CN107698827A - 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107698827A
CN107698827A CN201710922665.1A CN201710922665A CN107698827A CN 107698827 A CN107698827 A CN 107698827A CN 201710922665 A CN201710922665 A CN 201710922665A CN 107698827 A CN107698827 A CN 107698827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nitile
parts
composite material
butadiene rubber
rubber composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710922665.1A
Other languages
English (en)
Inventor
舒春柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Lizhi Jiuchuang Intellectual Property Operations Ltd
Original Assignee
Sichuan Lizhi Jiuchuang Intellectual Property Operations Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Lizhi Jiuchuang Intellectual Property Operations Ltd filed Critical Sichuan Lizhi Jiuchuang Intellectual Property Operations Ltd
Priority to CN201710922665.1A priority Critical patent/CN107698827A/zh
Publication of CN107698827A publication Critical patent/CN107698827A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/28—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances natural or synthetic rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/016—Additives defined by their aspect ratio
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法，该丁腈橡胶复合材料包括以下重量份原材料制备而成：20‑35份的玄武岩纤维、15‑25份的腈硅橡胶、50‑60份的丁腈橡胶、10‑25份的改性剂、1‑3份的偶联剂、20‑30份的酚醛树脂；该丁腈橡胶复合材料具有优异的机械强度和绝缘性，可用于海洋电缆材料。

