CN105694435A - 一种耐寒耐磨高韧性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寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料包括改性聚氨酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、低聚物多元醇、甲苯二异氰酸酯、碳黑母粒、陶土、纳米氧化锌、白炭黑、硫黄、防老剂、芳烃油、增塑剂、抗氧剂、软化剂和紫外线吸收剂。本发明的改性聚氨酯橡胶电缆材料具有优异的耐寒耐磨高韧性性能。

Description

一种耐寒耐磨高韧性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，尤其涉及一种耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料。
背景技术
目前，聚氨酯材料凭借优良的物理、化学性能及生产效率高、投资费用低等优势，被广泛应用于汽车制造、建筑节能、高性能粘胶剂、新型环保涂料等领域。
现有技术中的聚氨酯橡胶电缆材料的耐寒耐磨性能以及韧性无法满足实际生产过程中的需求，因此亟需发明一种优异耐寒耐磨性能以及高韧性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，本发明提出一种耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，具有优异的耐寒耐磨高韧性性能。
本发明提出的一种耐寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶30-90份、天然橡胶5-15份、硅橡胶2-8份、乙丙橡胶1-6份、聚氨酯橡胶电缆材料4-8份、低聚物多元醇2-8份、甲苯二异氰酸酯3-9份、碳黑母粒4-8份、陶土1-6份、纳米氧化锌4-8份、白炭黑4-9份、硫黄1-5份、防老剂2-6份、芳烃油4-8份、增塑剂3-9份、抗氧剂4-9份、软化剂1-6份、紫外线吸收剂2-8份。
优选地，改性聚氨酯的原料按重量份包括：八甲基环四硅氧烷5-15份、四甲基二硅氧烷4-8份、浓硫酸2-6份、甲基三氟丙基环三硅氧烷4-8份、碳酸钠1-5份、烯丙基醇3-6份、氯铂酸4-8份、副反应抑制剂2-6份、异佛尔酮二异氰酸酯4-8份、聚醚2102-6份、二羟甲基丙酸4-8份、二丁基二月桂酸锡1-5份、丙酮3-6份、三羟甲基丙烷4-8份、三乙胺2-5份。
优选地，改性聚氨酯按如下工艺进行制备：将八甲基环四硅氧烷和四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至75-85℃，然后加入浓硫酸混合均匀，升温至95-105℃，接着滴加甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至66-85℃，加入碳酸钠，调节pH至5.6-6.2，过滤得到物料a；将物料a和烯丙基醇混合均匀，升温至85-95℃，然后添加氯铂酸和副反应抑制剂，升温至95-105℃，保温1-3h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚210和物料b混合均匀，升温至70-80℃，然后加入二羟甲基丙酸、二丁基二月桂酸锡和丙酮，升温至80-90℃，保温30-50min，然后加入三羟甲基丙烷混合均匀，降温至55-65℃，保温25-35min，然后降温至30-40℃，加入三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，冷却至室温得到改性聚氨酯。
优选地，三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、浓硫酸、甲基三氟丙基环三硅氧烷、碳酸钠、烯丙基醇、氯铂酸、副反应抑制剂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚210、二羟甲基丙酸、二丁基二月桂酸锡、丙酮、三羟甲基丙烷和三乙胺的重量比为35-85：8-12：3-7：2-5：5-7：8-12：5-7：3-5：5-7：2-4：4-5：5-7：3-5：5-7：3-5：5-7：2-4：4-5：5-7：3-4。
优选地，改性聚氨酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、低聚物多元醇和甲苯二异氰酸酯的重量比为85-115：35-85：8-12：3-7：2-5：5-7：3-7：4-8。
优选地，改性聚氨酯、碳黑母粒、陶土、纳米氧化锌和白炭黑的重量比为85-115：5-7：2-5：5-7：5-8。
优选地，其原料按重量份包括：改性聚氨酯85-115份、三元乙丙橡胶35-85份、天然橡胶8-12份、硅橡胶3-7份、乙丙橡胶2-5份、聚氨酯橡胶电缆材料5-7份、低聚物多元醇3-7份、甲苯二异氰酸酯4-8份、碳黑母粒5-7份、陶土2-5份、纳米氧化锌5-7份、白炭黑5-8份、硫黄2-4份、防老剂3-5份、芳烃油5-7份、增塑剂4-8份、抗氧剂5-8份、软化剂2-5份、紫外线吸收剂3-7份。
优选地，其原料按重量份包括：改性聚氨酯100份、三元乙丙橡胶60份、天然橡胶10份、硅橡胶5份、乙丙橡胶3.5份、聚氨酯橡胶电缆材料6份、低聚物多元醇5份、甲苯二异氰酸酯6份、碳黑母粒6份、陶土3.5份、纳米氧化锌6份、白炭黑6.5份、硫黄3份、防老剂4份、芳烃油6份、增塑剂6份、抗氧剂6.5份、软化剂3.5份、紫外线吸收剂5份。
