CN105111656A - 一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶30-40份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶40-60份，三元乙丙橡胶50-60份，纳米二氧化硅50-55份，硅藻土16-20份，尼龙PA-66？7-12份，煅烧陶土12-16份，白炭黑33-37份，炭黑15-25份，凹凸棒土30-45份，氧化锌2-3份，硫磺1.8-2.5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1-2份，硬脂酸镁2.5-3份，马来酸酐5-10份，羧基液体丁腈橡胶2-5份；本发明中，上述电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，耐热氧性能好，耐老化性能优异，力学性能好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及复合电缆护套技术领域，尤其涉及一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料。
背景技术
天然橡胶中为线性的天然高分子化合物，化学成分主要是顺-1,4-聚异戊二烯，含有大量的不饱和双键，容易与空气中的氧进行自动催化反应，分子断链或多度交联，橡胶发生黏化和龟裂，较大限制了在电缆护套材料中的应用，如何制备一种耐热氧性能好，力学性能好，耐老化性能优异，使用寿命长电缆护套材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提出了一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，耐热氧性能好，耐老化性能优异，力学性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶30-40份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶40-60份，三元乙丙橡胶50-60份，纳米二氧化硅50-55份，硅藻土16-20份，尼龙PA-667-12份，煅烧陶土12-16份，白炭黑33-37份，炭黑15-25份，凹凸棒土30-45份，氧化锌2-3份，硫磺1.8-2.5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1-2份，硬脂酸镁2.5-3份，马来酸酐5-10份，羧基液体丁腈橡胶2-5份；
在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中26-28h，真空烘箱的温度为60-65℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制110-120℃，转矩流变仪转速为60-70rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为10-12min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为40-45℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为50-60℃，干燥时间为40-45h，然后送入密炼机中塑炼6-8min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合2-4min，将温度升高至70-80℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、尼龙PA-66、煅烧陶土混合2-4min，然后加入硫磺混合6-12min，薄通2-4遍，出片，放置25-30h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为162-168℃，硫化时间为1-4min。
优选地，上述电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶35-38份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶50-55份，三元乙丙橡胶52-56份，纳米二氧化硅51-53份，硅藻土18-20份，尼龙PA-669-11份，煅烧陶土13-15份，白炭黑35-36份，炭黑20-23份，凹凸棒土40-43份，氧化锌2.5-2.8份，硫磺2-2.3份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-3份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1.5-1.8份，硬脂酸镁2.6-2.8份，马来酸酐6-8份，羧基液体丁腈橡胶3-4份。
优选地，上述电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶36份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶52份，三元乙丙橡胶55份，纳米二氧化硅52份，硅藻土19.5份，尼龙PA-6610.5份，煅烧陶土14.2份，白炭黑35.4份，炭黑22.5份，凹凸棒土42份，氧化锌2.7份，硫磺2.1份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2.6份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1.6份，硬脂酸镁2.6份，马来酸酐7.5份，羧基液体丁腈橡胶3.2份。
优选地，上述电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温度为62℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制115℃，转矩流变仪转速为65rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为11min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为42℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为54℃，干燥时间为42h，然后送入密炼机中塑炼7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合3min，将温度升高至72℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3min，然后加入硫磺混合10min，薄通3遍，出片，放置28h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为164℃，硫化时间为3min。
本发明中，天然橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶及三元乙丙橡胶发生交联，可增强产品的撕裂强度，加入适量硅藻土可改善其微环境，使其表面有亲水变为亲油性，提高硅藻土与橡胶基体的相容性，有机物可进入到硅藻土之间，有效的限制橡胶高分子链的活动能力，限制了产品的变形和阻碍裂纹的扩展，产品的扯断伸长率高，由于硅藻土的特殊的片层结构阻碍了氧的侵入，提高了产品的耐热氧老化性能，且其耐火片层阻燃效果好，高温不分解，在超高温度分解时自身吸热能力强，可有效降低产品的表面温度，白炭黑与纳米二氧化硅补强作用好，纳米二氧化硅可显著改善硫化胶的力学性能，拉伸强度与定伸应力明显提高，耐老化性能好，永久压缩变形小，且在硫化过程中，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物S4环打开，与橡胶中的不饱和双键发生反应形成交联结构，上述物料配合作用，可在保持较高硬度的前提下，拉伸强度，耐热氧老化性能显著提高，在其中加入白炭黑、炭黑、凹凸棒土、纳米二氧化硅、煅烧陶土作为填料，其分散性高，并可提高拉断伸长率，补强效果好，与改性天然橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶的界面结合力强，应力更容易由橡胶基体转移到填料上上，大大改善了复合材料的力学性能及耐热氧老化性能，添加尼龙PA-66、硅藻土、炭黑、白炭黑及煅烧陶土的补强效果显著，表面光滑且收缩率小，抗紫外线性能进一步增强。本发明耐热氧性能好，耐老化性能优异，力学性能好，使用寿命长。
具体实施方式
实施例1
一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶30份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶60份，三元乙丙橡胶50份，纳米二氧化硅55份，硅藻土16份，尼龙PA-6612份，煅烧陶土12份，白炭黑37份，炭黑15份，凹凸棒土45份，氧化锌2份，硫磺2.5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物2份，硬脂酸镁2.5份，马来酸酐5份，羧基液体丁腈橡胶5份；
在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中28h，真空烘箱的温度为60℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制120℃，转矩流变仪转速为60rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为12min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为40℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为60℃，干燥时间为40h，然后送入密炼机中塑炼8min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合2min，将温度升高至80℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合2min，然后加入硫磺混合12min，薄通2遍，出片，放置30h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为162℃，硫化时间为4min。
