CN105161160A - 一种石油平台专用高强度耐老化电缆 - Google Patents

一种石油平台专用高强度耐老化电缆 Download PDF

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CN105161160A CN201510505721.2A CN201510505721A CN105161160A CN 105161160 A CN105161160 A CN 105161160A CN 201510505721 A CN201510505721 A CN 201510505721A CN 105161160 A CN105161160 A CN 105161160A
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Abstract

本发明公开了一种石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料包括：氯丁橡胶、丁苯橡胶、液体聚异戊二烯橡胶、白炭黑、纳米碳酸钙、预分散母胶粒、硫磺、硬脂酸、氧化锌、二硫化四苄基秋兰姆、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、烷基二苯磷酸酯、促进剂TBSI、增塑剂。本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其耐老化性能好，强度高，耐磨性能优异，使用寿命长。

Description

一种石油平台专用高强度耐老化电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种石油平台专用高强度耐老化电缆。
背景技术
石油平台作业环境比较特殊，对电缆的绝缘性、抗拉强度、耐油性、耐水性和耐磨耐燃性以及抗腐蚀性能都有比较高的要求，普通的电缆难以满足使用的需要。由于石油平台电缆的使用环境比较恶劣，现有的石油平台专用电缆其强度和耐老化性不是很理想，长期在高湿环境中使用，再加上光照、风吹的作用，容易老化，导致其物理力学性能下降而失效，缩短使用寿命。
发明内容
本发明提出了一种石油平台专用高强度耐老化电缆，其耐老化性能好，强度高，耐磨性能优异，使用寿命长。
本发明提出了一种石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50-65份、丁苯橡胶35-50份、液体聚异戊二烯橡胶3-12份、白炭黑5-20份、纳米碳酸钙3-15份、预分散母胶粒8-20份、硫磺1-3份、硬脂酸1-2.5份、氧化锌0.8-1.5份、二硫化四苄基秋兰姆0.2-0.9份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.2-0.6份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.3-1份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.1-0.5份、烷基二苯磷酸酯0.2-0.8份、促进剂TBSI0.5-1.5份、增塑剂0.8-2份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：将三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体和硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入氧化锌粉、氧化镁粉和植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
优选地，改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶55-60份、丁苯橡胶40-45份、液体聚异戊二烯橡胶6-8份、白炭黑11-15份、纳米碳酸钙5-10份、预分散母胶粒12-16份、硫磺1.5-2份、硬脂酸1.8-2.2份、氧化锌0.9-1.2份、二硫化四苄基秋兰姆0.35-0.69份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.25-0.56份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.42-0.8份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.2-0.45份、烷基二苯磷酸酯0.32-0.68份、促进剂TBSI0.8-1.3份、增塑剂1.1-1.8份。
优选地，所述白炭黑、纳米碳酸钙、预分散母胶粒的重量比为12-13：6-8：13-15。
优选地，所述二硫化四苄基秋兰姆、促进剂TBSI的重量比为0.45-0.6：0.9-1.2。
优选地，所述N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、烷基二苯磷酸酯的重量比为0.33-0.5：0.6-0.68：0.28-0.4：0.45-0.6。
优选地，改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶58份、丁苯橡胶42份、液体聚异戊二烯橡胶7.2份、白炭黑13份、纳米碳酸钙7份、预分散母胶粒15份、硫磺1.8份、硬脂酸2份、氧化锌1.1份、二硫化四苄基秋兰姆0.6份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.56份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.38份、烷基二苯磷酸酯0.53份、促进剂TBSI1.1份、增塑剂1.5份。
优选地，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1-4.5份三元乙丙橡胶、6-10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、7-11份聚烯烃弹性体和1.2-2.5份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入50-65份氧化锌粉、10-18份氧化镁粉和5-8份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
优选地，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1.8-3.5份三元乙丙橡胶、6.8-8.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8-9.3份聚烯烃弹性体和1.8-2.2份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入58-62份氧化锌粉、12-15份氧化镁粉和7-7.5份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
优选地，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将2份三元乙丙橡胶、7份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8.5份聚烯烃弹性体和2.1份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入60份氧化锌粉、13.4份氧化镁粉和7.3份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
本发明所述改性氯丁橡胶材料，可以按照常规的橡胶制备工艺，将各原料按配比混合均匀后经混炼、硫化得到。
本发明改性氯丁橡胶材料中，氯丁橡胶耐热和耐腐蚀性好，但是其耐寒性欠佳，丁苯橡胶耐寒性好，硫化速度快，加入橡胶材料中，对氯丁橡胶的性能影响不大，赋予了橡胶材料高的耐热性、耐腐蚀性、耐寒性和耐老化性，用于石油平台中，综合性能好；液体聚异戊二烯橡胶加工流动性好，作为增塑剂加入到橡胶材料中，能参与氯丁橡胶和丁苯橡胶的硫化反应，成为反应型增塑剂，不易被溶剂抽出，提高了橡胶材料的拉伸强度和扯断伸长率，与加入的增塑剂配合，有利于白炭黑、纳米碳酸钙在橡胶材料中的分散，提高了白炭黑和纳米碳酸钙的补强作用；预分散母胶粒加入到橡胶材料中，分散性好，与白炭黑和纳米碳酸钙配合，提高了橡胶材料的硫化程度，使橡胶材料的交联网络更加密集，使橡胶分子链的运动受到了限制，提高了橡胶材料的拉伸强度和硬度，并改善了橡胶材料的耐老化性和耐磨性；N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物和6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉作为主防老剂，烷基二苯磷酸酯作为助防老剂，主防老剂与助防老剂协同作用，既能防止老化的产生，又可以阻止老化的发展壮大，提高了橡胶材料的耐老化性。
本发明中，改性氯丁橡胶材料具有优异的耐老化性、强度、耐磨性能，将其用作电缆护套材料得到的电缆耐老化性能好，强度高，耐磨性能优异，将其应用于石油平台中，综合性能好，使用寿命长。
