CN105602238A - 一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料包括改性聚氨酯、丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、环氧树脂、聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯、聚乙烯醇、二月桂酸二异丁基锡、聚氯乙烯、端羟基聚丁二烯、端羟基多元醇、异氰酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、硅油、碳纳米管、有机改性蒙脱土、纳米氧化铝粉、滑石粉、竹炭纤维、氯化石蜡、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、纳米氢氧化铝、阻燃剂、防老剂、增塑剂、抗氧剂、促进剂。本发明改性聚氨酯橡胶电缆材料具有优异的耐磨耐热性能。

Description

一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，尤其涉及一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料。
背景技术
聚氨酯是指在大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团的一类弹性体聚合物，是典型的多嵌段共聚物，通常由低聚物多元醇(聚醚或聚酯)先与多异氰酸酯进行加成反应，再和扩链剂反应制备而成。聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性，在很宽的硬度范围内保持较高的弹性，高的强度和高伸长率，良好的耐油性和耐多种溶剂性，撕裂强度高，耐低温，已广泛应用在矿山、油田、机械、纺织、汽车、电缆等领域。
现有技术中的聚氨酯橡胶电缆材料的耐磨耐热性能无法满足实际生产中的需求，因此亟需发明一种具有优异耐磨耐热性能的聚氨酯橡胶电缆材料。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料。
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯80-120份、丙烯酸酯橡胶3-6份、三元乙丙橡胶2-6份、丁腈橡胶1-4份、环氧树脂1-5份、聚醚二元醇40-80份、甲苯二异氰酸酯10-30份、聚乙烯醇5-15份、二月桂酸二异丁基锡3-9份、聚氯乙烯2-6份、端羟基聚丁二烯1-5份、端羟基多元醇1-5份、异氰酸酯2-4份、乙烯基三乙氧基硅烷3-6份、二月桂酸二丁基锡1-5份、硅油1-5份、碳纳米管2-6份、有机改性蒙脱土1-4份、纳米氧化铝粉2-5份、滑石粉3-6份、竹炭纤维1-4份、氯化石蜡2-5份、二氧化硅3-6份、氧化锌1-4份、硬脂酸1-5份、纳米氢氧化铝1-4份、阻燃剂2-5份、防老剂3-6份、增塑剂2-8份、抗氧剂1-4份、促进剂3-9份。
优选地，改性聚氨酯的原料按重量份包括：聚丙二醇5-15份、2，4-甲苯二异氰酸酯2-8份、间苯二酚二缩水甘油醚1-5份、2-乙基-4-甲基咪唑3-9份。
优选地，改性聚氨酯按如下工艺进行制备：将聚丙二醇加热至100-120℃，于-0.07～-0.03Mpa处理2-4h，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
优选地，丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、环氧树脂、聚丙二醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑的重量比为3.5-5.5：3-5：2-3：2-4：8-12：3-7：2-4：4-8。
优选地，碳纳米管、有机改性蒙脱土、纳米氧化铝粉、滑石粉、竹炭纤维、氯化石蜡、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、纳米氢氧化铝、聚丙二醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑的重量比为3-5：2-3：3-4：4-5：2-3：3-4：4-5：2-3：2-4：2-3：8-12：3-7：2-4：4-8。
优选地，其原料按重量份包括：改性聚氨酯85-115份、丙烯酸酯橡胶4-5份、三元乙丙橡胶3-5份、丁腈橡胶2-3份、环氧树脂2-4份、聚醚二元醇45-75份、甲苯二异氰酸酯15-25份、聚乙烯醇8-12份、二月桂酸二异丁基锡4-8份、聚氯乙烯3-5份、端羟基聚丁二烯2-4份、端羟基多元醇2-4份、异氰酸酯2.5-3.5份、乙烯基三乙氧基硅烷4-5份、二月桂酸二丁基锡2-4份、硅油2-4份、碳纳米管3-5份、有机改性蒙脱土2-3份、纳米氧化铝粉2.5-4.5份、滑石粉4-5份、竹炭纤维2-3份、氯化石蜡3-4份、二氧化硅4-5份、氧化锌2-3份、硬脂酸2-4份、纳米氢氧化铝2-3份、阻燃剂3-4份、防老剂4-5份、增塑剂3-7份、抗氧剂2-3份、促进剂4-8份。
优选地，其原料按重量份包括：改性聚氨酯100份、丙烯酸酯橡胶4.5份、三元乙丙橡胶4份、丁腈橡胶2.5份、环氧树脂3份、聚醚二元醇60份、甲苯二异氰酸酯20份、聚乙烯醇10份、二月桂酸二异丁基锡6份、聚氯乙烯4份、端羟基聚丁二烯3份、端羟基多元醇3份、异氰酸酯3份、乙烯基三乙氧基硅烷4.5份、二月桂酸二丁基锡3份、硅油3份、碳纳米管4份、有机改性蒙脱土2.5份、纳米氧化铝粉3.5份、滑石粉4.5份、竹炭纤维2.5份、氯化石蜡3.5份、二氧化硅4.5份、氧化锌2.5份、硬脂酸3份、纳米氢氧化铝2.5份、阻燃剂3.5份、防老剂4.5份、增塑剂5份、抗氧剂2.5份、促进剂6份。
