CN106084500A - 一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，65～75份；顺丁橡胶，25～35份；异戊橡胶，5～15份；棕榈酸异丙酯，4～6份；尼泊金乙酯，6～10份；氢化羊毛脂，2～4份；对羟基苯甲酸乙酯，1～3份；聚乙二醇，1～3份；三乙醇胺，2～4份；鞣花酸，3～5份。本发明提供的电缆橡胶复合材料耐腐蚀性能优异，可以用于制备耐腐蚀电缆，提高电缆在恶劣环境下的使用寿命。

Description

一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
海洋发电站中，电缆必不可少，但陆用风电用电缆性能并未考虑海洋风电的特殊环境，尤其是不具备长期经受海洋多盐、酸、碱腐蚀、油污腐蚀以及耐海水潮湿浸渍性能。在海风发电时电缆很容易被盐腐，缩短使用寿命，造成成本增长。
因此，有必要开发耐腐蚀性的电缆橡胶材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，65～75份；顺丁橡胶，25～35份；异戊橡胶，5～15份；棕榈酸异丙酯，4～6份；尼泊金乙酯，6～10份；氢化羊毛脂，2～4份；对羟基苯甲酸乙酯，1～3份；聚乙二醇，1～3份；三乙醇胺，2～4份；鞣花酸，3～5份。
进一步地，所述的耐腐蚀电缆橡胶复合材料通过如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶，70份；顺丁橡胶，30份；异戊橡胶，10份；棕榈酸异丙酯，5份；尼泊金乙酯，8份；氢化羊毛脂，3份；对羟基苯甲酸乙酯，2份；聚乙二醇，2份；三乙醇胺，3份；鞣花酸，4份。
进一步地，所述的耐腐蚀电缆橡胶复合材料通过如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶，65份；顺丁橡胶，25份；异戊橡胶，5份；棕榈酸异丙酯，4份；尼泊金乙酯，6份；氢化羊毛脂，2份；对羟基苯甲酸乙酯，1份；聚乙二醇，1份；三乙醇胺，2份；鞣花酸，3份。
进一步地，所述耐腐蚀电缆橡胶复合材料通过如下重量份原料制成：三元乙丙橡胶，75份；顺丁橡胶，35份；异戊橡胶，15份；棕榈酸异丙酯，6份；尼泊金乙酯，10份；氢化羊毛脂，4份；对羟基苯甲酸乙酯，3份；聚乙二醇，3份；三乙醇胺，4份；鞣花酸，5份。
上述耐腐蚀电缆橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至65～75℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为6～8min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌6～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至120～130℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280～300℃注塑成型即得。
进一步地，步骤S4中将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
本发明的优点：
本发明提供的电缆橡胶复合材料耐腐蚀性能优异，可以用于制备耐腐蚀电缆，提高电缆在恶劣环境下的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：电缆橡胶复合材料的制备
原料重量份比：三元乙丙橡胶，70份；顺丁橡胶，30份；异戊橡胶，10份；棕榈酸异丙酯，5份；尼泊金乙酯，8份；氢化羊毛脂，3份；对羟基苯甲酸乙酯，2份；聚乙二醇，2份；三乙醇胺，3份；鞣花酸，4份。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至70℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为7min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌7分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
实施例2：电缆橡胶复合材料的制备
原料重量份比：三元乙丙橡胶，65份；顺丁橡胶，25份；异戊橡胶，5份；棕榈酸异丙酯，4份；尼泊金乙酯，6份；氢化羊毛脂，2份；对羟基苯甲酸乙酯，1份；聚乙二醇，1份；三乙醇胺，2份；鞣花酸，3份。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至70℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为7min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌7分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
实施例3：电缆橡胶复合材料的制备
原料重量份比：三元乙丙橡胶，75份；顺丁橡胶，35份；异戊橡胶，15份；棕榈酸异丙酯，6份；尼泊金乙酯，10份；氢化羊毛脂，4份；对羟基苯甲酸乙酯，3份；聚乙二醇，3份；三乙醇胺，4份；鞣花酸，5份。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至70℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为7min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌7分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
