CN106009317A - 一种耐腐蚀耐高温电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶10‑20份，三元乙丙橡胶60‑80份，改性聚氨酯20‑40份，炭黑20‑40份，高岭土20‑40份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4‑6份，阻燃剂40‑60份，γ‑氨丙基三乙氧基硅烷0.5‑1.5份，过氧化二异丙苯1‑1.5份，硬脂酸锌0.1‑0.3份，促进剂CZ 0.2‑0.4份，Ca/Zn复合稳定剂4‑6份，聚乙烯蜡2‑4份。本发明耐高温性能好，耐腐蚀性能高，机械性能好。

Description

一种耐腐蚀耐高温电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀耐高温电缆材料。
背景技术
随着科学进步和经济的发展，电缆已经被用于各个方面，在一些高温、腐蚀性强的环境中，为保证电缆的正常使用，通常会选用耐腐蚀的电缆料来保证电缆的安全使用。但是，目前的电缆料一般不能同时兼顾耐高温和耐腐蚀两种性能。
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腐蚀耐高温电缆材料，本发明耐高温性能好，耐腐蚀性能高，机械性能好。
本发明提出的一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶10-20份，三元乙丙橡胶60-80份，改性聚氨酯20-40份，炭黑20-40份，高岭土20-40份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4-6份，阻燃剂40-60份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5-1.5份，过氧化二异丙苯1-1.5份，硬脂酸锌0.1-0.3份，促进剂CZ 0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂4-6份，聚乙烯蜡2-4份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温，保温搅拌，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温，保温搅拌得到混合液；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌，调节温度，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌，冷却至室温，加水沉降，过滤，干燥得到改性聚氨酯。
优选地，阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成。
优选地，阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成，其中，微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨的重量比为4-6：2-3：1-2。
优选地，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至55-65℃，保温搅拌1-2h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至70-80℃，保温搅拌4-5h得到混合液；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4-5h，调节温度至50-60℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2-3h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至80-100℃，真空干燥得到改性聚氨酯。
优选地，在改性聚氨酯的制备过程中，混合液中，异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000、丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为5.6-7：20-25：50-70：0.19-0.24：2.7-3.4。
优选地，在改性聚氨酯的制备过程中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为80-106：7.3-9.1：10-15。
优选地，在改性聚氨酯的制备过程中，聚乙二醇2000、丙酮须经干燥处理。
本发明的制备方法为：将氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、改性聚氨酯混合，升温至100℃，密炼15min，加入炭黑、高岭土、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、阻燃剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、Ca/Zn复合稳定剂、聚乙烯蜡，继续密炼40min，升温至160℃，加入过氧化二异丙苯、硬脂酸锌、促进剂CZ，硫化15min经双螺旋杆挤出机挤出得到耐腐蚀耐高温电缆材料。
本发明选用的氢化丁腈橡胶具有良好的耐热性、耐腐蚀性、抗压缩永久变形性、抗撕裂性、抗冲击性和耐磨性，三元乙丙橡胶具有良好的耐臭氧、耐热和耐腐蚀性，聚氨酯具有良好的耐高温性、耐腐蚀性和机械性能；异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000、二羟甲基丙酸反应得到含有羧基并且异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，十三氟-1-辛醇的羟基与聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基键合，从而在聚氨酯中引入氟基团，从而大大增加了聚氨酯的耐腐蚀性，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅表面含有大量氨基可与聚氨酯预聚体中的羧基发生键合反应，从而在聚氨酯中引入碳化硅，从而进一步增加聚氨酯的耐高温性、耐腐蚀性能和机械性能，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅，大大增加了碳化硅的非极性，可与聚氨酯预聚体均匀分散，促进二者均匀反应；氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶和改性聚氨酯相互配合，通过交联形成复杂的网络结构，将氟基团、碳化硅均匀包覆在三者中，从而大大增加本发明的耐高温性、耐腐蚀性和机械性能；炭黑、高岭土可以进一步增加本发明的抗冲击性能；环氧乙酰亚麻油酸甲酯为增塑剂，可以进一步增加本发明的韧性和加工性能；微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成阻燃体系，增加本发明的阻燃抑烟性；Ca/Zn复合稳定剂可以增加本发明的稳定性；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；聚乙烯蜡可以增加本发明的加工流动性；过氧化二异丙苯、硬脂酸锌、促进剂CZ相互配合，可使橡胶交联硫化，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
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶15份，三元乙丙橡胶70份，改性聚氨酯30份，炭黑30份，高岭土30份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯5份，阻燃剂50份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，过氧化二异丙苯1.3份，硬脂酸锌0.2份，促进剂CZ 0.3份，Ca/Zn复合稳定剂5份，聚乙烯蜡3份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温，保温搅拌，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温，保温搅拌得到混合液；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌，调节温度，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌，冷却至室温，加水沉降，过滤，干燥得到改性聚氨酯。
实施例2
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶10份，三元乙丙橡胶80份，改性聚氨酯20份，炭黑40份，高岭土20份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯6份，阻燃剂40份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，过氧化二异丙苯1份，硬脂酸锌0.3份，促进剂CZ 0.2份，Ca/Zn复合稳定剂6份，聚乙烯蜡2份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至65℃，保温搅拌1h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至80℃，保温搅拌4h得到混合液，其中，异佛尔酮二异氰酸酯、干燥的聚乙二醇2000、干燥的丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为7：20：70：0.19：3.4；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4h，调节温度至60℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至100℃，真空干燥得到改性聚氨酯，其中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为80：9.1：10。
实施例3
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶20份，三元乙丙橡胶60份，改性聚氨酯40份，炭黑20份，高岭土40份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4份，阻燃剂60份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，过氧化二异丙苯1.5份，硬脂酸锌0.1份，促进剂CZ 0.4份，Ca/Zn复合稳定剂4份，聚乙烯蜡4份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至55℃，保温搅拌2h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至70℃，保温搅拌5h得到混合液，其中，异佛尔酮二异氰酸酯、干燥的聚乙二醇2000、干燥的丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为5.6：25：50：0.24：2.7；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌5h，调节温度至50℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌3h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至80℃，真空干燥得到改性聚氨酯，其中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为106：7.3：15。
实施例4
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶12份，三元乙丙橡胶75份，改性聚氨酯25份，炭黑35份，高岭土25份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯5.5份，阻燃剂45份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.2份，过氧化二异丙苯1.1份，硬脂酸锌0.25份，促进剂CZ 0.25份，Ca/Zn复合稳定剂5.5份，聚乙烯蜡2.5份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至63℃，保温搅拌1.2h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至77℃，保温搅拌4.3h得到混合液，其中，异佛尔酮二异氰酸酯、干燥的聚乙二醇2000、干燥的丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为6.6：21：65：0.2：3.2；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4.3h，调节温度至58℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2.3h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至95℃，真空干燥得到改性聚氨酯，其中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为90：8.4：11；
阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成。
实施例5
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶18份，三元乙丙橡胶65份，改性聚氨酯35份，炭黑25份，高岭土35份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4.5份，阻燃剂55份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.8份，过氧化二异丙苯1.3份，硬脂酸锌0.15份，促进剂CZ 0.35份，Ca/Zn复合稳定剂4.5份，聚乙烯蜡3.5份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至57℃，保温搅拌1.8h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至73℃，保温搅拌4.7h得到混合液，其中，异佛尔酮二异氰酸酯、干燥的聚乙二醇2000、干燥的丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为6：23：55：0.23：2.9；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4.7h，调节温度至52℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2.7h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至85℃，真空干燥得到改性聚氨酯，其中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为96：8：13；
阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成，其中，微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨的重量比为4：3：1。
实施例6
一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶15份，三元乙丙橡胶70份，改性聚氨酯30份，炭黑30份，高岭土30份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯5份，阻燃剂50份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，过氧化二异丙苯1.2份，硬脂酸锌0.2份，促进剂CZ 0.3份，Ca/Zn复合稳定剂5份，聚乙烯蜡3份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至60℃，保温搅拌1.5h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至75℃，保温搅拌4.5h得到混合液，其中，异佛尔酮二异氰酸酯、干燥的聚乙二醇2000、干燥的丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为6.3：22：60：0.22：3；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4.5h，调节温度至55℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2.5h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至90℃，真空干燥得到改性聚氨酯，其中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为93：8.2：12；
阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成，其中，微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨的重量比为3：1：1。
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)