本发明的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料包括改性聚氨酯、丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、环氧树脂、聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯、聚乙烯醇、二月桂酸二异丁基锡、聚氯乙烯、端羟基聚丁二烯、端羟基多元醇、异氰酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、硅油、碳纳米管、有机改性蒙脱土、纳米氧化铝粉、滑石粉、竹炭纤维、氯化石蜡、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、纳米氢氧化铝、阻燃剂、防老剂、增塑剂、抗氧剂和促进剂，以改性聚氨酯作为主料，辅助添加丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、环氧树脂、聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯、聚乙烯醇、二月桂酸二异丁基锡、聚氯乙烯、端羟基聚丁二烯、端羟基多元醇、异氰酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡作为改性聚氨酯的补强材料，使得本发明主料改性聚氨酯具有优异耐磨耐热性能，同时添加的硅油、碳纳米管、有机改性蒙脱土、纳米氧化铝粉、滑石粉、竹炭纤维、氯化石蜡、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、纳米氢氧化铝、阻燃剂、防老剂、增塑剂、抗氧剂和促进剂作为助剂，能够有效提高本发明改性聚氨酯橡胶电缆材料的综合性能；添加的改性聚氨酯以聚丙二醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑为原料，聚丙二醇具有长度适宜的聚醚链，一方面可以分相产生适宜大小的橡胶颗粒，从而通过引发银纹提高树脂的韧性，另一方面其可以将柔性聚醚链引入环氧树脂的刚性网络，从而降低固化网络的刚性，起到更好的增强增韧作用。
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。
具体实施方式中，改性聚氨酯的重量份可以为80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份、115份、120份；丙烯酸酯橡胶的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；三元乙丙橡胶的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；丁腈橡胶的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；环氧树脂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；聚醚二元醇的重量份可以为40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份；甲苯二异氰酸酯的重量份可以为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份；聚乙烯醇的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；二月桂酸二异丁基锡的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；聚氯乙烯的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；端羟基聚丁二烯的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；端羟基多元醇的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；异氰酸酯的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份；乙烯基三乙氧基硅烷的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；二月桂酸二丁基锡的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；硅油的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；碳纳米管的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；有机改性蒙脱土的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；纳米氧化铝粉的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；滑石粉的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；竹炭纤维的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；氯化石蜡的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；二氧化硅的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；氧化锌的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；硬脂酸的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；纳米氢氧化铝的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；阻燃剂的重量份可以为2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份；防老剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；增塑剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；抗氧剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份；促进剂的重量份可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份。
