CN105237922A - 一种高性能氟橡胶护套电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料包括：氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、聚醚型聚氨酯、酸化淀粉、沉淀法白炭黑、改性纳米二氧化硅、凹凸棒土、膨胀蛭石、可膨胀石墨、氧化锌、硬脂酸、防老剂、氯化石蜡、环氧大豆油、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、磷酸三苯酯、丙三醇己二酸醚酯、硫磺、异硫氰酸苯酯、促进剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯。本发明提出的高性能氟橡胶护套电缆，护套的耐油性、耐高低温性好，耐老化性能优异，且强度高。
Description
技术领域
本发明涉及电缆护套材料技术领域，尤其涉及一种高性能氟橡胶护套电缆。
背景技术
随着经济的发展，电缆的需求市场广阔，推动着电缆料生产技术的进步，电缆料不仅用途广泛，而且对其性能指标有特殊的要求，比如绝缘性、拉伸强度、使用温度、阻燃性能、耐老化性能等指标均有严格的要求，不断提高电缆料的性能，是经济和社会发展的迫切需求。传统电缆的橡胶护套材料在长期贮存及使用过程中受到多方面的影响，由于现有的橡胶材料存在耐油性、耐高低温性不是很好的缺陷，在电缆使用的过程中，橡胶护套材料会逐渐出现变软发粘、变硬变脆或龟裂的老化现象，使其物理机械性能变坏甚至失去其原有的性能导致电缆在使用过程出现故障，从而使电缆护套层内部的其他部件产生腐蚀作用导致电缆无法正常运行。
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性能氟橡胶护套电缆，其耐油性、耐高低温性好，耐老化性能优异，且强度高。
本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶50-100份、甲基乙烯基硅橡胶5-20份、环氧树脂5-15份、端羧基液体丁腈橡胶2-5份、聚醚型聚氨酯3-10份、酸化淀粉2-10份、沉淀法白炭黑5-20份、改性纳米二氧化硅3-15份、凹凸棒土2-10份、膨胀蛭石4-12份、可膨胀石墨3-15份、氧化锌2-5份、硬脂酸1-4份、防老剂0.5-2.5份、氯化石蜡2-5份、环氧大豆油1-5份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]2-5份、磷酸三苯酯3-15份、丙三醇己二酸醚酯2-6份、硫磺2-3份、异硫氰酸苯酯0.5-2份、促进剂2-4.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯2-6份。
在具体实施例中，本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，其原料中，氟橡胶的重量份可以为50、53、56、58、59、65、68、73、78、79、80、83、87、89、94、97、98.5、100份；甲基乙烯基硅橡胶的重量份可以为5、6、7、8、9、10、12、13、15、18、19.2、20份；环氧树脂的重量份可以为5、6、7、8、9、9.3、11、12、13、13.5、14、14.6、15份；端羧基液体丁腈橡胶的重量份可以为2、2.8、3、3.6、4、4.1、4.5、4.86、5份；聚醚型聚氨酯的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、8、8.2、8.3、9、9.4、10份；酸化淀粉的重量份可以为2、3、4、5、6、6.5、7、8、8.6、9、9.3、10份；沉淀法白炭黑的重量份可以为5、6、7、8、9、9.3、10、11、12、13、15、16、16.3、18、19、19.2、20份；改性纳米二氧化硅的重量份可以为3、4、5、6、8、9、9.3、10、12、13.8、15份；凹凸棒土的重量份可以为2、3、4、5、6、6.3、7、7.2、8、8.5、9、9.3、10份；膨胀蛭石的重量份可以为4、5、6、6.8、8、9、9.3、10、11.2、12份；可膨胀石墨的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、8、9、9.2、10、11、12、13、13.5、14、14.6、15份；氧化锌的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.2、3.4、4、4.6、5份；硬脂酸的重量份可以为1、1.2、1.8、2、2.8、3、3.2、3.6、3.75、4份；防老剂的重量份可以为0.5、0.8、0.9、1、1.3、1.5、1.8、1.9、2、2.3、2.46、2.5份；氯化石蜡的重量份可以为2、2.6、2.9、3、3.3、3.8、3.9、4、4.2、4.6、5份；环氧大豆油的重量份可以为1、1.3、1.8、2、2.7、3、3.2、3.8、4、4.2、4.7、4.85、5份；己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]的重量份可以为2、2.6、2.9、3、3.6、3.8、4、4.2、4.8、5份；磷酸三苯酯的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、8、9、9.3、10、12、13、13.5、14、14.6、15份；丙三醇己二酸醚酯的重量份可以为2、2.6、2.9、3、3.9、4、4.2、4.8、5、5.3、5.8、6份；硫磺的重量份可以为2、2.3、2.6、2.