CN106146926A - 一种耐热耐老化电缆护套材料 - Google Patents

一种耐热耐老化电缆护套材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶50‑80份、聚氯乙烯10‑20份、环氧化天然橡胶3‑20份、氧化锌2‑5份、硬脂酸2‑5份、硫磺0.2‑1.5份、过氧化二异丙苯0.5‑2.5份、石墨烯5‑15份、白炭黑3‑15份、纳米碳酸钙3‑15份、蒙脱土3‑10份、纳米二氧化硅3‑10份、聚四氟乙烯3‑10份、硬脂酸锌0.5‑2份、晶须2‑5份、促进剂2‑3.5份、聚3‑羟基丁酸酯4‑羟基丁酸酯2‑8份、环氧大豆油1‑5份、防老剂2‑5份、γ‑环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷2‑5份。本发明提出的耐热耐老化电缆护套材料，其强度高，耐热性、耐老化性能、抗冲击性能好。

Description

一种耐热耐老化电缆护套材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐热耐老化电缆护套材料。
背景技术
随着我国石油化工、通讯、交通、建筑、电力等工业的发展，近年来发电厂、变电站、冶炼以及石油化工等行业对电缆的需求量极大，同时对电缆的性能和数量提出了更高的要求，因此用于制作电缆的材料也逐渐高档化、特种化和专用化。电缆护套作为电缆的最外层材料，对电缆的综合性能影响较大，其不仅要求具有优良的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，同时还需要拥有良好的耐热性和耐老化性能等。虽然现在市场上的电缆有多种多样，但是大部分电缆其护套材料性能仍不是很理想，电缆在使用的过程中，存在耐热性和耐老化性不是很理想的缺陷，抗冲击性能欠佳，缩短了电缆的使用寿命，增加了经济压力，并存在安全隐患。
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热耐老化电缆护套材料，其强度高，耐热性和耐老化性能优异，抗冲击性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶50-80份、聚氯乙烯10-20份、环氧化天然橡胶3-20份、氧化锌2-5份、硬脂酸2-5份、硫磺0.2-1.5份、过氧化二异丙苯0.5-2.5份、石墨烯5-15份、白炭黑3-15份、纳米碳酸钙3-15份、蒙脱土3-10份、纳米二氧化硅3-10份、聚四氟乙烯3-10份、硬脂酸锌0.5-2份、晶须2-5份、促进剂2-3.5份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯2-8份、环氧大豆油1-5份、防老剂2-5份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷2-5份。
优选地，其原料中，天然橡胶、聚氯乙烯、环氧化天然橡胶的重量比为60-70：13-18：10-17。
优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶62-65份、聚氯乙烯15-17份、环氧化天然橡胶12-15份、氧化锌3-4份、硬脂酸3-3.8份、硫磺0.7-1.1份、过氧化二异丙苯1-1.5份、石墨烯9-12份、白炭黑8-12份、纳米碳酸钙7-10份、蒙脱土5.8-6.5份、纳米二氧化硅7-8份、聚四氟乙烯5.8-6.5份、硬脂酸锌1-1.6份、晶须3.2-4份、促进剂2.8-3.2份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5-6.2份、环氧大豆油3.2-4份、防老剂3-4份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.2-4份。
优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶64份、聚氯乙烯16.5份、环氧化天然橡胶13.2份、氧化锌3.6份、硬脂酸3.2份、硫磺1份、过氧化二异丙苯1.2份、石墨烯10份、白炭黑9份、纳米碳酸钙8.5份、蒙脱土6.2份、纳米二氧化硅7.3份、聚四氟乙烯6份、硬脂酸锌1.2份、晶须3.6份、促进剂3份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5.5份、环氧大豆油3.6份、防老剂3.6份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.7份。
优选地，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂D、促进剂M中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述晶须为硼酸镁晶须、硼酸钙晶须、硼酸铜铝晶须、碱式硫酸镁晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂246、防老剂4020、防老剂MB、对氨基二苯胺中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为4-6:1-3:5-10的混合物；以防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为4-6:1-3:5-10的混合物作为护套材料的防老剂时，有助于促进体系的交联反应，使所得的护套材料具有较好的力学性能，同时能降低护套材料的热膨胀系数和等温压缩系数，赋予护套材料最佳的耐热空气老化性能和较好的热稳定性；另外，在护套材料的制备过程中，γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷一方面能与体系中填料表面的羟基发生作用，另一方面能与对氨基二苯胺进行接枝反应，从而提高了填料在体系中的分散性，进一步提高了护套材料的热氧老化性能。
本发明所述耐热耐老化电缆护套材料可以按照常规的天然橡胶制备工艺，将各原料混合后经混炼、硫化得到。
本发明所述耐热耐老化电缆护套材料的原料中，以天然橡胶和聚氯乙烯为主料，并加入了环氧化天然橡胶对其进行改性，使天然橡胶与聚氯乙烯实现了良好的相容性，赋予护套材料优异的弹性和机械强度；以石墨烯、纳米碳酸钙、蒙脱土、纳米二氧化硅、聚四氟乙烯、晶须与白炭黑作为填料体系，在γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷的辅助作用下，在体系中分散均匀，显著提高了护套材料的耐热性和耐老化性，同时因晶须的加入提高了护套材料的拉伸强度和弹性模量，克服了因聚氯乙烯的加入引起的韧性降低的缺陷；聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯其本身为大分子聚合物具有较高的强度，加入体系中，以较小粒子分散在体系中，起到增塑的作用，与环氧大豆油配合，显著提高了体系的断裂伸长率，赋予电缆护套材料良好的韧性，在受到外力作用时，会发生空洞化和不规则的塑性形变，从而吸收更多的能量，显著提高护套材料的冲击强度。
对本发明所述耐热耐老化电缆护套材料进行性能检测，其拉伸强度为24-27MPa，相对伸长率为675-695％，邵氏A硬度为64-66度，由以上数据可知，所述耐热耐老化电缆护套材料具有优异的拉伸强度、断裂伸长率和合适的硬度；在空气中，150℃下老化500h后进行性能测试，其拉伸强度下降率为2-3.5％，拉断伸长下降率为5-12％，邵氏A硬度增加1.5-2度，由以上数据可知，本发明所述耐热耐老化电缆护套材料耐热性和耐老化性能优异。
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
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶80份、聚氯乙烯10份、环氧化天然橡胶20份、氧化锌2份、硬脂酸5份、硫磺0.2份、过氧化二异丙苯2.5份、石墨烯5份、白炭黑15份、纳米碳酸钙3份、蒙脱土10份、纳米二氧化硅3份、聚四氟乙烯10份、硬脂酸锌0.5份、晶须5份、促进剂2份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯8份、环氧大豆油1份、防老剂5份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷2份。
实施例2
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶50份、聚氯乙烯20份、环氧化天然橡胶3份、氧化锌5份、硬脂酸2份、硫磺1.5份、过氧化二异丙苯0.5份、石墨烯15份、白炭黑3份、纳米碳酸钙15份、蒙脱土3份、纳米二氧化硅10份、聚四氟乙烯3份、硬脂酸锌2份、晶须2份、促进剂3.5份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯2份、环氧大豆油5份、防老剂4020 2份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷5份。
实施例3
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶65份、聚氯乙烯15份、环氧化天然橡胶15份、氧化锌3份、硬脂酸3.8份、硫磺0.7份、过氧化二异丙苯1.5份、石墨烯9份、白炭黑12份、纳米碳酸钙7份、蒙脱土6.5份、纳米二氧化硅7份、聚四氟乙烯6.5份、硬脂酸锌1份、硼酸镁晶须3.2份、促进剂TMTD 0.5份、促进剂D 0.6份、促进剂M 2.1份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5份、环氧大豆油4份、防老剂3份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷4份；
其中，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为4:3:5的混合物。
实施例4
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶62份、聚氯乙烯17份、环氧化天然橡胶12份、氧化锌4份、硬脂酸3份、硫磺1.1份、过氧化二异丙苯1份、石墨烯12份、白炭黑8份、纳米碳酸钙10份、蒙脱土5.8份、纳米二氧化硅8份、聚四氟乙烯5.8份、硬脂酸锌1.6份、硼酸钙晶须1份、硼酸铜铝晶须0.8份、碱式硫酸镁晶须1.2份、碳酸钙晶须1份、促进剂D 1份、促进剂M 1.8份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯6.2份、环氧大豆油3.2份、防老剂4份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.2份；
其中，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为6:1:10的混合物。
实施例5
本发明提出的一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶64份、聚氯乙烯16.5份、环氧化天然橡胶13.2份、氧化锌3.6份、硬脂酸3.2份、硫磺1份、过氧化二异丙苯1.2份、石墨烯10份、白炭黑9份、纳米碳酸钙8.5份、蒙脱土6.2份、纳米二氧化硅7.3份、聚四氟乙烯6份、硬脂酸锌1.2份、碳酸钙晶须2份、硫酸钙晶须1份、钛酸钾晶须0.6份、促进剂TMTD 3份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5.5份、环氧大豆油3.6份、防老剂3.6份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.7份；
其中，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为5:2:7的混合物。
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)