1.一种耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶10-20份，三元乙丙橡胶60-80份，改性聚氨酯20-40份，炭黑20-40份，高岭土20-40份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4-6份，阻燃剂40-60份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5-1.5份，过氧化二异丙苯1-1.5份，硬脂酸锌0.1-0.3份，促进剂CZ 0.2-0.4份，Ca/Zn复合稳定剂4-6份，聚乙烯蜡2-4份；
其中，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温，保温搅拌，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温，保温搅拌得到混合液；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌，调节温度，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌，冷却至室温，加水沉降，过滤，干燥得到改性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成。
3.根据权利要求1或2所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，阻燃剂由微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨组成，其中，微胶囊化红磷、氢氧化镁、可膨胀石墨的重量比为4-6：2-3：1-2。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，在改性聚氨酯的制备过程中，在氮气氛围中，将异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000加入丙酮中混匀，升温至55-65℃，保温搅拌1-2h，加入二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸混匀，升温至70-80℃，保温搅拌4-5h得到混合液；向混合液中加入十三氟-1-辛醇，继续保温搅拌4-5h，调节温度至50-60℃，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅混匀，保温搅拌2-3h，冷却至室温，加水沉降，过滤取滤饼，用水洗涤滤饼，升温至80-100℃，真空干燥得到改性聚氨酯。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，在改性聚氨酯的制备过程中，混合液中，异佛尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇2000、丙酮、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸的重量比为5.6-7：20-25：50-70：0.19-0.24：2.7-3.4。
6.根据权利要求1-5任一项所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，在改性聚氨酯的制备过程中，混合液、十三氟-1-辛醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳化硅的重量比为80-106：7.3-9.1：10-15。
7.根据权利要求1-6任一项所述耐腐蚀耐高温电缆材料，其特征在于，在改性聚氨酯的制备过程中，聚乙二醇2000、丙酮须经干燥处理。
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