Description

一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
电缆是用一根或多根导线经过绞合制作成导体线芯，再在导体上施以相应的绝缘层，外面包上密封护套而形成的导线，主要由线芯、绝缘层、屏蔽层和护套层构成。电缆具有占用地面和空间少；供电安全可靠，触电可能性小；有利于提高电力系统的功率因数；运行、维护工作简单方便；有利于美化城市，具有保密性等诸多优点，被广泛应用于生活和生产中的各个领域。
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，具有耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强的优点，但也存在耐低温性差、耐臭氧性差、绝缘性能低劣、机械性能较差等缺陷；因而，直接用丁腈橡胶制备的电缆机械强度低、绝缘性差，不能满足电缆在海洋工程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服丁腈橡胶材料存在的机械性能差、绝缘性差的缺陷，提供一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法；本发明将玄武岩纤维进行针对性改性处理，使玄武岩纤维在丁腈橡胶中的相容性好，进而显著提高丁腈橡胶的机械强度和绝缘性。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电缆用丁腈橡胶复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：20-35份的玄武岩纤维、15-25份的腈硅橡胶、50-60份的丁腈橡胶、10-25份的改性剂、1-3份的偶联剂、20-30份的酚醛树脂。
本发明一种电缆用丁腈橡胶复合材料，通过对玄武岩纤维的改性处理，使玄武岩纤维在丁腈橡胶中的相容性好，界面上能形成大量化学键，受力情况下不容易发生剥离和位移，得到的丁腈橡胶复合材料机械性能和绝缘性显著增加。
上述一种电缆用丁腈橡胶复合材料，其中，所述的改性剂包括质量比为2-4︰1-3︰1-3的双氧水、有机酸和磷酸酯；所述改性剂能快速对玄武岩纤维表面进行腐蚀、活化和接枝，形成粗糙表面，并接枝大量活性有机基团，提高了玄武岩纤维与腈硅橡胶之间的化学键合和机械铆合能力；所述的机械铆合是指基体材料通过收缩应力包紧粗糙表面的纤维而产生的摩擦结合。
其中，所述的腈硅橡胶作为中介材料，不仅与丁腈橡胶相容性好，而且能与玄武岩纤维表面进行化学键接，形成化学键，从而显著提高玄武岩纤维在丁腈橡胶中的相容性。
其中，优选的，所述的有机酸为乙二酸、丁烯二酸、丙烯酸中的一种或多种。
上述一种电缆用丁腈橡胶复合材料，其中，优选的，所述的玄武岩纤维长度≤3mm，直径为1-5μm。
上述一种电缆用丁腈橡胶复合材料，其中，优选的，所述的玄武岩纤维中包括有重量百分数为0.1-1.5%的纳米氧化铝晶须，纳米氧化铝晶须可显著提高玄武岩纤维的抗折强度和抗电树枝化性能，对增加丁腈橡胶复合材料的机械性能和绝缘性有积极作用；最优选的，所述的纳米氧化铝晶须的重量百分比为0.5-1.2%。
其中，优选的，所述的纳米氧化铝晶须直径为2-5nm、长径比为3-10︰1。
上述一种电缆用丁腈橡胶复合材料，其中，所述的玄武岩纤维中还包括0.6-0.8%的纳米二氧化硅，纳米二氧化硅提高玄武岩纤维的韧性和抗电晕性，对增加丁腈橡胶复合材料的机械性能和绝缘性有积极作用。
其中，优选的，所述的纳米二氧化硅的粒径为5-10nm。
其中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，能进一步提高玄武岩纤维在丁腈橡胶中的相容性。
为了实现上述发明目的，进一步的，本发明提供了一种电缆用丁腈橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将玄武岩纤维用改性剂进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与丁腈橡胶、酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
本发明一种电缆用丁腈橡胶复合材料的制备方法，先对玄武岩纤维进行表面改性，提高玄武岩纤维的粗糙度和活性，再通过偶联剂的作用，进一步增加相容性，使玄武岩纤维与腈硅橡胶形成大量化学键；再通过腈硅橡胶与丁腈橡胶的复合，得到界面性能稳定，结构合理的丁腈橡胶复合材料；该制备方法简单可靠，适合用于丁腈橡胶复合材料的大规模、工业化生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明丁腈橡胶复合材料中的玄武岩纤维在改性剂处理后，具有粗糙表面，界面键接能力强特点，在丁腈橡胶中的相容性好，能显著提高其性能。
2、本发明丁腈橡胶复合材料中的玄武岩纤维含有纳米氧化铝和纳米二氧化硅，能提高丁腈橡胶的绝缘性。
3、本发明制备方法简单、可靠，适合丁腈橡胶复合材料的大规模、工业化生产。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
（1）将28份含有重量百分数为0.8%长径比为6︰1、直径为3nm的氧化铝晶须和0.7%的粒径为8nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维用18份的包括质量比为3︰2︰2的双氧水、乙二酸和磷酸酯进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将20份腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、2硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
实施例2
（1）将20份含有重量百分数为1.5%长径比为3︰1、直径为2nm的氧化铝晶须和0.6%的粒径为10nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维用25份的包括质量比为2︰1︰1的双氧水、丙烯酸和磷酸酯进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将25份腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、3硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与50份丁腈橡胶、30份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
实施例3
（1）将35份含有重量百分数为0.1%长径比为10︰1、直径为5nm的氧化铝晶须和0.8%的粒径为5nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维用25份的包括质量比为2︰3︰3的双氧水、丁烯二酸和磷酸酯进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将15份腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、1硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与60份丁腈橡胶、20份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
实施例4
（1）将28份普通玄武岩纤维用20份的包括质量比为2︰1︰1的双氧水、乙二酸、磷酸酯进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将20份腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、2硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
对比例1
（1）将28份含有重量百分数为0.8%长径比为6︰1、直径为3nm的氧化铝晶须和0.7%的粒径为8nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维与20份腈硅橡胶、2硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（2）将中间体与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
对比例2
（1）将28份含有重量百分数为0.8%长径比为6︰1、直径为3nm的氧化铝晶须和0.7%的粒径为8nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维用18份的包括质量比为3︰2的双氧水、乙二酸进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将20份腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、2硅烷偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
对比例3
（1）将28份含有重量百分数为0.8%长径比为6︰1、直径为3nm的氧化铝晶须和0.7%的粒径为8nm纳米二氧化硅的玄武岩纤维用18份的包括质量比为3︰2︰2的双氧水、乙二酸和磷酸酯进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将改性玄武岩纤维与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂、2硅烷偶联剂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
对比例4
将20份腈硅橡胶与55份丁腈橡胶、25份的酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
将上述实施例1-4和对比例1-4中的丁腈橡胶复合材料，进行性能检测，记录数据如下：
编号 拉伸强度（MPa） 抗折强度（MPa） 绝缘性
实施例1 67 23 ++++++
实施例2 65 24 ++++++
实施例3 65 22 ++++++
实施例4 62 20 +++++
对比例1 43 12 +++
对比例2 48 16 ++++
对比例3 41 14 +++
对比例4 26 7 +
注：“+”越多，表示性能越好。
对上述实验数据分析可知，实施例1-4中制备得到的本发明丁腈橡胶复合材料，机械性能好，绝缘性能好；而对比例1-4中，未采用本发明技术方案得到的丁腈橡胶复合材料性能显著降低。