1.一种耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶50-80份、聚氯乙烯10-20份、环氧化天然橡胶3-20份、氧化锌2-5份、硬脂酸2-5份、硫磺0.2-1.5份、过氧化二异丙苯0.5-2.5份、石墨烯5-15份、白炭黑3-15份、纳米碳酸钙3-15份、蒙脱土3-10份、纳米二氧化硅3-10份、聚四氟乙烯3-10份、硬脂酸锌0.5-2份、晶须2-5份、促进剂2-3.5份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯2-8份、环氧大豆油1-5份、防老剂2-5份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷2-5份。
2.根据权利要求1所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料中，天然橡胶、聚氯乙烯、环氧化天然橡胶的重量比为60-70：13-18：10-17。
3.根据权利要求1或2所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶62-65份、聚氯乙烯15-17份、环氧化天然橡胶12-15份、氧化锌3-4份、硬脂酸3-3.8份、硫磺0.7-1.1份、过氧化二异丙苯1-1.5份、石墨烯9-12份、白炭黑8-12份、纳米碳酸钙7-10份、蒙脱土5.8-6.5份、纳米二氧化硅7-8份、聚四氟乙烯5.8-6.5份、硬脂酸锌1-1.6份、晶须3.2-4份、促进剂2.8-3.2份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5-6.2份、环氧大豆油3.2-4份、防老剂3-4份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.2-4份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶64份、聚氯乙烯16.5份、环氧化天然橡胶13.2份、氧化锌3.6份、硬脂酸3.2份、硫磺1份、过氧化二异丙苯1.2份、石墨烯10份、白炭黑9份、纳米碳酸钙8.5份、蒙脱土6.2份、纳米二氧化硅7.3份、聚四氟乙烯6份、硬脂酸锌1.2份、晶须3.6份、促进剂3份、聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯5.5份、环氧大豆油3.6份、防老剂3.6份、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.7份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂D、促进剂M中的一种或者多种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述晶须为硼酸镁晶须、硼酸钙晶须、硼酸铜铝晶须、碱式硫酸镁晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须中的一种或者多种的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂246、防老剂4020、防老剂MB、对氨基二苯胺中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐热耐老化电缆护套材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、对氨基二苯胺按重量比为4-6:1-3:5-10的混合物。
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