CN105694415B - 一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶50‑60份、聚氨酯橡胶45‑55份、甲基乙烯基硅橡胶35‑40份、聚丙烯40‑45份、聚碳酸酯树脂55‑60份、癸二酸二丁酯25‑35份、季戊四醇三乙烯基醚25‑30份、2‑硫醇基苯骈咪唑15‑25份、马来酸二辛酯15‑20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10‑15份、滑石粉5‑10份、色粉5‑10份、偶联剂6‑8份、抗氧剂6‑8份，从而能够实现使得制备而成的绝缘材料具有良好的韧性并且兼具抗腐蚀的效果。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法。
背景技术
绝缘材料是用来使器件在电气上绝缘的材料，也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高。通常是合成树脂，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，通过添加不同的组分，从而制得不同性能的绝缘材料。具体到常用的电缆上，其不仅能起到绝缘的作用，还能起到隔热防静电的作用，一旦在金属线芯的外层的绝缘层出现破损则会极大地降低电缆的性能。
目前，国内常用的作为电缆绝缘层的主体材料有氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯胶料等。然而每种材料均有其应用上的缺陷，例如，氯磺化聚乙烯胶料的耐低温性能、抗压缩永久变形性能、热老化性能不高，同时在温度比较低时材料本身比较硬、弹性低、脆性大、抗撕性能低。目前现有的复合绝缘材料往往由于上述主体材料的局限性，达不到长期使用、耐受极端条件的要求，自身的性能也有多种不足。因此，急需开发一种具备优良特性的新型绝缘材料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗腐蚀增韧绝缘材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型绝缘材料，其抗腐蚀能力强、韧性高，具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗腐蚀增韧绝缘材料，由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶50-60份、聚氨酯橡胶45-55份、甲基乙烯基硅橡胶35-40份、聚丙烯40-45份、聚碳酸酯树脂55-60份、癸二酸二丁酯25-35份、季戊四醇三乙烯基醚25-30份、2- 硫醇基苯骈咪唑15-25份、马来酸二辛酯15-20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-15份、滑石粉5-10份、色粉5-10份、偶联剂6-8份、抗氧剂6-8份。
优选地，所述的聚碳酸酯树脂在25℃下的相对密度为1.15。
优选地，所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述的抗氧化剂选自对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种。
所述的抗腐蚀增韧绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95-105℃下混炼5-10分钟；
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、偶联剂、抗氧剂，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料；
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于85-95℃下混合均匀，经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
优选地，所述步骤（4）中双螺杆挤出机中各个区域的设定温度为：一区175~190℃，二区213~217℃，三区225~228℃，四区为 205~215℃，五区185~205℃；挤出温度为 155~165℃，挤出转速为 185~230r/min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的绝缘材料以丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯、聚碳酸酯树脂为主要成分，通过加入癸二酸二丁酯、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、滑石粉、色粉、偶联剂、抗氧剂，辅以混炼、球磨、挤出、干燥、造粒等工艺，使得制备而成的绝缘材料具有良好的抗腐蚀性能及韧性。
（2）本发明的绝缘材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取丁腈橡胶50份、聚氨酯橡胶45份、甲基乙烯基硅橡胶35份、聚丙烯40份、聚碳酸酯树脂55份、癸二酸二丁酯25份、季戊四醇三乙烯基醚25份、2- 硫醇基苯骈咪唑15份、马来酸二辛酯15份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、滑石粉5份、色粉5份、钛酸酯偶联剂6份、对苯二胺6份。
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼5分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、钛酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区175℃，二区213℃，三区225℃，四区为 205℃，五区185℃；挤出温度为 155℃，挤出转速为 185r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取丁腈橡胶55份、聚氨酯橡胶50份、甲基乙烯基硅橡胶37份、聚丙烯42份、聚碳酸酯树脂57份、癸二酸二丁酯30份、季戊四醇三乙烯基醚27份、2- 硫醇基苯骈咪唑20份、马来酸二辛酯17份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯12份、滑石粉7份、色粉7份、铝酸酯偶联剂7份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚7份。
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在100℃下混炼7分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、铝酸酯偶联剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于90℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区185℃，二区215℃，三区227℃，四区为 210℃，五区195℃；挤出温度为 160℃，挤出转速为 205r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取丁腈橡胶60份、聚氨酯橡胶55份、甲基乙烯基硅橡胶40份、聚丙烯45份、聚碳酸酯树脂60份、癸二酸二丁酯35份、季戊四醇三乙烯基醚30份、2- 硫醇基苯骈咪唑25份、马来酸二辛酯20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯15份、滑石粉10份、色粉10份、双金属偶联剂8份、二氢喹啉8份。
