25份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将70份有机溶剂和12份一氟三氯乙烯、10份全氟乙烯醚、4份异戊醇、6份十一烯酸、2份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至90℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至900kPa，保温保压15h后，降压至常压得到物料B；再以1份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2.5h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比2:4混合制成的。
实施例3
本发明提出的一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶34份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物27份，聚氯乙烯21份，天然橡胶13份，LH-C96硫化剂0.7份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.9份，促进剂TMTD1.6份，古马隆3.5份，硬脂酸2.6份，硬质陶土15份，补强炭黑10份，高岭土4份，重晶石粉4份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.8份,防老剂MB 2.4份，防老剂DFC-34 1.5份；其中，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.4wt％；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.6份过氧化二苯甲酰、0.2份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含28份甲基丙烯酸甲酯、27份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将67份有机溶剂和14份一氟三氯乙烯、8份全氟乙烯醚、6份异戊醇、4份十一烯酸、3份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至84℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至980kPa，保温保压13h后，降压至常压得到物料B；再以1.4份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2.2h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比4:3.2混合制成的。
实施例4
本发明提出的一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶33份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物28份，聚氯乙烯20.5份，天然橡胶14份，LH-C96硫化剂0.6份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺1.1份，促进剂TMTD 1.5份，古马隆4份，硬脂酸1.2份，硬质陶土16份，补强炭黑9.5份，高岭土5份，重晶石粉3份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.9份,防老剂MB 1.8份，防老剂DFC-34 1.6份；其中，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.3wt％；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.7份过氧化二苯甲酰、0.15份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含29份甲基丙烯酸甲酯、26份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将68份有机溶剂和13份一氟三氯乙烯、9份全氟乙烯醚、5份异戊醇、5份十一烯酸、2.5份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至88℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至940kPa，保温保压14h后，降压至常压得到物料B；再以1.2份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2.3h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比3:3.5混合制成的。
对实施例1-4所得电缆材料进行性能测试，以市售某款电缆材料为对照组，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 (6)

1.一种高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶32-36份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物26-30份，聚氯乙烯20-22份，天然橡胶12-15份，LH-C96硫化剂0.5-0.8份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.8-1.2份，促进剂TMTD 1.4-1.8份，古马隆3-5份，硬脂酸1-3份，硬质陶土14-17份，补强炭黑9-11份，高岭土3-6份，重晶石粉2-5份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.7-3份,防老剂MB 1.5-2.5份，防老剂DFC-341.4-1.7份；
氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，将过氧化二苯甲酰、辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将有机溶剂和一氟三氯乙烯、全氟乙烯醚、异戊醇、十一烯酸、二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度和压力，保温保压后，降压至常压得到物料B；再将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物。
2.根据权利要求1所述高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，氯化丁基橡胶中活性氯含量为1.2-1.5wt％。
3.根据权利要求1或2所述高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，氯化丁基橡胶、氟接枝丙烯酸树脂聚合物、聚氯乙烯、天然橡胶的重量比为33-34：27-28：20.5-21：13-14。
4.根据权利要求1-3任一项所述高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶33-34份，氟接枝丙烯酸树脂聚合物27-28份，聚氯乙烯20.5-21份，天然橡胶13-14份，LH-C96硫化剂0.6-0.7份，N,N'-间苯基双马来酰亚胺0.9-1.1份，促进剂TMTD 1.5-1.6份，古马隆3.5-4份，硬脂酸1.2-2.6份，硬质陶土15-16份，补强炭黑9.5-10份，高岭土4-5份，重晶石粉3-4份，单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯偶联剂2.8-2.9份,防老剂MB 1.8-2.4份，防老剂DFC-341.5-1.6份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.5-0.8份过氧化二苯甲酰、0.1-0.3份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含27-30份甲基丙烯酸甲酯、25-28份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将66-70份有机溶剂和12-15份一氟三氯乙烯、7-10份全氟乙烯醚、4-7份异戊醇、3-6份十一烯酸、2-3.5份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至80-90℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至900-1000kPa，保温保压12-15h后，降压至常压得到物料B；再以1-1.5份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2-2.5h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比2-5:3-4混合制成的。
6.根据权利要求1-5任一项所述高强度耐腐蚀柔韧船舶电缆材料，其特征在于，氟接枝丙烯酸树脂聚合物的制备过程中，按重量份将0.6-0.7份过氧化二苯甲酰、0.15-0.2份辛烷基酚聚氧乙烯醚加入含28-29份甲基丙烯酸甲酯、26-27份丙烯酸甲酯的第一反应容器中，搅拌均匀得到物料A；将67-68份有机溶剂和13-14份一氟三氯乙烯、8-9份全氟乙烯醚、5-6份异戊醇、4-5份十一烯酸、2.5-3份二丁基二月桂酸锡加入第二反应容器，搅拌均匀后升高第二反应容器及其内容物温度至84-88℃，将第二反应容器及其内容物的压力升至940-980kPa，保温保压13-14h后，降压至常压得到物料B；再以1.2-1.4份/min的速度将物料A投入第二反应容器中，与物料B搅拌均匀后，继续保温2.2-2.3h，搅拌冷却得到氟接枝丙烯酸树脂聚合物；其中有机溶剂是由二甲苯、醋酸丁酯按体积比3-4:3.2-3.5混合制成的。
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