CN107698985A - 防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通讯领域，具体涉及一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料及其制备方法，其成分包括：乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、氧化硅、纳米氧化锌、增塑剂、催化剂、环戊烷、阻燃剂、防老剂mb、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’‑间苯撑双马来酰亚胺、乙炔炭黑，本发明硅橡胶电缆材料，不仅具有防水能力强、热稳定性强、耐高低温性能好，而且还具有抗臭氧、耐候性强的优点；纳米氧化锌、环戊烷和氧化硅使硅橡胶电缆材料光洁性能、耐磨性能、机械强度和抗老化性好；二丁基二月桂酸锡、2‑硫醇基苯并噻唑与聚卡波树脂使硅橡胶电缆材料软化迅速成型，氯化石蜡和聚氯乙烯使硅橡胶电缆材料阻燃性能好。

Description

防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及通讯领域，具体涉及一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料及其制备方法。
背景技术
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。电缆料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电线电缆需求就有电缆料的市场。电线电缆产品中除钢芯铝绞线、电磁线等裸线产品外几乎都需要绝缘层口。目前我国有电线电缆生产企业近5000家，又有城乡电网改造、西部大开发及通信设施大面积升级改造对电线电缆产品的巨大需求，因而从一段时间来看，电缆料在我国具有广泛的市场发展前景。
例如中国专利申请号为CN201410670196.5本发明公开了一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料包括硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶、聚氨酯、改性氧化铝、尼龙6、四甲基哌啶氧、纳米碳酸钙、羧化碳纳米管、偶联剂、过氧化二异丙苯、改性酶解木质素、氧化锌、硬脂酸、超细氢氧化铝、乙二醇二磷酸四乙酯、二甘醇二磷酸四乙酯、微胶囊化红磷、三烯丙基异三聚氰酸酯、丙烯酸、促进剂、防老剂、软化剂。本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其阻燃性好，耐磨性高，机械强度高，使用寿命长。
目前市场上的硅橡胶电缆料的阻燃性好，耐磨性高，机械强度高但电缆的防水性能不好，抗冻能力差，因此亟需开发一种具有优异防水能力和抗冻能力的电缆材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种机械强度高防水密封性好的硅橡胶电缆材料，不仅具有阻燃性好，耐磨性高，机械强度高的优点，还具有防水性能好，抗冻能力强的优点。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶50-68份、三聚氰酸三烯丙酯34-46份、松节油10-18份、尼龙聚酯8-12份、玻璃纤维5-9份、氧化硅4-7份、纳米氧化锌0.1-2份、增塑剂7-12份、催化剂0.3-2份、环戊烷4-8份、阻燃剂1-3.5份、防老剂mb2-5份、橡胶促进剂2-6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯3-6份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1-3份、乙炔炭黑0.5-2份。
优选的，一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在180-210℃的条件下开炼60-90min，然后升温至220-240℃密炼100-140min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至130-180℃，搅拌反应时间为90-140min，随后降温至80-95℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在190-210℃的条件下搅拌25-40min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在90-95℃下加热600-800min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C，
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放50-80，即得硅橡胶电缆材料成品。
优选的，所述增塑剂选用聚卡波树脂。
优选的，所述橡胶促进剂选用2-硫醇基苯并噻唑。
优选的，所述催化剂选用二丁基二月桂酸锡。
优选的，阻燃剂选用氯化石蜡和聚氯乙烯。
有益效果：
本发明以乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑作为制备硅橡胶电缆材料的原料，所制备的硅橡胶电缆材料交联度高和变联极为密实，不仅防水能力强，热稳定性强、耐高低温性能好，而且还具有抗臭氧、耐候性强的优点；纳米氧化锌环戊烷和氧化硅相互配合使得硅橡胶电缆材料光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性，延长硅橡胶电缆材料的使用寿命；另外，本发明采用的二丁基二月桂酸锡、2-硫醇基苯并噻唑与聚卡波树脂相互协同能使硅橡胶电缆材料软化迅速成型，而对硫化几乎无影响。同时增加氯化石蜡和聚氯乙烯硅橡胶电缆材料阻燃性能更好，防止意外发生。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶58份、三聚氰酸三烯丙酯34份、松节油13份、尼龙聚酯8份、玻璃纤维5份、氧化硅4份、纳米氧化锌0.1份、增塑剂7份、催化剂2份、环戊烷4份、阻燃剂2份、防老剂mb2份、橡胶促进剂3份、二甲基丙烯酸乙二醇酯3份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺3份、乙炔炭黑0.5份。
根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在180℃的条件下开炼60min，然后升温至220℃密炼120min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至130℃，搅拌反应时间为90min，随后降温至80℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在190℃的条件下搅拌25min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在90℃下加热600min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C；
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放50，即得硅橡胶电缆材料成品。
经测试，通过实施例1制备的硅橡胶电缆材料的邵氏硬度为76H，拉伸强度为25MPa，扯断伸长率为320%，撕裂强度为42.3kN/m，体积膨胀率为101.8%；在-60℃冷空气下30h，10个样品全部不开裂，臭氧老化2级。
实施例2：