实施例2
一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶40份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶40份，三元乙丙橡胶60份，纳米二氧化硅50份，硅藻土20份，尼龙PA-667份，煅烧陶土16份，白炭黑33份，炭黑25份，凹凸棒土30份，氧化锌3份，硫磺1.8份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺4份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1份，硬脂酸镁3份，马来酸酐10份，羧基液体丁腈橡胶2份；
在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中26h，真空烘箱的温度为65℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制110℃，转矩流变仪转速为70rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为10min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为45℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为50℃，干燥时间为45h，然后送入密炼机中塑炼6min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合4min，将温度升高至70℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合4min，然后加入硫磺混合6min，薄通4遍，出片，放置25h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为168℃，硫化时间为1min。
实施例3
一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括：天然橡胶36份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶52份，三元乙丙橡胶55份，纳米二氧化硅52份，硅藻土19.5份，尼龙PA-6610.5份，煅烧陶土14.2份，白炭黑35.4份，炭黑22.5份，凹凸棒土42份，氧化锌2.7份，硫磺2.1份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2.6份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1.6份，硬脂酸镁2.6份，马来酸酐7.5份，羧基液体丁腈橡胶3.2份；
在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温度为62℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制115℃，转矩流变仪转速为65rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为11min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为42℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为54℃，干燥时间为42h，然后送入密炼机中塑炼7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合3min，将温度升高至72℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3min，然后加入硫磺混合10min，薄通3遍，出片，放置28h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为164℃，硫化时间为3min。
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 (4)
1.一种电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶30-40份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶40-60份，三元乙丙橡胶50-60份，纳米二氧化硅50-55份，硅藻土16-20份，尼龙PA-667-12份，煅烧陶土12-16份，白炭黑33-37份，炭黑15-25份，凹凸棒土30-45份，氧化锌2-3份，硫磺1.8-2.5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-4份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1-2份，硬脂酸镁2.5-3份，马来酸酐5-10份，羧基液体丁腈橡胶2-5份；
在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中26-28h，真空烘箱的温度为60-65℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制110-120℃，转矩流变仪转速为60-70rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为10-12min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为40-45℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为50-60℃，干燥时间为40-45h，然后送入密炼机中塑炼6-8min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合2-4min，将温度升高至70-80℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、尼龙PA-66、煅烧陶土混合2-4min，然后加入硫磺混合6-12min，薄通2-4遍，出片，放置25-30h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为162-168℃，硫化时间为1-4min。
2.根据权利要求1所述的电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶35-38份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶50-55份，三元乙丙橡胶52-56份，纳米二氧化硅51-53份，硅藻土18-20份，尼龙PA-669-11份，煅烧陶土13-15份，白炭黑35-36份，炭黑20-23份，凹凸棒土40-43份，氧化锌2.5-2.8份，硫磺2-2.3份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2-3份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1.5-1.8份，硬脂酸镁2.6-2.8份，马来酸酐6-8份，羧基液体丁腈橡胶3-4份。
3.根据权利要求2所述的电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶36份，甲基丙烯酸甲酯天然橡胶52份，三元乙丙橡胶55份，纳米二氧化硅52份，硅藻土19.5份，尼龙PA-6610.5份，煅烧陶土14.2份，白炭黑35.4份，炭黑22.5份，凹凸棒土42份，氧化锌2.7份，硫磺2.1份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2.6份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物1.6份，硬脂酸镁2.6份，马来酸酐7.5份，羧基液体丁腈橡胶3.2份。
4.根据权利要求1所述的电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，其特征在于，在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温度为62℃，然后送入转矩流变仪中，加入三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯天然橡胶，转矩流变仪温度控制115℃，转矩流变仪转速为65rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为11min，然后加入羧基液体丁腈橡胶混炼均匀，然后再加入硅藻土混炼均匀，混炼温度为42℃，将得到的物料送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为54℃，干燥时间为42h，然后送入密炼机中塑炼7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合3min，将温度升高至72℃加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、纳米二氧化硅、白炭黑、炭黑、凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸镁、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3min，然后加入硫磺混合10min，薄通3遍，出片，放置28h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化得到电缆绝缘层用改性天然橡胶复合材料，硫化温度为164℃，硫化时间为3min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151202 |