实施例1
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯100份、丙烯酸酯橡胶4.5份、三元乙丙橡胶4份、丁腈橡胶2.5份、环氧树脂3份、聚醚二元醇60份、甲苯二异氰酸酯20份、聚乙烯醇10份、二月桂酸二异丁基锡6份、聚氯乙烯4份、端羟基聚丁二烯3份、端羟基多元醇3份、异氰酸酯3份、乙烯基三乙氧基硅烷4.5份、二月桂酸二丁基锡3份、硅油3份、碳纳米管4份、有机改性蒙脱土2.5份、纳米氧化铝粉3.5份、滑石粉4.5份、竹炭纤维2.5份、氯化石蜡3.5份、二氧化硅4.5份、氧化锌2.5份、硬脂酸3份、纳米氢氧化铝2.5份、阻燃剂3.5份、防老剂4.5份、增塑剂5份、抗氧剂2.5份、促进剂6份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将10份聚丙二醇加热至110℃，于-0.05Mpa处理3h，然后加入5份2，4-甲苯二异氰酸酯、3份间苯二酚二缩水甘油醚和6份2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至160℃，保温2h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
实施例2
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯80份、丙烯酸酯橡胶6份、三元乙丙橡胶2份、丁腈橡胶4份、环氧树脂1份、聚醚二元醇80份、甲苯二异氰酸酯10份、聚乙烯醇15份、二月桂酸二异丁基锡3份、聚氯乙烯6份、端羟基聚丁二烯1份、端羟基多元醇5份、异氰酸酯2份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、二月桂酸二丁基锡1份、硅油5份、碳纳米管2份、有机改性蒙脱土4份、纳米氧化铝粉2份、滑石粉6份、竹炭纤维1份、氯化石蜡5份、二氧化硅3份、氧化锌4份、硬脂酸1份、纳米氢氧化铝4份、阻燃剂2份、防老剂6份、增塑剂2份、抗氧剂4份、促进剂3份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将5份聚丙二醇加热至120℃，于-0.07Mpa处理4h，然后加入2份2，4-甲苯二异氰酸酯、5份间苯二酚二缩水甘油醚和3份2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至180℃，保温1h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
实施例3
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯120份、丙烯酸酯橡胶3份、三元乙丙橡胶6份、丁腈橡胶1份、环氧树脂5份、聚醚二元醇40份、甲苯二异氰酸酯30份、聚乙烯醇5份、二月桂酸二异丁基锡9份、聚氯乙烯2份、端羟基聚丁二烯5份、端羟基多元醇1份、异氰酸酯4份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、二月桂酸二丁基锡5份、硅油1份、碳纳米管6份、有机改性蒙脱土1份、纳米氧化铝粉5份、滑石粉3份、竹炭纤维4份、氯化石蜡2份、二氧化硅6份、氧化锌1份、硬脂酸5份、纳米氢氧化铝1份、阻燃剂5份、防老剂3份、增塑剂8份、抗氧剂1份、促进剂9份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将15份聚丙二醇加热至100℃，于-0.03Mpa处理2h，然后加入8份2，4-甲苯二异氰酸酯、1份间苯二酚二缩水甘油醚和9份2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至140℃，保温3h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
实施例4
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯85份、丙烯酸酯橡胶5份、三元乙丙橡胶3份、丁腈橡胶3份、环氧树脂2份、聚醚二元醇75份、甲苯二异氰酸酯15份、聚乙烯醇12份、二月桂酸二异丁基锡4份、聚氯乙烯5份、端羟基聚丁二烯2份、端羟基多元醇4份、异氰酸酯2.5份、乙烯基三乙氧基硅烷5份、二月桂酸二丁基锡2份、硅油4份、碳纳米管3份、有机改性蒙脱土3份、纳米氧化铝粉2.5份、滑石粉5份、竹炭纤维2份、氯化石蜡4份、二氧化硅4份、氧化锌3份、硬脂酸2份、纳米氢氧化铝3份、阻燃剂3份、防老剂5份、增塑剂3份、抗氧剂3份、促进剂4份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将8份聚丙二醇加热至115℃，于-0.06Mpa处理3.5h，然后加入3份2，4-甲苯二异氰酸酯、4份间苯二酚二缩水甘油醚和4份2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至170℃，保温1.5h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