7、2.8、2.85、2.9、3份；异硫氰酸苯酯的重量份可以为0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.3、1.6、1.85、2份；促进剂的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.2、3.4、3.8、4、4.2、4.5份；γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量份可以为2、2.6、2.9、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4、4.5、4.8、5份；2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯的重量份可以为2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.5、4.6、4.7、5、5.2、5.85、6份。
优选地，其原料中，氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、聚醚型聚氨酯的重量比为70-90：10-17：9-14：2.9-4.2：5-9。
优选地，其原料中，硫磺、异硫氰酸苯酯、促进剂的重量比为2.5-2.9：0.9-1.4：2.8-3.5。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶78-83份、甲基乙烯基硅橡胶12-15份、环氧树脂11-13份、端羧基液体丁腈橡胶3.6-4.1份、聚醚型聚氨酯8-8.5份、酸化淀粉6-8份、沉淀法白炭黑11-16份、改性纳米二氧化硅8-12份、凹凸棒土6-8份、膨胀蛭石8-10份、可膨胀石墨7-11份、氧化锌3-4份、硬脂酸2.8-3.2份、防老剂1.3-1.8份、氯化石蜡3-3.8份、环氧大豆油2.7-3.2份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]3.6-4.2份、磷酸三苯酯8-13份、丙三醇己二酸醚酯3.9-4.2份、硫磺2.7-2.9份、异硫氰酸苯酯1-1.3份、促进剂3-3.4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.2-4份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4-4.7份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶80份、甲基乙烯基硅橡胶12份、环氧树脂12份、端羧基液体丁腈橡胶4份、聚醚型聚氨酯8.2份、酸化淀粉7份、沉淀法白炭黑13份、改性纳米二氧化硅10份、凹凸棒土7.2份、膨胀蛭石9.3份、可膨胀石墨8份、氧化锌3.2份、硬脂酸3份、防老剂1.5份、氯化石蜡3.3份、环氧大豆油3份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]4份、磷酸三苯酯10份、丙三醇己二酸醚酯4份、硫磺2.8份、异硫氰酸苯酯1.2份、促进剂3.2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.6份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4.5份。
优选地，所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧按重量比为1-4:2-5:1-6:4-8的混合物；谷氨酸二硫代氨基甲酸镧加入体系中，其中的羧基能与体系中的羟基形成氢键，其中的镧能与体系中的氨基和羟基形成配位键，从而改善了各物质的分散性同时提高了各物质的界面粘结作用，与促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD按所述比例配合后，具有协同作用，在不影响其他性能的同时促进了体系的硫化反应，缩短了焦烧时间，加快了硫化速率。
优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂4020、防老剂H、防老剂4010NA、防老剂RD中的一种或者多种的混合物。
本发明所述高性能氟橡胶护套电缆可以按照常规的氟橡胶制备工艺，按配比将各原料塑炼、混炼、硫化得到。
本发明中，选择了氟橡胶作为护套材料的主料，并配合添加了甲基乙烯基硅橡胶、环氧树脂，在维持氟橡胶优异的耐油性的同时改善了护套材料的耐热性、耐低温性和耐老化性，但同时也降低了护套材料的韧性，配合添加的端羧基液体丁腈橡胶、聚醚型聚氨酯和酸化淀粉能显著提高材料的交联密度，改善了交联网络结构的完整性，提高了护套材料的邵尔A硬度、拉伸强度、定伸应力及撕裂强度，同时具有增塑的作用，避免了甲基乙烯基硅橡胶和环氧树脂的加入引起的韧性降低的缺陷；沉淀法白炭黑、改性纳米二氧化硅、凹凸棒土、膨胀蛭石、可膨胀石墨加入体系中，相互配合，在γ-氨丙基三乙氧基硅烷的辅助下分散均匀，通过调节其比例，使在不影响护套材料硫化性能的同时改善了护套材料的拉伸强度和撕裂强度，同时与氯化石蜡、磷酸三苯酯配合后赋予护套材料一定的阻燃性；己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]与丙三醇己二酸醚酯加入体系中，其中的酯基C＝O和醚基C-O-C能与体系中的羟基形成氢键，在γ-氨丙基三乙氧基硅烷的辅助下改善了各物质的相容性，另一方面在体系中耐热性、耐抽出性好，防止了其在体系中的挥发和迁移，并避免了喷霜，与磷酸三苯酯配合后保证了增塑效果，同时降低了材料的玻璃化温度，改善了其低温性能，提高了材料的耐油性、加工性能和耐老化性；2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯加入体系中，在体系中分散均匀，改变了护套材料的表面能，改善了护套材料的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性。
