CN106009095A - 一种耐寒抗裂电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯‑醋酸乙烯共聚物30‑40份，硅橡胶20‑40份，顺丁橡胶30‑50份，复合填料60‑80份，柠檬酸三丁酯1‑3份，阻燃剂20‑40份，γ‑氨丙基三乙氧基硅烷2‑3份，过氧化二异丙苯1‑2份，硬脂酸0.2‑0.4份，氧化锌0.1‑0.2份，硫磺0.1‑0.3份，促进剂BZ 0.2‑0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2‑4份，双丁基氧化锡1‑2份，防老剂0.2‑0.4份，紫外线吸收剂0.1‑0.3份；其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土。本发明耐寒，抗撕裂性能好。

Description

一种耐寒抗裂电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐寒抗裂电缆材料。
背景技术
电缆已经被广泛用于人们生活的各个方面，然而，在一些低温、气候恶劣的环境中，电缆料在面临低温的同时，其机械性能会迅速下降，容易变硬、开裂，从而大大缩短了电缆料的使用寿命，而且会造成安全隐患，所以，需要提供一种新的电缆材料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐寒抗裂电缆材料，本发明耐寒，抗撕裂性能好。
本发明提出的一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份，硅橡胶20-40份，顺丁橡胶30-50份，复合填料60-80份，柠檬酸三丁酯1-3份，阻燃剂20-40份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-3份，过氧化二异丙苯1-2份，硬脂酸0.2-0.4份，氧化锌0.1-0.2份，硫磺0.1-0.3份，促进剂BZ 0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，双丁基氧化锡1-2份，防老剂0.2-0.4份，紫外线吸收剂0.1-0.3份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土。
优选地，复合填料中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土的重量比为2-4：1-3：3-5。
优选地，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
优选地，改性陶土为陶土经硅烷偶联剂改性得到。
优选地，改性陶土为陶土经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到。
优选地，阻燃剂为纳米氢氧化铝和硼酸锌的混合物，其中，纳米氢氧化铝和硼酸锌的重量比为7-9：1-2。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，将碳纤维加入硝酸中，升温至40-50℃，保温6-7h，取出处理后的碳纤维，洗涤，干燥得到物料A；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至100-120℃，搅拌10-15h得到改性碳纤维。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至40-50℃，保温6-7h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至90-100℃，干燥得到物料A；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至100-120℃，以500-700r/min的速度搅拌10-15h得到改性碳纤维。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：10-20。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，物料A和丁腈橡胶的重量比为2-3：4-5。
本发明的制备方法为：将乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶、顺丁橡胶混合，升温至100℃，密炼20min，加入复合填料，密炼60min，加入柠檬酸三丁酯、阻燃剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、Ca/Zn复合稳定剂、双丁基氧化锡、防老剂、紫外线吸收剂，继续密炼30min，升温至150℃，加入过氧化二异丙苯、硬脂酸、氧化锌、硫磺、促进剂BZ，硫化20min经双螺旋杆挤出机挤出得到耐寒抗裂电缆材料。
本发明选用的硅橡胶、顺丁橡胶均具有良好的耐低温性能，但机械性能不高，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的耐低温能、柔韧性进而抗冲击性，三者相互配合可以大大增加本发明的耐低温性能，并能增加本发明的柔韧性，抗开裂性；碳纤维具有良好的抗拉伸性和柔韧性，但不易与橡胶混匀，用硝酸氧化处理碳纤维，使其表面变得的粗糙并暴露出大量羟基，然后与丁腈橡胶混匀，使得碳纤维表面的羟基和丁腈橡胶上的氰基键合，使得丁腈橡胶附着在碳纤维表面，粗糙的表面可以进一步促进丁腈橡胶的附着，从而大大增加了碳纤维和橡胶的相容性，从而大大增加本发明的抗开裂，抗拉伸性能；有机化蒙脱土具有层状结构，橡胶可以插入到层间，从而增加本发明的抗冲击，抗开裂性能，陶土具有良好的耐低温性能，经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性后，使其与橡胶的相容性大大增加，并且改性陶土中含有碳碳双键可以与甲基乙烯基硅橡胶上的碳碳双键缩合，促进其与乙烯-醋酸乙烯共聚物、硅橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶改性碳纤维相容、交联，从而大大增加本发明的机械性能和耐低温性能；改性碳纤维、有机化蒙脱土和改性陶土相互配合，使得橡胶能与三者均匀分散，插层进入有机化蒙脱土层间，与改性陶土缩合交联，形成复杂内部结构，从而大大增加本发明的抗开裂性能和耐低温性能；改性碳纤维、有机化蒙脱土和改性陶土以合适的比例配比可以进一步增加本发明的抗开裂性能和耐低温性能；柠檬酸三丁酯为增塑剂，可以进一步增加本发明的韧性和加工性能；Ca/Zn复合稳定剂、双丁基氧化锡、防老剂、紫外线吸收剂相互配合，可以增加本发明的稳定性和使用寿命；γ-氨丙基三乙氧基硅烷可以促进各物质均匀分散，增加本发明的机械性能；过氧化二异丙苯、硬脂酸、氧化锌、硫磺、促进剂BZ相互配合，可是橡胶交联硫化，形成致密的交联网络，各物质可均匀分散在交联网络中，进一步增加本发明的机械性能。
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
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物35份，硅橡胶30份，顺丁橡胶40份，复合填料70份，柠檬酸三丁酯2份，阻燃剂30份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份，过氧化二异丙苯1.5份，硬脂酸0.3份，氧化锌0.15份，硫磺0.2份，促进剂BZ 0.3份，Ca/Zn复合稳定剂3份，双丁基氧化锡1.5份，防老剂0.3份，紫外线吸收剂0.2份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土。
实施例2
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，硅橡胶40份，顺丁橡胶30份，复合填料80份，柠檬酸三丁酯1份，阻燃剂40份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，过氧化二异丙苯2份，硬脂酸0.2份，氧化锌0.2份，硫磺0.1份，促进剂BZ 0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2份，双丁基氧化锡2份，防老剂0.2份，紫外线吸收剂0.3份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土，其中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土的重量比为2：3：3；
在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至50℃，保温6h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至100℃，干燥得到物料A，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：10；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至120℃，以500r/min的速度搅拌15h得到改性碳纤维，其中，物料A和丁腈橡胶的重量比为2：5。
实施例3
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物40份，硅橡胶20份，顺丁橡胶50份，复合填料60份，柠檬酸三丁酯3份，阻燃剂20份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份，过氧化二异丙苯1份，硬脂酸0.4份，氧化锌0.1份，硫磺0.3份，促进剂BZ 0.2份，Ca/Zn复合稳定剂4份，双丁基氧化锡1份，防老剂0.4份，紫外线吸收剂0.1份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土，其中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土的重量比为4：1：5；
在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至40℃，保温7h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至90℃，干燥得到物料A，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：20；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至100℃，以700r/min的速度搅拌10h得到改性碳纤维，其中，物料A和丁腈橡胶的重量比为3：4。
实施例4
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物32份，甲基乙烯基硅橡胶35份，顺丁橡胶35份，复合填料75份，柠檬酸三丁酯1.5份，阻燃剂35份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.3份，过氧化二异丙苯1.8份，硬脂酸0.25份，氧化锌0.18份，硫磺0.15份，促进剂BZ 0.35份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，双丁基氧化锡1.8份，防老剂0.25份，紫外线吸收剂0.25份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土，其中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土的重量比为5：5：7；
阻燃剂为纳米氢氧化铝和硼酸锌的混合物，其中，纳米氢氧化铝和硼酸锌的重量比为9：1；
在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至47℃，保温6.2h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至98℃，干燥得到物料A，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：13；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至115℃，以550r/min的速度搅拌14h得到改性碳纤维，其中，物料A和丁腈橡胶的重量比为23：48。
实施例5
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物38份，甲基乙烯基硅橡胶25份，顺丁橡胶45份，复合填料65份，柠檬酸三丁酯2.5份，阻燃剂25份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.7份，过氧化二异丙苯1.2份，硬脂酸0.35份，氧化锌0.12份，硫磺0.25份，促进剂BZ 0.25份，Ca/Zn复合稳定剂3.5份，双丁基氧化锡1.2份，防老剂0.35份，紫外线吸收剂0.15份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土，其中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土的重量比为7：3：9；
阻燃剂为纳米氢氧化铝和硼酸锌的混合物，其中，纳米氢氧化铝和硼酸锌的重量比为7：2；
在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至43℃，保温6.8h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至92℃，干燥得到物料A，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：17；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至105℃，以650r/min的速度搅拌12h得到改性碳纤维，其中，物料A和丁腈橡胶的重量比为9：14。
实施例6
一种耐寒抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物35份，甲基乙烯基硅橡胶30份，顺丁橡胶40份，复合填料70份，柠檬酸三丁酯2份，阻燃剂30份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5份，过氧化二异丙苯1.5份，硬脂酸0.3份，氧化锌0.15份，硫磺0.2份，促进剂BZ 0.3份，Ca/Zn复合稳定剂3份，双丁基氧化锡1.5份，防老剂0.3份，紫外线吸收剂0.2份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土，其中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性陶土的重量比为3：2：4；
阻燃剂为纳米氢氧化铝和硼酸锌的混合物，其中，纳米氢氧化铝和硼酸锌的重量比为8：1.5；
在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至45℃，保温6.5h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至95℃，干燥得到物料A，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：15；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至110℃，以600r/min的速度搅拌13h得到改性碳纤维，其中，物料A和丁腈橡胶的重量比为5：9。
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 (10)

