CN110240806A - 一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法，涉及电缆护套生产技术领域。所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶40‑50份、丙烯酸酯橡胶15‑20份、三元乙丙橡胶10‑15份、酚醛树脂2‑3份、改性剂0.8‑1.2份、聚硅氧烷6‑8份、双马来酰亚胺树脂3‑5份、苯甲基硅树脂5‑7份、偏硼酸钡3‑5份、磷酸铬6‑8份、氮化硼2‑4份、瓷土4‑6份、石英砂2‑3份、分散剂2‑4份、硫化剂2‑4份。本发明克服了现有技术的不足，不仅能够有效提升护套材料的耐高温性能，防止环境温度较高时电缆护套受热熔化甚至让内部导线裸露出来，护套材料安全性高，还能有效增强其阻燃性能，护套材料整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。

Description

一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆护套生产技术领域，具体涉及一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，用来连接电路、电器等。电缆具有内通电，外绝缘的特征。电缆导线外部包裹的覆盖层即为电缆护套，用来保护内部导线，同时防止使用者发生触电危险。
目前电缆护套材料的耐高温性能较差，这样当环境温度较高时电缆护套极易受热熔化，甚至让内部导线裸露出来，安全性较低。因此，一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料是研究者们研究的热点。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法，本发明克服了现有技术的不足，不仅能够有效提升护套材料的耐高温性能，防止环境温度较高时电缆护套受热熔化甚至让内部导线裸露出来，护套材料安全性高，还能有效增强其阻燃性能，护套材料整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶40-50份、丙烯酸酯橡胶15-20份、三元乙丙橡胶10-15份、酚醛树脂2-3份、改性剂0.8-1.2份、聚硅氧烷6-8份、双马来酰亚胺树脂3-5份、苯甲基硅树脂5-7份、偏硼酸钡3-5份、磷酸铬6-8份、氮化硼2-4份、瓷土4-6份、石英砂2-3份、分散剂2-4份、硫化剂2-4份。
优选的，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶45份、丙烯酸酯橡胶17.5份、三元乙丙橡胶12.5份、酚醛树脂2.5份、改性剂1.0份、聚硅氧烷7份、双马来酰亚胺树脂4份、苯甲基硅树脂6份、偏硼酸钡4份、磷酸铬7份、氮化硼3份、瓷土5份、石英砂2.5份、分散剂3份、硫化剂3份。
优选的，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为3:1混合而成。
优选的，所述分散剂为聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸中的一种或多种。
优选的，所述硫化剂为2-硫醇基咪唑啉、过氧化二异丙苯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
所述电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶和酚醛树脂混合加入反应釜内，升温至200-220℃，保温混炼40-60min后加入改性剂，继续保温混炼10-15min后通入氩气并升压至12-15MPa，保压改性30-50min后恢复至常压，后保温静置1-1.5h得改性橡胶备用；
(2)将硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混合加入密炼机内，升温至220-240℃，保温混炼1-2h后加入制得的改性橡胶，继续保温混炼2-3h得混合基料备用；
(3)将聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂混合加入高压釜内，升温至210-230℃，保温混炼1-1.5h后通入氩气并升压至8-10MPa，后保压渗透30-50min后恢复至常压，再保温静置1-1.5h得辅料备用；
(4)将偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂加入球磨机中，混合研磨后将其置于高温炉中，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后加入制得的辅料，并将其混合物倒入高速分散机中，高速分散30-40min后得混合料备用；
(5)将制得的混合料加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入分散剂和硫化剂，继续保温混炼2-3h后将其混合物打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
优选的，所述步骤(1)中调整转速至130-150r/min，步骤(2)中调整转速至100-120r/min，步骤(3)中调整转速至80-100r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min。
优选的，所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。
本发明提供一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶和酚醛树脂作为基料，通过先利用酚醛树脂在高温高压条件下对三元乙丙橡胶进行改性，再与硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混炼，能够有效提高护套材料的耐高温性能，护套材料质量好，使用效果好；
(2)本发明添加有聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂，通过在高温高压条件下进行渗透融合，能够有效提升护套材料的耐高温性能，防止环境温度较高时电缆护套受热熔化甚至让内部导线裸露出来，护套材料安全性高，便于使用；
(3)本发明还添加有偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂，通过先混合研磨再焙烧改性最后与辅料进行高速分散，能够在保证护套材料耐高温性能的同时，增强其阻燃性能，护套材料整体性能优异，使用寿命长，适宜推广。
