CN105419104A - 一种耐磨自限温电伴热带用外护套 - Google Patents

一种耐磨自限温电伴热带用外护套 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶50～80，腈硅橡胶20～40，天然橡胶12～24，过氧化二异丙苯0.8～2，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔0.8～1.5，二丙烯酸锌1.5～3.5，重铬酸钠0.15～0.46，改性玻璃纤维20～60，石墨粉2～10，高耐磨炭黑21～29，氧化锌3～10，高岭土15～20，铜粉8～15，抗氧剂AT-215？2～3，木质素磺酸钠0.5～1.8，对苯二甲酸二辛酯1～3，蜂蜡1～3，液体古马隆树脂1～3，柠檬酸三丁酯1～2。本发明传热性好，硬度高，耐磨性能优异。

Description

一种耐磨自限温电伴热带用外护套
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐磨自限温电伴热带用外护套。
背景技术
电伴热带自上世纪70年代进入应用领域以来，已经成为当今世界上最通用的电伴热带类型，其广泛地应用于加热公路、坡道、人行横道、屋檐及地板等。自限式电伴热带内部，两根导电芯之间分布着起加热作用的PTC高分子材料，其外部由高分子内护层、金属屏蔽网和高分子外护套构成。目前国内中用于自限温电伴热带的外层高分子外护套由于受使用环境限制仍然满足不了需求，尤其在冬季寒冷环境，目前得自限温电伴热带外护套的传热性、硬度及耐磨性还满足不了需求。
发明内容
本发明提出了一种耐磨自限温电伴热带用外护套，传热性好，硬度高，耐磨性能优异。
本发明提出的一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶50～80份，腈硅橡胶20～40份，天然橡胶12～24份，过氧化二异丙苯0.8～2份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔0.8～1.5份，二丙烯酸锌1.5～3.5份，重铬酸钠0.15～0.46份，改性玻璃纤维20～60份，石墨粉2～10份，高耐磨炭黑21～29份，氧化锌3～10份，高岭土15～20份，铜粉8～15份，抗氧剂AT-2152～3份，木质素磺酸钠0.5～1.8份，对苯二甲酸二辛酯1～3份，蜂蜡1～3份，液体古马隆树脂1～3份，柠檬酸三丁酯1～2份。
优选地，改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，将硅烷偶联剂KH550、去离子水、玻璃纤维混合后，搅拌均匀，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将硼氢化钠溶液、硝酸银、柠檬酸三钠、去离子水搅拌均匀，静置得到第二预制料；向第一预制料中加入尼龙6、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、抗坏血酸、去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入硝酸溶液调节体系pH值为5.5～6.8，搅拌状态下加入硝酸银，加入完全后继续搅拌，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230～240℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为202～215℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
优选地，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、玻璃纤维、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵的重量比为8～14：40～60：2～4.5：0.5～1.5。
优选地，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、抗坏血酸、柠檬酸三钠的重量比为8～14：1～5：10～20。
优选地，改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，按重量份将8～14份硅烷偶联剂KH550、60～100份去离子水、40～60份玻璃纤维混合，以250～350r/min的速度搅拌15～45min，搅拌温度为70～78℃，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将5～15份浓度为1.5～3.5mmol/L的硼氢化钠溶液、20～45份硝酸银、10～20份柠檬酸三钠、80～140份去离子水进行搅拌20～35min，搅拌速度380～330r/min，静置5～15h得到第二预制料；向第一预制料中加入40～55份尼龙6、2～4.5份聚乙烯比咯烷酮、0.5～1.5份十六烷基三甲基溴化铵、1～5份抗坏血酸、80～120份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为2～3.5wt%的硝酸溶液调节体系pH值为5.5～6.8，搅拌状态下加入8～14份硝酸银，加入完全后继续搅拌15～35min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230～240℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为202～215℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
优选地，三元乙丙橡胶、腈硅橡胶、天然橡胶的重量比为60～68：24～28：15～20。
优选地，改性玻璃纤维、石墨粉、高耐磨炭黑、氧化锌、高岭土、铜粉的重量比为40～45：8～9：22～25：4～5：16～18：10～14。
优选地，对苯二甲酸二辛酯、蜂蜡、液体古马隆树脂、柠檬酸三丁酯的重量比为2～2.6：1.5～2：2～2.6：1.4～1.6。
优选地，所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶60～68份，腈硅橡胶24～28份，天然橡胶15～20份，过氧化二异丙苯1～1.4份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1～1.2份，二丙烯酸锌1.8～2.2份，重铬酸钠0.3～0.36份，改性玻璃纤维40～45份，石墨粉8～9份，高耐磨炭黑22～25份，氧化锌4～5份，高岭土16～18份，铜粉10～14份，抗氧剂AT-2152.2～2.6份，木质素磺酸钠1～1.4份，对苯二甲酸二辛酯2～2.6份，蜂蜡1.5～2份，液体古马隆树脂2～2.6份，柠檬酸三丁酯1.4～1.6份。