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性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶80份、甲基乙烯基硅橡胶12份、环氧树脂12份、端羧基液体丁腈橡胶4份、聚醚型聚氨酯8.2份、酸化淀粉7份、沉淀法白炭黑13份、改性纳米二氧化硅10份、凹凸棒土7.2份、膨胀蛭石9.3份、可膨胀石墨8份、氧化锌3.2份、硬脂酸3份、防老剂H0.3份、防老剂4010NA1份、防老剂RD0.2份、氯化石蜡3.3份、环氧大豆油3份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]4份、磷酸三苯酯10份、丙三醇己二酸醚酯4份、硫磺2.8份、异硫氰酸苯酯1.2份、促进剂CZ3.2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.6份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4.5份；
其中，所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷按重量比为5:6:3:4:2的混合物。
实施例2
本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、甲基乙烯基硅橡胶5份、环氧树脂15份、端羧基液体丁腈橡胶2份、聚醚型聚氨酯10份、酸化淀粉2份、沉淀法白炭黑20份、改性纳米二氧化硅3份、凹凸棒土10份、膨胀蛭石4份、可膨胀石墨15份、氧化锌2份、硬脂酸4份、防老剂40200.5份、氯化石蜡5份、环氧大豆油1份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]5份、磷酸三苯酯3份、丙三醇己二酸醚酯6份、硫磺2份、异硫氰酸苯酯2份、促进剂M1.4份、促进剂TMTD0.6份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯2份；
其中，所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷按任意重量比的混合物。
实施例3
本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶50份、甲基乙烯基硅橡胶20份、环氧树脂5份、端羧基液体丁腈橡胶5份、聚醚型聚氨酯3份、酸化淀粉10份、沉淀法白炭黑5份、改性纳米二氧化硅15份、凹凸棒土2份、膨胀蛭石12份、可膨胀石墨3份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂MB0.3份、防老剂40200.7份、防老剂H0.5份、防老剂4010NA0.7份、防老剂RD0.3份、氯化石蜡2份、环氧大豆油5份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]2份、磷酸三苯酯15份、丙三醇己二酸醚酯2份、硫磺3份、异硫氰酸苯酯0.5份、促进剂4.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯6份；
其中，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧按重量比为4:2:6:4的混合物；所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷按重量比为3:2的混合物。
实施例4
本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶78份、甲基乙烯基硅橡15份、环氧树脂11份、端羧基液体丁腈橡胶4.1份、聚醚型聚氨酯8份、酸化淀粉8份、沉淀法白炭黑11份、改性纳米二氧化硅12份、凹凸棒土6份、膨胀蛭石10份、可膨胀石墨7份、氧化锌4份、硬脂酸2.8份、防老剂40200.3份、防老剂H0.8份、防老剂4010NA0.7份、氯化石蜡3份、环氧大豆油3.2份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]3.6份、磷酸三苯酯13份、丙三醇己二酸醚酯3.9份、硫磺2.9份、异硫氰酸苯酯1份、促进剂3.4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.2份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4.7份；
其中，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧按重量比为1:5:1:8的混合物；所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、按重量比为4:3:2的混合物。
实施例5