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，本发明所述改性氯丁橡胶材料的原料中，氯丁橡胶的重量份可以为50、52、53、54.5、56、57、58.3、59、61、62、63.4、64、64.2、65份，丁苯橡胶的重量份可以为35、36、38、39、39.4、42、43、44.5、46、46.7、48、48.3、49、49.4、50份，液体聚异戊二烯橡胶的重量份可以为3、3.5、3.8、4、4.5、4.9、5、5.3、5.8、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.3、11、11.6、12份，白炭黑的重量份可以为5、5.9、6、6.7、8、9、10、10.5、11、11.6、12、12.3、13、13.4、15、16、17、18.6、19、19.3、20份，纳米碳酸钙的重量份可以为3、3.6、4、4.5、6、6.7、8、8.5、9、9.4、10、10.6、11、11.3、12、12.6、14、14.3、15份，预分散母胶粒的重量份可以为8、8.9、10、10.6、11、11.2、13、15、16、16.4、17、18、18.5、19、19.3、20份，硫磺的重量份可以为1、1.2、1.6、1.78、1.9、2、2.3、2.46、2.8、2.9、3份，硬脂酸的重量份可以为1、1.2、1.6、1.8、1.94、2、2.1、2.23、2.34、2.4、2.45、2.5份，氧化锌的重量份可以为0.8、0.89、0.94、1、1.15、1.23、1.3、1.34、1.45、1.5份，二硫化四苄基秋兰姆的重量份可以为0.2、0.26、0.34、0.5、0.6、0.78、0.8、0.86、0.9份，N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺的重量份可以为0.2、0.26、0.28、0.3、0.34、0.4、0.45、0.5、0.56、0.6份，2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物的重量份可以为0.3、0.34、0.4、0.45、0.6、0.67、0.8、0.83、0.9、0.94、1份，6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的重量份可以为0.1、0.13、0.16、0.18、0.2、0.26、0.3、0.34、0.4、0.46、0.5份，烷基二苯磷酸酯的重量份可以为0.2、0.26、0.3、0.34、0.4、0.45、0.5、0.56、0.6、0.67、0.7、0.75、0.8份，促进剂TBSI的重量份可以为0.5、0.56、0.6、0.67、0.8、0.85、0.9、0.94、1、1.1、1.15、1.2、1.26、1.3、1.34、1.47、1.5份，增塑剂的重量份可以为0.8、0.9、0.94、1、1.3、1.5、1.6、1.78、1.8、1.85、1.9、1.93、2份。
实施例1
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50份、丁苯橡胶50份、液体聚异戊二烯橡胶3份、白炭黑20份、纳米碳酸钙3份、预分散母胶粒20份、硫磺1份、硬脂酸2.5份、氧化锌0.8份、二硫化四苄基秋兰姆0.9份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.2份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物1份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.1份、烷基二苯磷酸酯0.8份、促进剂TBSI0.5份、增塑剂2份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：将三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体和硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入氧化锌粉、氧化镁粉和植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
实施例2
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶65份、丁苯橡胶35份、液体聚异戊二烯橡胶12份、白炭黑5份、纳米碳酸钙15份、预分散母胶粒8份、硫磺3份、硬脂酸1份、氧化锌1.5份、二硫化四苄基秋兰姆0.2份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.6份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.3份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.5份、烷基二苯磷酸酯0.2份、促进剂TBSI1.5份、增塑剂0.8份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1.8份三元乙丙橡胶、8.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份聚烯烃弹性体和2.2份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入58份氧化锌粉、15份氧化镁粉和7份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
实施例3
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶55份、丁苯橡胶45份、液体聚异戊二烯橡胶6份、白炭黑15份、纳米碳酸钙10份、预分散母胶粒12份、硫磺2份、硬脂酸1.8份、氧化锌1.2份、二硫化四苄基秋兰姆0.35份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.56份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.42份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.45份、烷基二苯磷酸酯0.32份、促进剂TBSI1.3份、增塑剂1.1份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1份三元乙丙橡胶、10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、7份聚烯烃弹性体和2.5份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入50份氧化锌粉、18份氧化镁粉和5份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
实施例4
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶60份、丁苯橡胶40份、液体聚异戊二烯橡胶8份、白炭黑11份、纳米碳酸钙5份、预分散母胶粒16份、硫磺1.5份、硬脂酸2.2份、氧化锌0.9份、二硫化四苄基秋兰姆0.69份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.25份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.8份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.2份、烷基二苯磷酸酯0.68份、促进剂TBSI0.8份、增塑剂1.8份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将4.5份三元乙丙橡胶、6份乙烯-醋酸乙烯共聚物、11份聚烯烃弹性体和1.2份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入65份氧化锌粉、10份氧化镁粉和8份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
实施例5
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶62份、丁苯橡胶38份、液体聚异戊二烯橡胶5.8份、白炭黑10.5份、纳米碳酸钙10.6份、预分散母胶粒18.5份、硫磺2.46份、硬脂酸1.94份、氧化锌1.34份、二硫化四苄基秋兰姆0.78份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.45份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.8份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.34份、烷基二苯磷酸酯0.67份、促进剂TBSI0.85份、增塑剂1.85份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将3.5份三元乙丙橡胶、6.8份乙烯-醋酸乙烯共聚物、9.3份聚烯烃弹性体和1.8份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入62份氧化锌粉、12份氧化镁粉和7.5份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
实施例6
本发明所述石油平台专用高强度耐老化电缆，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶58份、丁苯橡胶42份、液体聚异戊二烯橡胶7.2份、白炭黑13份、纳米碳酸钙7份、预分散母胶粒15份、硫磺1.8份、硬脂酸2份、氧化锌1.1份、二硫化四苄基秋兰姆0.6份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.56份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.38份、烷基二苯磷酸酯0.53份、促进剂TBSI1.1份、增塑剂1.5份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将2份三元乙丙橡胶、7份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8.5份聚烯烃弹性体和2.1份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入60份氧化锌粉、13.4份氧化镁粉和7.3份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
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 (9)