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：
一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶40份、丙烯酸酯橡胶15份、三元乙丙橡胶10份、酚醛树脂2份、改性剂0.8份、聚硅氧烷6份、双马来酰亚胺树脂3份、苯甲基硅树脂5份、偏硼酸钡3份、磷酸铬6份、氮化硼2份、瓷土4份、石英砂2份、分散剂2份、硫化剂2份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为3:1混合而成；所述分散剂为聚丙烯酰胺；所述硫化剂为2-硫醇基咪唑啉。
所述电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶和酚醛树脂混合加入反应釜内，升温至200-220℃，保温混炼40-60min后加入改性剂，继续保温混炼10-15min后通入氩气并升压至12-15MPa，保压改性30-50min后恢复至常压，后保温静置1-1.5h得改性橡胶备用；
(2)将硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混合加入密炼机内，升温至220-240℃，保温混炼1-2h后加入制得的改性橡胶，继续保温混炼2-3h得混合基料备用；
(3)将聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂混合加入高压釜内，升温至210-230℃，保温混炼1-1.5h后通入氩气并升压至8-10MPa，后保压渗透30-50min后恢复至常压，再保温静置1-1.5h得辅料备用；
(4)将偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂加入球磨机中，混合研磨后将其置于高温炉中，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后加入制得的辅料，并将其混合物倒入高速分散机中，高速分散30-40min后得混合料备用；
(5)将制得的混合料加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入分散剂和硫化剂，继续保温混炼2-3h后将其混合物打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整转速至130-150r/min，步骤(2)中调整转速至100-120r/min，步骤(3)中调整转速至80-100r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min；所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。
实施例2：
一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶45份、丙烯酸酯橡胶17.5份、三元乙丙橡胶12.5份、酚醛树脂2.5份、改性剂1.0份、聚硅氧烷7份、双马来酰亚胺树脂4份、苯甲基硅树脂6份、偏硼酸钡4份、磷酸铬7份、氮化硼3份、瓷土5份、石英砂2.5份、分散剂3份、硫化剂3份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为3:1混合而成；所述分散剂为十二烷基硫酸钠；所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
所述电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶和酚醛树脂混合加入反应釜内，升温至200-220℃，保温混炼40-60min后加入改性剂，继续保温混炼10-15min后通入氩气并升压至12-15MPa，保压改性30-50min后恢复至常压，后保温静置1-1.5h得改性橡胶备用；
(2)将硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混合加入密炼机内，升温至220-240℃，保温混炼1-2h后加入制得的改性橡胶，继续保温混炼2-3h得混合基料备用；
(3)将聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂混合加入高压釜内，升温至210-230℃，保温混炼1-1.5h后通入氩气并升压至8-10MPa，后保压渗透30-50min后恢复至常压，再保温静置1-1.5h得辅料备用；
(4)将偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂加入球磨机中，混合研磨后将其置于高温炉中，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后加入制得的辅料，并将其混合物倒入高速分散机中，高速分散30-40min后得混合料备用；
(5)将制得的混合料加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入分散剂和硫化剂，继续保温混炼2-3h后将其混合物打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整转速至130-150r/min，步骤(2)中调整转速至100-120r/min，步骤(3)中调整转速至80-100r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min；所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。
实施例3：
一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶50份、丙烯酸酯橡胶20份、三元乙丙橡胶15份、酚醛树脂3份、改性剂1.2份、聚硅氧烷8份、双马来酰亚胺树脂5份、苯甲基硅树脂7份、偏硼酸钡5份、磷酸铬8份、氮化硼4份、瓷土6份、石英砂3份、分散剂4份、硫化剂4份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为3:1混合而成；所述分散剂为三乙基己基磷酸；所述硫化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
