CN105585754A - 一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶20-30，丁苯橡胶40-60，三元乙丙橡胶30-50，改性蒙脱土50-80，邻苯二甲酸二辛酯25-35，环氧大豆油25-35，氢氧化铝20-40，三聚氰胺10-15，偏硼酸钠10-15，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1-3，硫磺1-2，促进剂M？0.6-0.8，促进剂D？0.4-0.6，Ca/Zn复合稳定剂2-4，双丁基二氯化锡1-2，抗氧剂BHT？0.2-0.4，防老剂164？0.1-0.2，蒙旦蜡2-4。本发明还公开了上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法。本发明抗撕裂，隔热性好。

Description

一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料及其制备方法。
背景技术
随着电缆行业的逐渐发展，电缆被用于人们生活的各个方面，对于用在高温环境中的电缆，对电缆材料的耐高温性能、隔热性能和机械性能提出了更高的要求，现有电缆材料的耐高温性能、机械性能已不能满足高温环境要的要求，因此需要提出一种新的抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料及其制备方法，本发明韧性高，抗撕裂性能好，机械性能高，隔热性能好，耐热性高。
本发明提出的一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶20-30份，丁苯橡胶40-60份，三元乙丙橡胶30-50份，改性蒙脱土50-80份，邻苯二甲酸二辛酯25-35份，环氧大豆油25-35份，氢氧化铝20-40份，三聚氰胺10-15份，偏硼酸钠10-15份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1-3份，硫磺1-2份，促进剂M0.6-0.8份，促进剂D0.4-0.6份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，双丁基二氯化锡1-2份，抗氧剂BHT0.2-0.4份，防老剂1640.1-0.2份，蒙旦蜡2-4份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中混匀，静置，升温，滴加3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌，过滤取滤饼，水洗，升温，烘干，粉碎得到中间物料；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温，搅拌得到改性蒙脱土。
优选地，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶22-28份，丁苯橡胶45-55份，三元乙丙橡胶35-45份，改性蒙脱土60-70份，邻苯二甲酸二辛酯28-32份，环氧大豆油28-32份，氢氧化铝25-35份，三聚氰胺11-13份，偏硼酸钠12-14份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1.5-2.5份，硫磺1.3-1.7份，促进剂M0.65-0.75份，促进剂D0.45-0.55份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，双丁基二氯化锡1.2-1.8份，抗氧剂BHT0.25-0.35份，防老剂1640.13-0.17份，蒙旦蜡2.5-3.5份。
优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以200-400r/min的速度搅拌2-3h，静置25-30h，升温至65-75℃，滴加质量分数为5-6wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5-6h，过滤取滤饼，水洗，升温至70-80℃，烘干，粉碎至300-400目得到中间物料；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至80-100℃，以100-300r/min的速度搅拌20-30h得到改性蒙脱土。
优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：30-40。
优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.3-5。
优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8-9：0.05-0.1：0.5-1.5。
本发明还提出了上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至80-100℃，密炼4-6min，加入改性蒙脱土，继续密炼10-15min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至110-130℃，密炼20-30min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至160-170℃，硫化8-12min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
本发明选用的丁苯橡胶、三元乙丙橡胶均具有良好的耐热性、耐腐蚀性、抗冲击性、抗撕裂性，二者相互配合可以增加本发明的耐热性、耐腐蚀性、抗冲击性和抗撕裂性；蒙脱土和气相二氧化硅均具有良好的耐热性和隔热性，蒙脱土具有层状结构，用3-磺丙基十六烷基二甲基铵对蒙脱土进行插层，扩大了蒙脱土的层间距并且增加了蒙脱土的非极性，一方面，蒙脱土的层间距扩大，使得气相二氧化硅更容易进入蒙脱土层间，气相二氧化硅上的羟基与层间的羟基发生化学键合，形成蒙脱土和气相二氧化硅夹层，从而大大增加本发明的耐热性和隔热性，另一方面，蒙脱土的非极性增大，使得蒙脱土在橡胶中均匀分散，橡胶可以进入蒙脱土的插层中，从而大大增加本发明的抗撕裂性能，环氧化天然橡胶中的环氧基团可与蒙脱土插层中的气相二氧化硅的硅羟基发生化学键合，从而进一步增加本发明的抗撕裂性能，上述两方面相互作用，从而大大增加了本发明的抗撕裂性能、耐热性和隔热性；改性蒙脱土还可以增加本发明的抗冲击性能；氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠为阻燃剂；邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油为增塑剂，可以进一步增加本发明的机械性能；Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164相互配合可以增加本发明的热稳定性、抗老化性；蒙旦蜡为润滑剂，促进加工流变性；双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物为偶联剂，可以促进各物质均匀分散，增加本发明的机械性能；硫磺、促进剂M、促进剂D相互配合，促进交联网络的形成，使各物质均匀分散在交联网络中，各物质相互配合，从而进一步增加本发明的抗撕裂性能。
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