1.一种石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，包括缆芯和护套，护套采用改性氯丁橡胶材料制作，其中，所述改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶50-65份、丁苯橡胶35-50份、液体聚异戊二烯橡胶3-12份、白炭黑5-20份、纳米碳酸钙3-15份、预分散母胶粒8-20份、硫磺1-3份、硬脂酸1-2.5份、氧化锌0.8-1.5份、二硫化四苄基秋兰姆0.2-0.9份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.2-0.6份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.3-1份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.1-0.5份、烷基二苯磷酸酯0.2-0.8份、促进剂TBSI0.5-1.5份、增塑剂0.8-2份；
其中，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：将三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体和硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入氧化锌粉、氧化镁粉和植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
2.根据权利要求1所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶55-60份、丁苯橡胶40-45份、液体聚异戊二烯橡胶6-8份、白炭黑11-15份、纳米碳酸钙5-10份、预分散母胶粒12-16份、硫磺1.5-2份、硬脂酸1.8-2.2份、氧化锌0.9-1.2份、二硫化四苄基秋兰姆0.35-0.69份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.25-0.56份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.42-0.8份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.2-0.45份、烷基二苯磷酸酯0.32-0.68份、促进剂TBSI0.8-1.3份、增塑剂1.1-1.8份。
3.根据权利要求1或2所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述白炭黑、纳米碳酸钙、预分散母胶粒的重量比为12-13：6-8：13-15。
4.根据权利要求1-3中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述二硫化四苄基秋兰姆、促进剂TBSI的重量比为0.45-0.6：0.9-1.2。
5.根据权利要求1-4中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、烷基二苯磷酸酯的重量比为0.33-0.5：0.6-0.68：0.28-0.4：0.45-0.6。
6.根据权利要求1-5中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，改性氯丁橡胶材料的原料按重量份包括以下组分：氯丁橡胶58份、丁苯橡胶42份、液体聚异戊二烯橡胶7.2份、白炭黑13份、纳米碳酸钙7份、预分散母胶粒15份、硫磺1.8份、硬脂酸2份、氧化锌1.1份、二硫化四苄基秋兰姆0.6份、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺0.5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物0.56份、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.38份、烷基二苯磷酸酯0.53份、促进剂TBSI1.1份、增塑剂1.5份。
7.根据权利要求1-6中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1-4.5份三元乙丙橡胶、6-10份乙烯-醋酸乙烯共聚物、7-11份聚烯烃弹性体和1.2-2.5份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入50-65份氧化锌粉、10-18份氧化镁粉和5-8份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
8.根据权利要求1-7中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将1.8-3.5份三元乙丙橡胶、6.8-8.2份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8-9.3份聚烯烃弹性体和1.8-2.2份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入58-62份氧化锌粉、12-15份氧化镁粉和7-7.5份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
9.根据权利要求1-8中任一项所述石油平台专用高强度耐老化电缆，其特征在于，所述预分散母胶粒按照以下工艺进行制备：按重量份将2份三元乙丙橡胶、7份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8.5份聚烯烃弹性体和2.1份硬脂酸在塑炼机上混炼均匀后下片，降至室温后在开炼机上加入60份氧化锌粉、13.4份氧化镁粉和7.3份植物油，混炼均匀后，挤出造粒。
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