所述电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶和酚醛树脂混合加入反应釜内，升温至200-220℃，保温混炼40-60min后加入改性剂，继续保温混炼10-15min后通入氩气并升压至12-15MPa，保压改性30-50min后恢复至常压，后保温静置1-1.5h得改性橡胶备用；
(2)将硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混合加入密炼机内，升温至220-240℃，保温混炼1-2h后加入制得的改性橡胶，继续保温混炼2-3h得混合基料备用；
(3)将聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂混合加入高压釜内，升温至210-230℃，保温混炼1-1.5h后通入氩气并升压至8-10MPa，后保压渗透30-50min后恢复至常压，再保温静置1-1.5h得辅料备用；
(4)将偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂加入球磨机中，混合研磨后将其置于高温炉中，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后加入制得的辅料，并将其混合物倒入高速分散机中，高速分散30-40min后得混合料备用；
(5)将制得的混合料加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入分散剂和硫化剂，继续保温混炼2-3h后将其混合物打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中调整转速至130-150r/min，步骤(2)中调整转速至100-120r/min，步骤(3)中调整转速至80-100r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min；所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。
实施例4：
检测市面上普通的电缆护套材料和实施例1-3中电缆护套材料的耐高温和阻燃性能，其具体检测步骤如下：
(1)将市面上3种普通的护套材料设置为对照组1-3，将实施例1-3中制得的护套材料设置为实验组1-3；
(2)将对照组1-3和实验组1-3中的护套材料采用MZ-4102冲片机进行压片，按GB/T528-82和GB/T10707-2008标准，采用热失重分析仪TGA和JF-3型氧指数测定仪分别检测每组试样的耐热温度(℃)和氧指数LOI(％)，其检测结果如下表所示：
组别 耐热温度/℃ 氧指数LOI/％
对照组1 219.0 20.0
对照组2 212.5 22.0
对照组3 207.5 21.5
实验组1 325.0 29.0
实验组2 336.5 33.5
实验组3 328.0 31.5
由上表可知，由于实验组2的试样其耐热温度和氧指数均为最高，因此实施例2所制得的护套材料其耐高温和阻燃性能最好。
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 (8)

1.一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶40-50份、丙烯酸酯橡胶15-20份、三元乙丙橡胶10-15份、酚醛树脂2-3份、改性剂0.8-1.2份、聚硅氧烷6-8份、双马来酰亚胺树脂3-5份、苯甲基硅树脂5-7份、偏硼酸钡3-5份、磷酸铬6-8份、氮化硼2-4份、瓷土4-6份、石英砂2-3份、分散剂2-4份、硫化剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述电缆护套材料由以下重量份的原料制成：硅橡胶45份、丙烯酸酯橡胶17.5份、三元乙丙橡胶12.5份、酚醛树脂2.5份、改性剂1.0份、聚硅氧烷7份、双马来酰亚胺树脂4份、苯甲基硅树脂6份、偏硼酸钡4份、磷酸铬7份、氮化硼3份、瓷土5份、石英砂2.5份、分散剂3份、硫化剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为3:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠和三乙基己基磷酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述硫化剂为2-硫醇基咪唑啉、过氧化二异丙苯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
6.一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，所述电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶和酚醛树脂混合加入反应釜内，升温至200-220℃，保温混炼40-60min后加入改性剂，继续保温混炼10-15min后通入氩气并升压至12-15MPa，保压改性30-50min后恢复至常压，后保温静置1-1.5h得改性橡胶备用；
(2)将硅橡胶和丙烯酸酯橡胶混合加入密炼机内，升温至220-240℃，保温混炼1-2h后加入制得的改性橡胶，继续保温混炼2-3h得混合基料备用；
(3)将聚硅氧烷、双马来酰亚胺树脂和苯甲基硅树脂混合加入高压釜内，升温至210-230℃，保温混炼1-1.5h后通入氩气并升压至8-10MPa，后保压渗透30-50min后恢复至常压，再保温静置1-1.5h得辅料备用；
(4)将偏硼酸钡、磷酸铬、氮化硼、瓷土和石英砂加入球磨机中，混合研磨后将其置于高温炉中，升温至350-400℃，保温焙烧1-2h后加入制得的辅料，并将其混合物倒入高速分散机中，高速分散30-40min后得混合料备用；
(5)将制得的混合料加入上述步骤(1)中的密炼机内，再加入分散剂和硫化剂，继续保温混炼2-3h后将其混合物打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
7.根据权利要求6所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中调整转速至130-150r/min，步骤(2)中调整转速至100-120r/min，步骤(3)中调整转速至80-100r/min，步骤(4)中调整高速分散机的转速至800-1000r/min。
8.根据权利要求6所述的一种强效耐高温硅橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中混合研磨至过200目筛。
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