实施例5
本发明提出的一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料按重量份包括：改性聚氨酯115份、丙烯酸酯橡胶4份、三元乙丙橡胶5份、丁腈橡胶2份、环氧树脂4份、聚醚二元醇45份、甲苯二异氰酸酯25份、聚乙烯醇8份、二月桂酸二异丁基锡8份、聚氯乙烯3份、端羟基聚丁二烯4份、端羟基多元醇2份、异氰酸酯3.5份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、二月桂酸二丁基锡4份、硅油2份、碳纳米管5份、有机改性蒙脱土2份、纳米氧化铝粉4.5份、滑石粉4份、竹炭纤维3份、氯化石蜡3份、二氧化硅5份、氧化锌2份、硬脂酸4份、纳米氢氧化铝2份、阻燃剂4份、防老剂4份、增塑剂7份、抗氧剂2份、促进剂8份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将12份聚丙二醇加热至105℃，于-0.04Mpa处理2.5h，然后加入7份2，4-甲苯二异氰酸酯、2份间苯二酚二缩水甘油醚和8份2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至150℃，保温2.5h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
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)

1.一种耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚氨酯80-120份、丙烯酸酯橡胶3-6份、三元乙丙橡胶2-6份、丁腈橡胶1-4份、环氧树脂1-5份、聚醚二元醇40-80份、甲苯二异氰酸酯10-30份、聚乙烯醇5-15份、二月桂酸二异丁基锡3-9份、聚氯乙烯2-6份、端羟基聚丁二烯1-5份、端羟基多元醇1-5份、异氰酸酯2-4份、乙烯基三乙氧基硅烷3-6份、二月桂酸二丁基锡1-5份、硅油1-5份、碳纳米管2-6份、有机改性蒙脱土1-4份、纳米氧化铝粉2-5份、滑石粉3-6份、竹炭纤维1-4份、氯化石蜡2-5份、二氧化硅3-6份、氧化锌1-4份、硬脂酸1-5份、纳米氢氧化铝1-4份、阻燃剂2-5份、防老剂3-6份、增塑剂2-8份、抗氧剂1-4份、促进剂3-9份。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，改性聚氨酯的原料按重量份包括：聚丙二醇5-15份、2，4-甲苯二异氰酸酯2-8份、间苯二酚二缩水甘油醚1-5份、2-乙基-4-甲基咪唑3-9份。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，改性聚氨酯按如下工艺进行制备：将聚丙二醇加热至100-120℃，于-0.07～-0.03Mpa处理2-4h，然后加入2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到改性聚氨酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、环氧树脂、聚丙二醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑的重量比为3.5-5.5：3-5：2-3：2-4：8-12：3-7：2-4：4-8。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，碳纳米管、有机改性蒙脱土、纳米氧化铝粉、滑石粉、竹炭纤维、氯化石蜡、二氧化硅、氧化锌、硬脂酸、纳米氢氧化铝、聚丙二醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、间苯二酚二缩水甘油醚和2-乙基-4-甲基咪唑的重量比为3-5：2-3：3-4：4-5：2-3：3-4：4-5：2-3：2-4：2-3：8-12：3-7：2-4：4-8。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚氨酯85-115份、丙烯酸酯橡胶4-5份、三元乙丙橡胶3-5份、丁腈橡胶2-3份、环氧树脂2-4份、聚醚二元醇45-75份、甲苯二异氰酸酯15-25份、聚乙烯醇8-12份、二月桂酸二异丁基锡4-8份、聚氯乙烯3-5份、端羟基聚丁二烯2-4份、端羟基多元醇2-4份、异氰酸酯2.5-3.5份、乙烯基三乙氧基硅烷4-5份、二月桂酸二丁基锡2-4份、硅油2-4份、碳纳米管3-5份、有机改性蒙脱土2-3份、纳米氧化铝粉2.5-4.5份、滑石粉4-5份、竹炭纤维2-3份、氯化石蜡3-4份、二氧化硅4-5份、氧化锌2-3份、硬脂酸2-4份、纳米氢氧化铝2-3份、阻燃剂3-4份、防老剂4-5份、增塑剂3-7份、抗氧剂2-3份、促进剂4-8份。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐磨耐热改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性聚氨酯100份、丙烯酸酯橡胶4.5份、三元乙丙橡胶4份、丁腈橡胶2.5份、环氧树脂3份、聚醚二元醇60份、甲苯二异氰酸酯20份、聚乙烯醇10份、二月桂酸二异丁基锡6份、聚氯乙烯4份、端羟基聚丁二烯3份、端羟基多元醇3份、异氰酸酯3份、乙烯基三乙氧基硅烷4.5份、二月桂酸二丁基锡3份、硅油3份、碳纳米管4份、有机改性蒙脱土2.5份、纳米氧化铝粉3.5份、滑石粉4.5份、竹炭纤维2.5份、氯化石蜡3.5份、二氧化硅4.5份、氧化锌2.5份、硬脂酸3份、纳米氢氧化铝2.5份、阻燃剂3.5份、防老剂4.5份、增塑剂5份、抗氧剂2.5份、促进剂6份。
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