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在105℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、双金属偶联剂、二氢喹啉，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于95℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区217℃，三区228℃，四区为 215℃，五区205℃；挤出温度为165℃，挤出转速为 230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取丁腈橡胶50份、聚氨酯橡胶55份、甲基乙烯基硅橡胶35份、聚丙烯45份、聚碳酸酯树脂55份、癸二酸二丁酯35份、季戊四醇三乙烯基醚25份、2- 硫醇基苯骈咪唑25份、马来酸二辛酯15份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯15份、滑石粉5份、色粉10份、铝酸酯偶联剂6份、对苯二胺8份。
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、铝酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区213℃，三区228℃，四区为 205℃，五区205℃；挤出温度为 155℃，挤出转速为 230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取丁腈橡胶50份、甲基乙烯基硅橡胶35份、聚丙烯40份、聚碳酸酯树脂55份、癸二酸二丁酯25份、季戊四醇三乙烯基醚25份、2- 硫醇基苯骈咪唑15份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、滑石粉5份、色粉5份、钛酸酯偶联剂6份、对苯二胺6份。
（2）将丁腈橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼5分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、钛酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区175℃，二区213℃，三区225℃，四区为 205℃，五区185℃；挤出温度为 155℃，挤出转速为 185r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取丁腈橡胶60份、聚氨酯橡胶55份、聚丙烯45份、聚碳酸酯树脂60份、癸二酸二丁酯35份、季戊四醇三乙烯基醚30份、2- 硫醇基苯骈咪唑25份、马来酸二辛酯20份、滑石粉10份、色粉10份、双金属偶联剂8份、二氢喹啉8份。
（2）将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在105℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、双金属偶联剂、二氢喹啉，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯，于95℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区217℃，三区228℃，四区为 215℃，五区205℃；挤出温度为165℃，挤出转速为 230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的绝缘材料分别测试其抗腐蚀性能和韧性指标。
表1
腐蚀率（mm/a） 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率
实施例1 0.05 82.3 65.8%
实施例2 0.06 81.1 66.3%
实施例3 0.05 79.6 60.7%
实施例4 0.07 80.2 63.9%
对比例1 0.36 47.8 35.6%
对比例2 0.41 46.6 34.2%
本发明以丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚丙烯、聚碳酸酯树脂为主要成分，通过加入癸二酸二丁酯、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、滑石粉、色粉、偶联剂、抗氧剂，辅以混炼、球磨、挤出、干燥、造粒等工艺制备得到的绝缘材料经试验测定，具有优异的抗腐蚀性能和韧性，应用前景好，具有良好的社会效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种抗腐蚀增韧绝缘材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：丁腈橡胶50-60份、聚氨酯橡胶45-55份、甲基乙烯基硅橡胶35-40份、聚丙烯40-45份、聚碳酸酯树脂55-60份、癸二酸二丁酯25-35份、季戊四醇三乙烯基醚25-30份、2- 硫醇基苯骈咪唑15-25份、马来酸二辛酯15-20份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10-15份、滑石粉5-10份、色粉5-10份、偶联剂6-8份、抗氧剂6-8份；所述的聚碳酸酯树脂在25℃下的相对密度为1.15；所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂中的一种或几种；所述的抗氧化剂选自对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种；
其制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2） 将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、季戊四醇三乙烯基醚、2- 硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95-105℃下混炼5-10分钟；
（3）向混炼后的混合物中加入滑石粉、色粉、偶联剂、抗氧剂，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚丙烯继续混合，得到混合料；
（4）再向混合料中加入聚碳酸酯树脂、癸二酸二丁酯、马来酸二辛酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，于85-95℃下混合均匀，经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品，双螺杆挤出机中各个区域的设定温度为：一区175~190℃，二区213~217℃，三区225~228℃，四区为 205~215℃，五区185~205℃；挤出温度为 155~165℃，挤出转速为 185~230r/min。
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