本发明以三元乙丙橡胶、腈硅橡胶、天然橡胶进行协同作用，采用过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔、二丙烯酸锌、重铬酸钠进行协同硫化，使本发明硬度高，耐磨性极好，而加入的改性玻璃纤维、高耐磨炭黑、氧化锌、高岭土、铜粉协同作用，可有效增强本发明力学与导热性能。在改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550一端为乙氧基，水解后形成硅醇，与玻璃纤维表面的羟基进行有机结合，而另一端的氨基可与尼龙6上的羧基进行反应，从而将玻璃纤维与尼龙6紧密结合，提高改性玻璃纤维的硬度和耐磨性；玻璃纤维表面经过处理后表面粗糙，表面留下空洞，利用聚乙烯比咯烷酮的大分子链位阻与十六烷基三甲基溴化铵的静电相斥，与第二预制料作用得到的极小粒径物料，可镶嵌在空洞内，使本发明密度增大，硬度极高，耐磨性进一步增强；同时硅烷偶联剂KH550的氨基与抗坏血酸、硝酸银反应，结合力极强，使所得改性玻璃纤维表面光滑，与原料中其他物料间混容性极好，其中木质素磺酸钠与未反应的硅烷偶联剂KH550可将三元乙丙橡胶、腈硅橡胶、天然橡胶与石墨粉、高耐磨炭黑、氧化锌、高岭土、铜粉有机结合，使本发明的热稳定性和导热性极为优异，而且硬度与耐磨性极好，进一步与对苯二甲酸二辛酯、蜂蜡、液体古马隆树脂、柠檬酸三丁酯、抗氧剂AT-215协同作用，可在保证硬度高的前提下，使本发明不易折断，使用寿命长。
具体实施方式
实施例1
一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶50份，腈硅橡胶40份，天然橡胶12份，过氧化二异丙苯2份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔0.8份，二丙烯酸锌3.5份，重铬酸钠0.15份，改性玻璃纤维60份，石墨粉2份，高耐磨炭黑29份，氧化锌3份，高岭土20份，铜粉8份，抗氧剂AT-2153份，木质素磺酸钠0.5份，对苯二甲酸二辛酯3份，蜂蜡1份，液体古马隆树脂3份，柠檬酸三丁酯1份。
实施例2
一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶80份，腈硅橡胶20份，天然橡胶24份，过氧化二异丙苯0.8份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1.5份，二丙烯酸锌1.5份，重铬酸钠0.46份，改性玻璃纤维20份，石墨粉10份，高耐磨炭黑21份，氧化锌10份，高岭土15份，铜粉15份，抗氧剂AT-2152份，木质素磺酸钠1.8份，对苯二甲酸二辛酯1份，蜂蜡3份，液体古马隆树脂1份，柠檬酸三丁酯2份。
实施例3
一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶68份，腈硅橡胶24份，天然橡胶20份，过氧化二异丙苯1份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1.2份，二丙烯酸锌1.8份，重铬酸钠0.36份，改性玻璃纤维40份，石墨粉9份，高耐磨炭黑22份，氧化锌5份，高岭土16份，铜粉14份，抗氧剂AT-2152.2份，木质素磺酸钠1.4份，对苯二甲酸二辛酯2份，蜂蜡2份，液体古马隆树脂2份，柠檬酸三丁酯1.6份。
改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，按重量份将8份硅烷偶联剂KH550、100份去离子水、40份玻璃纤维混合，以350r/min的速度搅拌15min，搅拌温度为78℃，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将5份浓度为3.5mmol/L的硼氢化钠溶液、20份硝酸银、20份柠檬酸三钠、80份去离子水进行搅拌35min，搅拌速度380r/min，静置15h得到第二预制料；向第一预制料中加入40份尼龙6、4.5份聚乙烯比咯烷酮、0.5份十六烷基三甲基溴化铵、5份抗坏血酸、80份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为3.5wt%的硝酸溶液调节体系pH值为5.5，搅拌状态下加入14份硝酸银，加入完全后继续搅拌15min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为240℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为202℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
实施例4
一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶60份，腈硅橡胶28份，天然橡胶15份，过氧化二异丙苯1.4份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1份，二丙烯酸锌2.2份，重铬酸钠0.3份，改性玻璃纤维45份，石墨粉8份，高耐磨炭黑25份，氧化锌4份，高岭土18份，铜粉10份，抗氧剂AT-2152.6份，木质素磺酸钠1份，对苯二甲酸二辛酯2.6份，蜂蜡1.5份，液体古马隆树脂2.6份，柠檬酸三丁酯1.4份。
改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，按重量份将14份硅烷偶联剂KH550、60份去离子水、60份玻璃纤维混合，以250r/min的速度搅拌45min，搅拌温度为70℃，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将15份浓度为1.5mmol/L的硼氢化钠溶液、45份硝酸银、10份柠檬酸三钠、140份去离子水进行搅拌20min，搅拌速度330r/min，静置5h得到第二预制料；向第一预制料中加入55份尼龙6、2份聚乙烯比咯烷酮、1.5份十六烷基三甲基溴化铵、1份抗坏血酸、120份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为2wt%的硝酸溶液调节体系pH值为6.8，搅拌状态下加入8份硝酸银，加入完全后继续搅拌35min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为215℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
实施例5
一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶64份，腈硅橡胶26份，天然橡胶18份，过氧化二异丙苯1.2份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1.1份，二丙烯酸锌2.1份，重铬酸钠0.33份，改性玻璃纤维43份，石墨粉8.5份，高耐磨炭黑23份，氧化锌4.6份，高岭土17份，铜粉12份，抗氧剂AT-2152.4份，木质素磺酸钠1.2份，对苯二甲酸二辛酯2.3份，蜂蜡1.8份，液体古马隆树脂2.3份，柠檬酸三丁酯1.5份。
