CN105111537A - 一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

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周俊
徐晓丽
朱元忠
夏侯东
唐文群
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Abstract

本发明公开了一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶47-63、聚醚混炼型聚氨酯橡胶20-30、高苯乙烯橡胶14-22、海泡石绒18-24、锡酸钡5-10、二甲基丙烯酸锌2-5、二盐基亚磷酸铅1-3、叔十二碳硫醇3-6、巴豆油酸乙酯2-4、纳米金刚石15-25、二硫化二异丙基黄原酸酯2-3、沉降硫磺4-8、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯1-2、对叔辛基苯酚甲醛树脂4-6、2-硫醇基咪唑啉2-3、N-苯基-1-萘胺1-2、瓷化粉15-20。本发明具有更好的耐老化性能、更高的硬度和刚性、更大的机械强度和撕裂强度。

Description

一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料及其制备方法，属于高分子材料加工技术领域。
背景技术
进入新世纪，能源的紧张和资源稀缺的显现，加之人们越来越担心火力发电带来的地球温室效应对环境的负面影响，而开始看重核能干净、便宜的一面，同时核电技术的进步也大大降低了核电站的危险性，使得核电站再次受到人们的青睐。核电作为一种新能源，其发展和使用受到世界各国的普遍关注，核电对解决当前世界面临的能源危机和环境问题是具有非常重要的积极作用。核电的发展与繁荣为核电站用电缆带来了广阔的发展空间，高性能核电站电缆材料对与核能利用、核电发展具有重要的意义。目前市场上用于核电站电缆材料的种类和数量繁多，核电站用电缆材料除了要具备良好的电气性能和机械物理性能，更要具备优异的抗撕裂性能。因此，开发一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料，由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶47-63、聚醚混炼型聚氨酯橡胶20-30、高苯乙烯橡胶14-22、海泡石绒18-24、锡酸钡5-10、二甲基丙烯酸锌2-5、二盐基亚磷酸铅1-3、叔十二碳硫醇3-6、巴豆油酸乙酯2-4、纳米金刚石15-25、二硫化二异丙基黄原酸酯2-3、沉降硫磺4-8、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯1-2、对叔辛基苯酚甲醛树脂4-6、2-硫醇基咪唑啉2-3、N-苯基-1-萘胺1-2、瓷化粉15-20；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的O2/CO2＝20/80气氛下升温至730-770℃,煅烧1-2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在1-2MPa的N2气氛下升温至820-860℃，煅烧1-2h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4-5倍的75％乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至660-720℃,煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300目筛即可。
上述瓷化粉采用透闪石、锂辉石、伊利石和堇青石四种矿物填料进行陶瓷化处理后，用于填充高分子材料体系，不仅可以提高材料的力学性能，还可以使得材料在高温或火焰的作用下迅速形成陶瓷化的自支撑体，成瓷速度快，自支撑体致密、坚硬，且垂直燃烧不延燃，起到了很好的耐火、防火、阻燃的效果。
一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丁腈橡胶、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯、对叔辛基苯酚甲醛树脂、海泡石绒、巴豆油酸乙酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入锡酸钡、二甲基丙烯酸锌，待全部混匀成团后于75-85℃温度下继续混炼25-35min，出料，冷却12-18h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚醚混炼型聚氨酯橡胶、高苯乙烯橡胶、纳米金刚石、二盐基亚磷酸铅、沉降硫磺一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至70-80℃，辊距至3-4mm，混炼9-14min后加入余下原料，调整辊温至90-100℃，辊距至2-3mm，混炼6-9min，出料，自然冷却至常温即得。
本发明的有益效果：
本发明采用聚醚混炼型聚氨酯橡胶、高苯乙烯橡胶对丁腈橡胶进行共混改性，赋予电缆制品以更好的耐老化性能、更高的硬度和刚性、更大的机械强度和撕裂强度，同时添加的纳米金刚石、海泡石绒等原料可以显著改善材料的耐磨性、耐老化性和抗撕裂性。
具体实施方式
一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料，由以下重量(kg)的原料制成：丁腈橡胶56、聚醚混炼型聚氨酯橡胶24、高苯乙烯橡胶18、海泡石绒22、锡酸钡7、二甲基丙烯酸锌3、二盐基亚磷酸铅2、叔十二碳硫醇4、巴豆油酸乙酯3、纳米金刚石20、二硫化二异丙基黄原酸酯2.5、沉降硫磺6、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯1.5、对叔辛基苯酚甲醛树脂5、2-硫醇基咪唑啉2.5、N-苯基-1-萘胺1.5、瓷化粉18；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过150目筛，在3MPa的O2/CO2＝20/80气氛下升温至770℃,煅烧1h，炉冷至室温；b、按质量比3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过150目筛，在2MPa的N2气氛下升温至860℃，煅烧1h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量5倍的75％乙醇水溶液，5000r/min高速研磨15min，过滤，洗涤干净，烘干，再在3MPa的Ar气氛下升温至720℃,煅烧2h，炉冷至室温，研细，过300目筛即可。
一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丁腈橡胶、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯、对叔辛基苯酚甲醛树脂、海泡石绒、巴豆油酸乙酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入锡酸钡、二甲基丙烯酸锌，待全部混匀成团后于75-85℃温度下继续混炼25-35min，出料，冷却12-18h；
(2)将步骤(1)制得的胶料与聚醚混炼型聚氨酯橡胶、高苯乙烯橡胶、纳米金刚石、二盐基亚磷酸铅、沉降硫磺一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至70-80℃，辊距至3-4mm，混炼9-14min后加入余下原料，调整辊温至90-100℃，辊距至2-3mm，混炼6-9min，出料，自然冷却至常温即得。
上述实施例制得的核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料的性能测试结果如下表所示：
表1核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料的性能测试结果