本发明的一种耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，其原料包括改性聚氨酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、低聚物多元醇、甲苯二异氰酸酯、碳黑母粒、陶土、纳米氧化锌、白炭黑、硫黄、防老剂、芳烃油、增塑剂、抗氧剂、软化剂和紫外线吸收剂，其中，以改性聚氨酯为主料，辅助添加三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、低聚物多元醇和甲苯二异氰酸酯作为补强材料，能够有效提高改性聚氨酯橡胶电缆材料耐寒耐磨性能，同时添加碳黑母粒、陶土、纳米氧化锌、白炭黑、硫黄、防老剂、芳烃油、增塑剂、抗氧剂、软化剂和紫外线吸收剂作为助剂，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；其中改性聚氨酯以八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、浓硫酸、甲基三氟丙基环三硅氧烷、碳酸钠、烯丙基醇、氯铂酸、副反应抑制剂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚210、二羟甲基丙酸、二丁基二月桂酸锡、丙酮、三羟甲基丙烷和三乙胺，有效提高了本发明主料改性聚氨酯的耐寒耐磨性能，同时提高了本发明改性聚氨酯橡胶电缆材料的耐寒、耐磨和韧性性能。
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、105份、120份；三元乙丙橡胶的重量份可以为30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份；天然橡胶的重量份可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份；硅橡胶的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；乙丙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、4.5份、5份、5.5份、6份；聚氨酯橡胶电缆材料的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；低聚物多元醇的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份；甲苯二异氰酸酯的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；碳黑母粒的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；陶土的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；纳米氧化锌的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；白炭黑的重量份可以为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；硫黄的重量份可以为1份、2份、3份、4份、5份；防老剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份；芳烃油的重量份可以为4份、5份、6份、7份、8份；增塑剂的重量份可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份；抗氧剂的重量份可以为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；软化剂的重量份可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份；紫外线吸收剂的重量份可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份。
实施例1
本发明提出的一种耐寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶60份、天然橡胶10份、硅橡胶5份、乙丙橡胶3.5份、聚氨酯橡胶电缆材料6份、低聚物多元醇5份、甲苯二异氰酸酯6份、碳黑母粒6份、陶土3.5份、纳米氧化锌6份、白炭黑6.5份、硫黄3份、防老剂4份、芳烃油6份、增塑剂6份、抗氧剂6.5份、软化剂3.5份、紫外线吸收剂5份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将10份八甲基环四硅氧烷和6份四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至80℃，然后加入4份浓硫酸混合均匀，升温至100℃，接着滴加6份甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至75℃，加入3份碳酸钠，调节pH至5.9，过滤得到物料a；将物料a和4.5份烯丙基醇混合均匀，升温至90℃，然后添加6份氯铂酸和4份副反应抑制剂，升温至100℃，保温2h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将6份异佛尔酮二异氰酸酯、4份聚醚210和物料b混合均匀，升温至75℃，然后加入6份二羟甲基丙酸、3份二丁基二月桂酸锡和4.5份丙酮，升温至85℃，保温40min，然后加入6份三羟甲基丙烷混合均匀，降温至60℃，保温30min，然后降温至35℃，加入3.5份三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，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寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶90份、天然橡胶5份、硅橡胶8份、乙丙橡胶1份、聚氨酯橡胶电缆材料8份、低聚物多元醇2份、甲苯二异氰酸酯9份、碳黑母粒4份、陶土6份、纳米氧化锌4份、白炭黑9份、硫黄1份、防老剂6份、芳烃油4份、增塑剂9份、抗氧剂4份、软化剂6份、紫外线吸收剂2份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将5份八甲基环四硅氧烷和8份四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至75℃，然后加入6份浓硫酸混合均匀，升温至95℃，接着滴加8份甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至66℃，加入5份碳酸钠，调节pH至5.6，过滤得到物料a；将物料a和6份烯丙基醇混合均匀，升温至85℃，然后添加8份氯铂酸和2份副反应抑制剂，升温至105℃，保温1h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将8份异佛尔酮二异氰酸酯、2份聚醚210和物料b混合均匀，升温至80℃，然后加入4份二羟甲基丙酸、5份二丁基二月桂酸锡和3份丙酮，升温至90℃，保温30min，然后加入8份三羟甲基丙烷混合均匀，降温至55℃，保温35min，然后降温至30℃，加入5份三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，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寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶30份、天然橡胶15份、硅橡胶2份、乙丙橡胶6份、聚氨酯橡胶电缆材料4份、低聚物多元醇8份、甲苯二异氰酸酯3份、碳黑母粒8份、陶土1份、纳米氧化锌8份、白炭黑4份、硫黄5份、防老剂2份、芳烃油8份、增塑剂3份、抗氧剂9份、软化剂1份、紫外线吸收剂8份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将15份八甲基环四硅氧烷和4份四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至85℃，然后加入2份浓硫酸混合均匀，升温至105℃，接着滴加4份甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至85℃，加入1份碳酸钠，调节pH至6.2，过滤得到物料a；将物料a和3份烯丙基醇混合均匀，升温至95℃，然后添加4份氯铂酸和6份副反应抑制剂，升温至95℃，保温3h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将4份异佛尔酮二异氰酸酯、6份聚醚210和物料b混合均匀，升温至70℃，然后加入8份二羟甲基丙酸、1份二丁基二月桂酸锡和6份丙酮，升温至80℃，保温50min，然后加入4份三羟甲基丙烷混合均匀，降温至65℃，保温25min，然后降温至40℃，加入2份三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，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寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶85份、天然橡胶8份、硅橡胶7份、乙丙橡胶2份、聚氨酯橡胶电缆材料7份、低聚物多元醇3份、甲苯二异氰酸酯8份、碳黑母粒5份、陶土5份、纳米氧化锌5份、白炭黑8份、硫黄2份、防老剂5份、芳烃油5份、增塑剂8份、抗氧剂5份、软化剂5份、紫外线吸收剂3份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将8份八甲基环四硅氧烷和7份四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至78℃，然后加入5份浓硫酸混合均匀，升温至98℃，接着滴加7份甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至68℃，加入4份碳酸钠，调节pH至5.7，过滤得到物料a；将物料a和5份烯丙基醇混合均匀，升温至88℃，然后添加7份氯铂酸和3份副反应抑制剂，升温至102℃，保温1.5h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将7份异佛尔酮二异氰酸酯、3份聚醚210和物料b混合均匀，升温至78℃，然后加入5份二羟甲基丙酸、4份二丁基二月桂酸锡和4份丙酮，升温至88℃，保温35min，然后加入7份三羟甲基丙烷混合均匀，降温至58℃，保温32min，然后降温至32℃，加入4份三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，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寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶35份、天然橡胶12份、硅橡胶3份、乙丙橡胶5份、聚氨酯橡胶电缆材料5份、低聚物多元醇7份、甲苯二异氰酸酯4份、碳黑母粒7份、陶土2份、纳米氧化锌7份、白炭黑5份、硫黄4份、防老剂3份、芳烃油7份、增塑剂4份、抗氧剂8份、软化剂2份、紫外线吸收剂7份。