1.一种耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物30-40份，硅橡胶20-40份，顺丁橡胶30-50份，复合填料60-80份，柠檬酸三丁酯1-3份，阻燃剂20-40份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-3份，过氧化二异丙苯1-2份，硬脂酸0.2-0.4份，氧化锌0.1-0.2份，硫磺0.1-0.3份，促进剂BZ 0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，双丁基氧化锡1-2份，防老剂0.2-0.4份，紫外线吸收剂0.1-0.3份；
其中，复合填料的原料包括：有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土。
2.根据权利要求1所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，复合填料中，有机化蒙脱土、改性碳纤维、改性陶土的重量比为2-4：1-3：3-5。
3.根据权利要求1或2所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，改性陶土为陶土经硅烷偶联剂改性得到。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，改性陶土为陶土经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，阻燃剂为纳米氢氧化铝和硼酸锌的混合物，其中，纳米氢氧化铝和硼酸锌的重量比为7-9：1-2。
7.根据权利要求1-6任一项所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，将碳纤维加入硝酸中，升温至40-50℃，保温6-7h，取出处理后的碳纤维，洗涤，干燥得到物料A；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至100-120℃，搅拌10-15h得到改性碳纤维。
8.根据权利要求7所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，将清洗后，干燥的碳纤维加入硝酸中，升温至40-50℃，保温6-7h，取出处理后的碳纤维，用水洗涤至洗涤液pH值为中性，升温至90-100℃，干燥得到物料A；将物料A加入丁腈橡胶中，升温至100-120℃，以500-700r/min的速度搅拌10-15h得到改性碳纤维。
9.根据权利要求7所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，碳纤维和硝酸的重量体积(g/ml)比为1：10-20。
10.根据权利要求7所述耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，物料A和丁腈橡胶的重量比为2-3：4-5。
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