一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶20份，丁苯橡胶60份，三元乙丙橡胶30份，改性蒙脱土50份，邻苯二甲酸二辛酯35份，环氧大豆油25份，氢氧化铝40份，三聚氰胺10份，偏硼酸钠15份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1份，硫磺2份，促进剂M0.6份，促进剂D0.6份，Ca/Zn复合稳定剂2份，双丁基二氯化锡2份，抗氧剂BHT0.2份，防老剂1640.2份，蒙旦蜡2份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以400r/min的速度搅拌2h，静置30h，升温至65℃，滴加质量分数为6wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5h，过滤取滤饼，水洗，升温至80℃，烘干，粉碎至300目得到中间物料，其中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：40，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.3；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至100℃，以100r/min的速度搅拌30h得到改性蒙脱土，其中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8：0.1：0.5。
上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至100℃，密炼4min，加入改性蒙脱土，继续密炼15min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至110℃，密炼30min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至160℃，硫化12min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
实施例2
一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶30份，丁苯橡胶40份，三元乙丙橡胶50份，改性蒙脱土80份，邻苯二甲酸二辛酯25份，环氧大豆油35份，氢氧化铝20份，三聚氰胺15份，偏硼酸钠10份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物3份，硫磺1份，促进剂M0.8份，促进剂D0.4份，Ca/Zn复合稳定剂4份，双丁基二氯化锡1份，抗氧剂BHT0.4份，防老剂1640.1份，蒙旦蜡4份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以200r/min的速度搅拌3h，静置25h，升温至75℃，滴加质量分数为5wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌6h，过滤取滤饼，水洗，升温至70℃，烘干，粉碎至400目得到中间物料，其中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：30，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：5；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至80℃，以300r/min的速度搅拌20h得到改性蒙脱土，其中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为9：0.05：1.5。
上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至80℃，密炼6min，加入改性蒙脱土，继续密炼10min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至130℃，密炼20min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至170℃，硫化8min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
实施例3
一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶22份，丁苯橡胶55份，三元乙丙橡胶35份，改性蒙脱土60份，邻苯二甲酸二辛酯32份，环氧大豆油28份，氢氧化铝35份，三聚氰胺11份，偏硼酸钠14份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1.5份，硫磺1.7份，促进剂M0.65份，促进剂D0.55份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，双丁基二氯化锡1.8份，抗氧剂BHT0.25份，防老剂1640.17份，蒙旦蜡2.5份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以350r/min的速度搅拌2.2h，静置28h，升温至67℃，滴加质量分数为5.8wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5.2h，过滤取滤饼，水洗，升温至77℃，烘干，粉碎至300目得到中间物料，其中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：38，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.5；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至95℃，以150r/min的速度搅拌28h得到改性蒙脱土，其中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8.2：0.08：0.7。
上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至95℃，密炼4.5min，加入改性蒙脱土，继续密炼14min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至115℃，密炼28min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至163℃，硫化11min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
实施例4
一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶28份，丁苯橡胶45份，三元乙丙橡胶45份，改性蒙脱土70份，邻苯二甲酸二辛酯28份，环氧大豆油32份，氢氧化铝25份，三聚氰胺13份，偏硼酸钠12份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物2.5份，硫磺1.3份，促进剂M0.75份，促进剂D0.45份，Ca/Zn复合稳定剂3.5份，双丁基二氯化锡1.2份，抗氧剂BHT0.35份，防老剂1640.13份，蒙旦蜡3.5份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以250r/min的速度搅拌2.8h，静置26h，升温至73℃，滴加质量分数为5.2wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5.8h，过滤取滤饼，水洗，升温至73℃，烘干，粉碎至400目得到中间物料，其中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：32，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.8；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至85℃，以250r/min的速度搅拌22h得到改性蒙脱土，其中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8.8：0.06：1.3。