本发明提出的一种高性能氟橡胶护套电缆，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶83份、甲基乙烯基硅橡胶12份、环氧树脂13份、端羧基液体丁腈橡胶3.6份、聚醚型聚氨酯8.5份、酸化淀粉6份、沉淀法白炭黑16份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷改性纳米二氧化硅8份、凹凸棒土8份、膨胀蛭石8份、可膨胀石墨11份、氧化锌3份、硬脂酸3.2份、防老剂MB1.3份、氯化石蜡3.8份、环氧大豆油2.7份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]4.2份、磷酸三苯酯8份、丙三醇己二酸醚酯4.2份、硫磺2.7份、异硫氰酸苯酯1.3份、促进剂3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4份；
其中，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧按重量比为2:4:5:7的混合物。
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)
1.一种高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，护套原料按重量份包括以下组分：氟橡胶50-100份、甲基乙烯基硅橡胶5-20份、环氧树脂5-15份、端羧基液体丁腈橡胶2-5份、聚醚型聚氨酯3-10份、酸化淀粉2-10份、沉淀法白炭黑5-20份、改性纳米二氧化硅3-15份、凹凸棒土2-10份、膨胀蛭石4-12份、可膨胀石墨3-15份、氧化锌2-5份、硬脂酸1-4份、防老剂0.5-2.5份、氯化石蜡2-5份、环氧大豆油1-5份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]2-5份、磷酸三苯酯3-15份、丙三醇己二酸醚酯2-6份、硫磺2-3份、异硫氰酸苯酯0.5-2份、促进剂2-4.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯2-6份。
2.根据权利要求1所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，其原料中，氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、环氧树脂、端羧基液体丁腈橡胶、聚醚型聚氨酯的重量比为70-90：10-17：9-14：2.9-4.2：5-9。
3.根据权利要求1或2所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，其原料中，硫磺、异硫氰酸苯酯、促进剂的重量比为2.5-2.9：0.9-1.4：2.8-3.5。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶78-83份、甲基乙烯基硅橡胶12-15份、环氧树脂11-13份、端羧基液体丁腈橡胶3.6-4.1份、聚醚型聚氨酯8-8.5份、酸化淀粉6-8份、沉淀法白炭黑11-16份、改性纳米二氧化硅8-12份、凹凸棒土6-8份、膨胀蛭石8-10份、可膨胀石墨7-11份、氧化锌3-4份、硬脂酸2.8-3.2份、防老剂1.3-1.8份、氯化石蜡3-3.8份、环氧大豆油2.7-3.2份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]3.6-4.2份、磷酸三苯酯8-13份、丙三醇己二酸醚酯3.9-4.2份、硫磺2.7-2.9份、异硫氰酸苯酯1-1.3份、促进剂3-3.4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.2-4份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4-4.7份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶80份、甲基乙烯基硅橡胶12份、环氧树脂12份、端羧基液体丁腈橡胶4份、聚醚型聚氨酯8.2份、酸化淀粉7份、沉淀法白炭黑13份、改性纳米二氧化硅10份、凹凸棒土7.2份、膨胀蛭石9.3份、可膨胀石墨8份、氧化锌3.2份、硬脂酸3份、防老剂1.5份、氯化石蜡3.3份、环氧大豆油3份、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]4份、磷酸三苯酯10份、丙三醇己二酸醚酯4份、硫磺2.8份、异硫氰酸苯酯1.2份、促进剂3.2份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3.6份、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基丙烯酸酯4.5份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅所使用的改性剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者多种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂M、促进剂TMTD、谷氨酸二硫代氨基甲酸镧按重量比为1-4:2-5:1-6:4-8的混合物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高性能氟橡胶护套电缆，其特征在于，所述防老剂为防老剂MB、防老剂4020、防老剂H、防老剂4010NA、防老剂RD中的一种或者多种的混合物。
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