Claims (9)

1.一种电缆用丁腈橡胶复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：20-35份的玄武岩纤维、15-25份的腈硅橡胶、50-60份的丁腈橡胶、10-25份的改性剂、1-3份的偶联剂、20-30份的酚醛树脂；所述的改性剂包括质量比为2-4︰1-3︰1-3的双氧水、有机酸和磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的有机酸为乙二酸、丁烯二酸、丙烯酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维长度≤3mm，直径为1-5μm。
4.根据权利要求1所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维中包括有重量百分数为0.1-1.5%的纳米氧化铝晶须。
5.根据权利要求4所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的纳米氧化铝晶须直径为2-5nm、长径比为1-10︰1。
6.根据权利要求1所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维中还包括0.6-0.8%的纳米二氧化硅。
7.根据权利要求6所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的纳米二氧化硅的粒径为5-10nm。
8.根据权利要求1所述的丁腈橡胶复合材料，其特征在于，所述的稳定剂为脂肪酸锌。
9.一种权利要求1-8任一项所述丁腈橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将玄武岩纤维用改性剂进行处理，得到改性玄武岩纤维；
（2）将腈硅橡胶与改性玄武岩纤维、偶联剂混合挤出得到中间体；
（3）将中间体与丁腈橡胶、酚醛树脂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到丁腈橡胶复合材料。
CN201710922665.1A 2017-09-30 2017-09-30 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法 Withdrawn CN107698827A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710922665.1A CN107698827A (zh) 2017-09-30 2017-09-30 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710922665.1A CN107698827A (zh) 2017-09-30 2017-09-30 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107698827A true CN107698827A (zh) 2018-02-16

Family

ID=61184034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710922665.1A Withdrawn CN107698827A (zh) 2017-09-30 2017-09-30 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107698827A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111849046A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 上海蓝昊电气江苏有限公司 一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111849046A (zh) * 2020-07-31 2020-10-30 上海蓝昊电气江苏有限公司 一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料
CN111849046B (zh) * 2020-07-31 2022-05-06 上海蓝昊电气江苏有限公司 一种耐高温电缆用半导电外屏蔽材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103897323B (zh) 交联树脂组合物、使用了该交联树脂组合物的电线以及电缆
CN106065175B (zh) 无卤阻燃新能源充电桩用电线电缆材料
CN112795142B (zh) 一种环氧树脂-碳纳米管阻燃复合材料及其制备方法
CN106397942A (zh) 一种聚乙烯树脂材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法
CN108192286A (zh) 复合绝缘子及其制备方法
CN104945749A (zh) 一种建筑用高绝缘性低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
CN102136319A (zh) 架空导线用连续高强纤维树脂基复合芯及制备方法
CN107286526A (zh) 一种电缆保护管及其制备方法
WO2014178490A1 (ko) 강인화 에폭시 수지 조성물, 이의 제조방법 및 강인화 에폭시 수지
CN104788832A (zh) 一种纳米硼纤维增强建筑用低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
He et al. Silane coupling agent modification on interlaminar shear strength of carbon fiber/epoxy/nano‐caco3 composites
CN111154171A (zh) 一种矿物绝缘电缆用耐老化抗开裂护套料及其制备方法
CN104761832B (zh) 一种介孔二氧化硅纳米复合核电电缆绝缘料及制备方法
CN117384441A (zh) 一种pe管材及其制备方法
CN107698827A (zh) 一种电缆用丁腈橡胶复合材料及其制备方法
CN107652512A (zh) 一种电缆绝缘材料及其制备方法
CN118006025A (zh) 一种海上光伏线缆绝缘护套材料及其制备方法
CN104131459B (zh) 一种含CNTs的乙烯基酯类碳纤维上浆剂及其制备方法
KR20140110139A (ko) 내한성 및 내유성을 갖는 전력 케이블
CN108752746A (zh) 一种高强度电缆保护管及其制备方法
CN116936170B (zh) 一种电动汽车用耐高温复合电缆
CN107833670A (zh) 一种高机械强度绝缘电缆
CN205364713U (zh) 高分子无泄露双箔自粘铝箔
RU167986U1 (ru) Композиционный несущий элемент для электрического провода
RU2599387C1 (ru) Бикомпонентный проводник

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180216