上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至85℃，密炼5.5min，加入改性蒙脱土，继续密炼12min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至125℃，密炼22min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至167℃，硫化9min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
实施例5
一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶25份，丁苯橡胶50份，三元乙丙橡胶40份，改性蒙脱土65份，邻苯二甲酸二辛酯30份，环氧大豆油30份，氢氧化铝30份，三聚氰胺12份，偏硼酸钠13份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物2份，硫磺1.5份，促进剂M0.7份，促进剂D0.5份，Ca/Zn复合稳定剂3份，双丁基二氯化锡1.5份，抗氧剂BHT0.3份，防老剂1640.15份，蒙旦蜡3份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以300r/min的速度搅拌2.5h，静置27h，升温至70℃，滴加质量分数为5.5wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5.5h，过滤取滤饼，水洗，升温至75℃，烘干，粉碎至325目得到中间物料，其中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：35，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.7；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至90℃，以200r/min的速度搅拌25h得到改性蒙脱土，其中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8.5：0.07：1。
上述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至90℃，密炼5min，加入改性蒙脱土，继续密炼13min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至120℃，密炼25min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至165℃，硫化10min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
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 (7)

1.一种抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶20-30份，丁苯橡胶40-60份，三元乙丙橡胶30-50份，改性蒙脱土50-80份，邻苯二甲酸二辛酯25-35份，环氧大豆油25-35份，氢氧化铝20-40份，三聚氰胺10-15份，偏硼酸钠10-15份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1-3份，硫磺1-2份，促进剂M0.6-0.8份，促进剂D0.4-0.6份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，双丁基二氯化锡1-2份，抗氧剂BHT0.2-0.4份，防老剂1640.1-0.2份，蒙旦蜡2-4份；
其中，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中混匀，静置，升温，滴加3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌，过滤取滤饼，水洗，升温，烘干，粉碎得到中间物料；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温，搅拌得到改性蒙脱土。
2.根据权利要求1所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧化天然橡胶22-28份，丁苯橡胶45-55份，三元乙丙橡胶35-45份，改性蒙脱土60-70份，邻苯二甲酸二辛酯28-32份，环氧大豆油28-32份，氢氧化铝25-35份，三聚氰胺11-13份，偏硼酸钠12-14份，双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物1.5-2.5份，硫磺1.3-1.7份，促进剂M0.65-0.75份，促进剂D0.45-0.55份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，双丁基二氯化锡1.2-1.8份，抗氧剂BHT0.25-0.35份，防老剂1640.13-0.17份，蒙旦蜡2.5-3.5份。
3.根据权利要求1或2所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以200-400r/min的速度搅拌2-3h，静置25-30h，升温至65-75℃，滴加质量分数为5-6wt％的3-磺丙基十六烷基二甲基铵水溶液，保温搅拌5-6h，过滤取滤饼，水洗，升温至70-80℃，烘干，粉碎至300-400目得到中间物料；将双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅混匀后加入中间物料中，升温至80-100℃，以100-300r/min的速度搅拌20-30h得到改性蒙脱土。
4.根据权利要求1-3任一项所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，在改性蒙脱土的制备过程中，钠基蒙脱土和水的重量比为1：30-40。
5.根据权利要求1-4任一项所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，在改性蒙脱土的制备过程中，钠基蒙脱土和3-磺丙基十六烷基二甲基铵重量比为1：4.3-5。
6.根据权利要求1-5任一项所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料，其特征在于，在改性蒙脱土的制备过程中，中间物料、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和气相二氧化硅的重量比为8-9：0.05-0.1：0.5-1.5。
7.一种如权利要求1-6任一项所述抗撕裂隔热橡胶电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取环氧化天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶，升温至80-100℃，密炼4-6min，加入改性蒙脱土，继续密炼10-15min，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、氢氧化铝、三聚氰胺、偏硼酸钠、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基二氯化锡、抗氧剂BHT、防老剂164、蒙旦蜡，升温至110-130℃，密炼20-30min，加入硫磺、促进剂M、促进剂D混匀，升温至160-170℃，硫化8-12min经双螺旋杆挤出机挤出得到抗撕裂隔热橡胶电缆材料。
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