实施例4：对比实施例，不添加鞣花酸
原料重量份比：三元乙丙橡胶，70份；顺丁橡胶，30份；异戊橡胶，10份；棕榈酸异丙酯，5份；尼泊金乙酯，8份；氢化羊毛脂，3份；对羟基苯甲酸乙酯，2份；聚乙二醇，2份；三乙醇胺，3份。
制备方法：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至70℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为7min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌7分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
实施例5：效果实施例，耐盐腐性能测试
对实施例1～4中橡胶复合材料制成的成品电缆进行耐海水盐雾腐蚀性能、耐海水潮气浸渍性能和耐扭转性能试验。成品电缆耐海水盐雾腐蚀性能要求：将长为1.1m的成品电缆试样置于温度为30±1℃的含盐(NaCl)质量浓度为20％的溶液中浸泡40天。电缆浸泡时采用U型弯曲，试样两端各有30cm露出水面；浸泡结束后电缆能通过AC7kV/5min的耐压试验；将电缆缠绕在直径为9倍电缆试样外径的圆轴上，要求绝缘表面无目测可见裂纹，且在上述过程中绝缘未从电缆发生剥离情况。成品电缆耐海水潮气浸渍性能要求：将电缆置于温度为75℃的水中浸泡1天后绝缘的介电常数不大于6，浸泡第14天末与第1天末之间的交流电容增率不大于5，浸泡第14天末与第7天末之间的交流电容增率不大于3，浸泡14后的稳定因数不大于1，浸泡84天后绝缘电阻常数要求不小于3670MΩ·Km。成品电缆耐扭转性能要求：在-40℃低温下，成品电缆按照顺时针扭转360°，然后恢复到自然状态，再逆时针扭转相同的角度，随后再恢复到自然状态为一个周期，规定进行11000个周期的试验，扭转速度为720°～1080°/min。其间同时进行8小时通电加热和16小时自然冷却的热循环试验，通电期间，使导体温度稳定在电缆最高工作温度，共进行14个热循环试验。结束后要求电缆外表不发生龟裂，绝缘电阻满足IEC 60092-351的要求。结果见下表：
结果表明，本发明提供的电缆橡胶复合材料耐腐蚀性能优异，可以用于制备耐腐蚀电缆，提高电缆在恶劣环境下的使用寿命。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种耐腐蚀电缆橡胶复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，65～75份；顺丁橡胶，25～35份；异戊橡胶，5～15份；棕榈酸异丙酯，4～6份；尼泊金乙酯，6～10份；氢化羊毛脂，2～4份；对羟基苯甲酸乙酯，1～3份；聚乙二醇，1～3份；三乙醇胺，2～4份；鞣花酸，3～5份。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀电缆橡胶复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，70份；顺丁橡胶，30份；异戊橡胶，10份；棕榈酸异丙酯，5份；尼泊金乙酯，8份；氢化羊毛脂，3份；对羟基苯甲酸乙酯，2份；聚乙二醇，2份；三乙醇胺，3份；鞣花酸，4份。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀电缆橡胶复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，65份；顺丁橡胶，25份；异戊橡胶，5份；棕榈酸异丙酯，4份；尼泊金乙酯，6份；氢化羊毛脂，2份；对羟基苯甲酸乙酯，1份；聚乙二醇，1份；三乙醇胺，2份；鞣花酸，3份。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀电缆橡胶复合材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，75份；顺丁橡胶，35份；异戊橡胶，15份；棕榈酸异丙酯，6份；尼泊金乙酯，10份；氢化羊毛脂，4份；对羟基苯甲酸乙酯，3份；聚乙二醇，3份；三乙醇胺，4份；鞣花酸，5份。
5.权利要求1～4任一所述耐腐蚀电缆橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，将三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；
步骤S2，打开密炼机并预热至65～75℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为6～8min，即得混合料A；
步骤S3，向制备的混合料A中加入棕榈酸异丙酯、尼泊金乙酯、氢化羊毛脂、对羟基苯甲酸乙酯和聚乙二醇，1000转/min搅拌6～8分钟，混合均匀，即得混合料B；
步骤S4，将步骤S3所得混合料B加热至120～130℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280～300℃注塑成型即得。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中将步骤S3所得混合料B加热至125℃，加入三乙醇胺和鞣花酸混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在290℃注塑成型即得。
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