Claims (2)

1.一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：丁腈橡胶47-63、聚醚混炼型聚氨酯橡胶20-30、高苯乙烯橡胶14-22、海泡石绒18-24、锡酸钡5-10、二甲基丙烯酸锌2-5、二盐基亚磷酸铅1-3、叔十二碳硫醇3-6、巴豆油酸乙酯2-4、纳米金刚石15-25、二硫化二异丙基黄原酸酯2-3、沉降硫磺4-8、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯1-2、对叔辛基苯酚甲醛树脂4-6、2-硫醇基咪唑啉2-3、N-苯基-1-萘胺1-2、瓷化粉15-20；
所述瓷化粉的制备方法如下所示：a、按质量比3-4:1的比例称取透闪石和锂辉石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在2-3MPa的O2/CO2=20/80气氛下升温至730-770℃,煅烧1-2h，炉冷至室温；b、按质量比2-3:1的比例称取伊利石和堇青石，混合均匀，粉碎，过100-150目筛，在1-2MPa的N2气氛下升温至820-860℃，煅烧1-2h，炉冷至室温；c、将步骤a煅烧后的粉体与步骤b煅烧后的粉体等质量混合均匀，加入相当于混合粉体重量4-5倍的75%乙醇水溶液，3000-5000r/min高速研磨15-30min，过滤，洗涤干净，烘干，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至660-720℃,煅烧2-3h，炉冷至室温，研细，过200-300目筛即可。
2.根据权利要求1所述的一种核电站电缆用高抗撕裂丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将丁腈橡胶、二硫代焦磷酸双新戊二醇酯、对叔辛基苯酚甲醛树脂、海泡石绒、巴豆油酸乙酯加入到捏合机中混炼，混成团之后再加入锡酸钡、二甲基丙烯酸锌，待全部混匀成团后于75-85℃温度下继续混炼25-35min，出料，冷却12-18h；
（2）将步骤(1)制得的胶料与聚醚混炼型聚氨酯橡胶、高苯乙烯橡胶、纳米金刚石、二盐基亚磷酸铅、沉降硫磺一同加入双辊炼胶机内，调整辊温至70-80℃，辊距至3-4mm，混炼9-14min后加入余下原料，调整辊温至90-100℃，辊距至2-3mm，混炼6-9min，出料，自然冷却至常温即得。
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