改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，按重量份将12份硅烷偶联剂KH550、80份去离子水、55份玻璃纤维混合，以280r/min的速度搅拌25min，搅拌温度为74℃，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将12份浓度为2.4mmol/L的硼氢化钠溶液、36份硝酸银、16份柠檬酸三钠、120份去离子水进行搅拌26min，搅拌速度350r/min，静置12h得到第二预制料；向第一预制料中加入51份尼龙6、3.6份聚乙烯比咯烷酮、1.2份十六烷基三甲基溴化铵、2.6份抗坏血酸、105份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为3.2wt%的硝酸溶液调节体系pH值为6.2，搅拌状态下加入11份硝酸银，加入完全后继续搅拌25min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为236℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为208℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
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)

1.一种耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶50～80份，腈硅橡胶20～40份，天然橡胶12～24份，过氧化二异丙苯0.8～2份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔0.8～1.5份，二丙烯酸锌1.5～3.5份，重铬酸钠0.15～0.46份，改性玻璃纤维20～60份，石墨粉2～10份，高耐磨炭黑21～29份，氧化锌3～10份，高岭土15～20份，铜粉8～15份，抗氧剂AT-2152～3份，木质素磺酸钠0.5～1.8份，对苯二甲酸二辛酯1～3份，蜂蜡1～3份，液体古马隆树脂1～3份，柠檬酸三丁酯1～2份。
2.根据权利要求1所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，将硅烷偶联剂KH550、去离子水、玻璃纤维混合后，搅拌均匀，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将硼氢化钠溶液、硝酸银、柠檬酸三钠、去离子水搅拌均匀，静置得到第二预制料；向第一预制料中加入尼龙6、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、抗坏血酸、去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入硝酸溶液调节体系pH值为5.5～6.8，搅拌状态下加入硝酸银，加入完全后继续搅拌，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230～240℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为202～215℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
3.根据权利要求2所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、玻璃纤维、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵的重量比为8～14：40～60：2～4.5：0.5～1.5。
4.根据权利要求2所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、抗坏血酸、柠檬酸三钠的重量比为8～14：1～5：10～20。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，改性玻璃纤维采用如下工艺制备：氮气保护下，按重量份将8～14份硅烷偶联剂KH550、60～100份去离子水、40～60份玻璃纤维混合，以250～350r/min的速度搅拌15～45min，搅拌温度为70～78℃，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将5～15份浓度为1.5～3.5mmol/L的硼氢化钠溶液、20～45份硝酸银、10～20份柠檬酸三钠、80～140份去离子水进行搅拌20～35min，搅拌速度380～330r/min，静置5～15h得到第二预制料；向第一预制料中加入40～55份尼龙6、2～4.5份聚乙烯比咯烷酮、0.5～1.5份十六烷基三甲基溴化铵、1～5份抗坏血酸、80～120份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为2～3.5wt%的硝酸溶液调节体系pH值为5.5～6.8，搅拌状态下加入8～14份硝酸银，加入完全后继续搅拌15～35min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230～240℃，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为202～215℃，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，三元乙丙橡胶、腈硅橡胶、天然橡胶的重量比为60～68：24～28：15～20。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，改性玻璃纤维、石墨粉、高耐磨炭黑、氧化锌、高岭土、铜粉的重量比为40～45：8～9：22～25：4～5：16～18：10～14。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，对苯二甲酸二辛酯、蜂蜡、液体古马隆树脂、柠檬酸三丁酯的重量比为2～2.6：1.5～2：2～2.6：1.4～1.6。
9.根据权利要求1-8任一项所述的耐磨自限温电伴热带用外护套，其特征在于，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶60～68份，腈硅橡胶24～28份，天然橡胶15～20份，过氧化二异丙苯1～1.4份，2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔1～1.2份，二丙烯酸锌1.8～2.2份，重铬酸钠0.3～0.36份，改性玻璃纤维40～45份，石墨粉8～9份，高耐磨炭黑22～25份，氧化锌4～5份，高岭土16～18份，铜粉10～14份，抗氧剂AT-2152.2～2.6份，木质素磺酸钠1～1.4份，对苯二甲酸二辛酯2～2.6份，蜂蜡1.5～2份，液体古马隆树脂2～2.6份，柠檬酸三丁酯1.4～1.6份。
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