改性聚氨酯按如下工艺进行制备：按重量份将12份八甲基环四硅氧烷和5份四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至82℃，然后加入3份浓硫酸混合均匀，升温至102℃，接着滴加5份甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至82℃，加入2份碳酸钠，调节pH至6.1，过滤得到物料a；将物料a和4份烯丙基醇混合均匀，升温至92℃，然后添加5份氯铂酸和5份副反应抑制剂，升温至98℃，保温2.5h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将5份异佛尔酮二异氰酸酯、5份聚醚210和物料b混合均匀，升温至72℃，然后加入7份二羟甲基丙酸、2份二丁基二月桂酸锡和5份丙酮，升温至82℃，保温45min，然后加入5份三羟甲基丙烷混合均匀，降温至62℃，保温28min，然后降温至38℃，加入3份三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，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 (8)

1.一种耐寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶30-90份、天然橡胶5-15份、硅橡胶2-8份、乙丙橡胶1-6份、聚氨酯橡胶电缆材料4-8份、低聚物多元醇2-8份、甲苯二异氰酸酯3-9份、碳黑母粒4-8份、陶土1-6份、纳米氧化锌4-8份、白炭黑4-9份、硫黄1-5份、防老剂2-6份、芳烃油4-8份、增塑剂3-9份、抗氧剂4-9份、软化剂1-6份、紫外线吸收剂2-8份。
2.根据权利要求1所述的耐寒耐磨高韧性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：八甲基环四硅氧烷5-15份、四甲基二硅氧烷4-8份、浓硫酸2-6份、甲基三氟丙基环三硅氧烷4-8份、碳酸钠1-5份、烯丙基醇3-6份、氯铂酸4-8份、副反应抑制剂2-6份、异佛尔酮二异氰酸酯4-8份、聚醚2102-6份、二羟甲基丙酸4-8份、二丁基二月桂酸锡1-5份、丙酮3-6份、三羟甲基丙烷4-8份、三乙胺2-5份。
3.根据权利要求1或2所述的耐寒耐磨高韧性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：将八甲基环四硅氧烷和四甲基二硅氧烷混合均匀，升温至75-85℃，然后加入浓硫酸混合均匀，升温至95-105℃，接着滴加甲基三氟丙基环三硅氧烷混合均匀，冷却至66-85℃，加入碳酸钠，调节pH至5.6-6.2，过滤得到物料a；将物料a和烯丙基醇混合均匀，升温至85-95℃，然后添加氯铂酸和副反应抑制剂，升温至95-105℃，保温1-3h，旋转蒸发除去低沸物得到物料b；将异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚210和物料b混合均匀，升温至70-80℃，然后加入二羟甲基丙酸、二丁基二月桂酸锡和丙酮，升温至80-90℃，保温30-50min，然后加入三羟甲基丙烷混合均匀，降温至55-65℃，保温25-35min，然后降温至30-40℃，加入三乙胺中和，接着加入去离子水乳化，冷却至室温得到改性聚氨酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、浓硫酸、甲基三氟丙基环三硅氧烷、碳酸钠、烯丙基醇、氯铂酸、副反应抑制剂、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚210、二羟甲基丙酸、二丁基二月桂酸锡、丙酮、三羟甲基丙烷和三乙胺的重量比为35-85：8-12：3-7：2-5：5-7：8-12：5-7：3-5：5-7：2-4：4-5：5-7：3-5：5-7：3-5：5-7：2-4：4-5：5-7：3-4。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，改性聚氨酯、三元乙丙橡胶、天然橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶电缆材料、低聚物多元醇和甲苯二异氰酸酯的重量比为85-115：35-85：8-12：3-7：2-5：5-7：3-7：4-8。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐寒耐磨高韧性改性聚氨酯橡胶电缆材料，其特征在于，改性聚氨酯、碳黑母粒、陶土、纳米氧化锌和白炭黑的重量比为85-115：5-7：2-5：5-7：5-8。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶35-85份、天然橡胶8-12份、硅橡胶3-7份、乙丙橡胶2-5份、聚氨酯橡胶电缆材料5-7份、低聚物多元醇3-7份、甲苯二异氰酸酯4-8份、碳黑母粒5-7份、陶土2-5份、纳米氧化锌5-7份、白炭黑5-8份、硫黄2-4份、防老剂3-5份、芳烃油5-7份、增塑剂4-8份、抗氧剂5-8份、软化剂2-5份、紫外线吸收剂3-7份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐寒耐磨高韧性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、三元乙丙橡胶60份、天然橡胶10份、硅橡胶5份、乙丙橡胶3.5份、聚氨酯橡胶电缆材料6份、低聚物多元醇5份、甲苯二异氰酸酯6份、碳黑母粒6份、陶土3.5份、纳米氧化锌6份、白炭黑6.5份、硫黄3份、防老剂4份、芳烃油6份、增塑剂6份、抗氧剂6.5份、软化剂3.5份、紫外线吸收剂5份。
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