一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶62份、三聚氰酸三烯丙酯38份、松节油10份、尼龙聚酯9份、玻璃纤维9份、氧化硅5份、纳米氧化锌0.9份、增塑剂9份、催化剂0.9份、环戊烷6份、阻燃剂1.3份、防老剂mb3份、橡胶促进剂2份、二甲基丙烯酸乙二醇酯4份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1份、乙炔炭黑1份。
根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在200℃的条件下开炼80min，然后升温至230℃密炼110min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至145℃，搅拌反应时间为120min，随后降温至90℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在195℃的条件下搅拌35min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在91℃下加热750min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C；
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放60，即得硅橡胶电缆材料成品。
经测试，通过实施例2制备的硅橡胶电缆材料的邵氏硬度为74H，拉伸强度为23MPa，扯断伸长率为408%，撕裂强度为41.2kN/m，体积膨胀率为102.1%；在-60℃冷空气下30h，10个样品全部不开裂；臭氧老化2级。
实施例3：
一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶50份、三聚氰酸三烯丙酯42份、松节油10份、尼龙聚酯9份、玻璃纤维9份、氧化硅5份、纳米氧化锌2份、增塑剂11份、催化剂0.3份、环戊烷7份、阻燃剂1份、防老剂mb4份、橡胶促进剂5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯5份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2份、乙炔炭黑2份。
根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在190℃的条件下开炼90min，然后升温至235℃密炼100min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至160℃，搅拌反应时间为110min，随后降温至95℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在200℃的条件下搅拌30min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在93℃下加热650min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C；
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放70，即得硅橡胶电缆材料成品。
经测试，通过实施例3制备的硅橡胶电缆材料的邵氏硬度为76H，拉伸强度为24MPa，扯断伸长率为412%，撕裂强度为41.6kN/m，体积膨胀率为101.5%；在-60℃冷空气下30h，10个样品全部不开裂；臭氧老化2级。
实施例4：
一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶68份、三聚氰酸三烯丙酯46份、松节油18份、尼龙聚酯12份、玻璃纤维8份、氧化硅7份、纳米氧化锌1.3份、增塑剂12份、催化剂1.6份、环戊烷8份、阻燃剂3.5份、防老剂mb5份、橡胶促进剂6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯6份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1.8份、乙炔炭黑2份。
根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在210℃的条件下开炼70min，然后升温至240℃密炼140min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至180℃，搅拌反应时间为140min，随后降温至85℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在210℃的条件下搅拌40min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在95℃下加热800min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C；
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放80，即得硅橡胶电缆材料成品。
经测试，通过实施例4制备的硅橡胶电缆材料的邵氏硬度为80H，拉伸强度为25MPa，扯断伸长率为425%，撕裂强度为42.3kN/m，体积膨胀率为101.7%；在-60℃冷空气下30h，10个样品全部不开裂；臭氧老化2级。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯基硅橡胶50-68份、三聚氰酸三烯丙酯34-46份、松节油10-18份、尼龙聚酯8-12份、玻璃纤维5-9份、氧化硅4-7份、纳米氧化锌0.1-2份、增塑剂7-12份、催化剂0.3-2份、环戊烷4-8份、阻燃剂1-3.5份、防老剂mb2-5份、橡胶促进剂2-6份、二甲基丙烯酸乙二醇酯3-6份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1-3份、乙炔炭黑0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将乙烯基硅橡胶、三聚氰酸三烯丙酯、松节油、尼龙聚酯、玻璃纤维、催化剂、橡胶促进剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺和乙炔炭黑加入密炼炉，在180-210℃的条件下开炼60-90min，然后升温至220-240℃密炼100-140min，密炼结束后，将物料取出，得到熔融硅橡胶，备用；
b、将熔融硅橡胶转入磁力反应釜中，并向磁力反应釜中依次加入环戊烷、氧化硅和纳米氧化锌，进行真空加热，升温至130-180℃，搅拌反应时间为90-140min，随后降温至80-95℃，得到混合组分A；
c、将混合组分A转入搅拌机中，然后向其中加入阻燃剂、防老剂和增塑剂，并在190-210℃的条件下搅拌25-40min，得到混合组分B；
d、熔融混合组分B，将混合物组分B在90-95℃下加热600-800min，再次加入N-甲基二乙醇胺，得到混合物C；
e、将混合物C倒入模具中成型，常温存放50-80，即得硅橡胶电缆材料成品。
3.权权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于：所述增塑剂选用聚卡波树脂。
4.根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于：所述橡胶促进剂选用2-硫醇基苯并噻唑。
5.根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于：所述催化剂选用二丁基二月桂酸锡。
6.根据权利要求1所述的一种防水能力强抗冻能力强的硅橡胶电缆材料，其特征在于：所述阻燃剂选用氯化石蜡和聚氯乙烯。
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