CN110483905A - 一种易加工高耐磨的橡胶电缆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶70‑90份、表面改性碳纤维3‑5份、硅烷偶联剂0.5‑1.5份、氧化锌4‑5份、硬脂酸盐3‑4份、增塑剂12‑16份、白炭黑5‑8份、硫化剂1‑1.5份、防老剂0.5‑1份。本发明电缆料具有优良的耐磨性、易加工性、抗老化和阻燃性，且原料易得，成本低廉，与此同时其制备工艺简单，操作方便，通过橡胶塑炼、混炼中条件的精准把控，令产品具有极高的稳定性，适合电缆料企业的规模化、工业化生产。

Description

一种易加工高耐磨的橡胶电缆料

技术领域

本发明属于橡胶材料技术领域，尤其涉及一种易加工高耐磨的橡胶电缆料。

背景技术

电线电缆是一种用以传输电能，信息和实现电磁能转换的线材产品。是使用电气产品时必须配套的产品之一，作为电力传输的主要载体，在电气产品中起着传输电力、传递信息和实现电磁能量转换的作用，广泛应用于电器装备、照明线路、家用电器等方面，其质量的好坏直接影响到工程质量、电力和信息传输的稳定性及消费者的生命财产安全。随着社会经济的发展，电线电缆的用量和需求量迅速增长，对其要求也越来越高，不仅要求其能传输电力，还要求其使用安全环保，具有较高的强度、耐磨性和阻燃性，并能够根据具体需要进一步加工改进。

自从1962年三元乙丙橡胶(EPDM)问世以来，就因其优良的耐老化、耐水、耐热变形及优良的电绝缘等性能，受到电缆工业的重视。但同大多数碳氢高分子化合物一样，三元乙丙橡胶易燃烧，且耐磨性能有限，且现有的化学交联阻燃电缆料为保证其高阻燃性会导致其弹性不足，其断裂伸长率在200%以下，不利于后续进一步的加工，不能满足一些特殊产品的要求，存在的阻燃性、物理机械性能和后期加工性能等之间的矛盾。

同时，现有的电缆料制作工艺过程存在加工工艺复杂，操作不便，产品质量不稳定，甚至有毒有害。产品的阻燃性、机械性能、绝缘性能和弹性无满足使用要求。这些缺点和技术问题限定了产品的应用，存在施工作业隐患，甚至造成安全事故。因此，利用橡胶材料复配改性的较大空间，以适应电缆市场更严格的需求，开发易加工高耐磨的橡胶电缆料三元乙丙橡胶电缆料对于市场而言是急需的。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种易加工高耐磨的橡胶电缆料。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶70-90份、表面改性碳纤维3-5份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、氧化锌4-5份、硬脂酸盐3-4份、增塑剂12-16份、白炭黑5-8份、硫化剂1-1.5份、防老剂0.5-1份。

优选的，所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶80份、表面改性碳纤维4份、硅烷偶联剂1份、氧化锌4份、硬脂酸盐4份、增塑剂14份、白炭黑6份、硫化剂1份、防老剂1份。

进一步的，所述表面改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维洗净后烘干，通过电容耦合射频辉光放电产生的氧等离子体处理，再将其浸没于2mol/L氯化铁水溶液中，滴加吡咯至完全聚合，将碳纤维取出用清水冲净，得表面改性碳纤维备用。

进一步的，所述氧等离子体处理中放电功率控制为65-75W，气体压力控制为22-26Pa。

进一步的，所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的任意一种。

进一步的，所述增塑剂选自葵二酸二辛脂、己二酸二辛酯中的任意一种。

进一步的，所述硫化剂选自硫磺和1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷中的任意一种。

本发明还提供了一种如上所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份配比将三元乙丙橡胶、表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸盐、增塑剂加入到密炼机中，塑炼10-15分钟，至密炼机达到150-160℃时出料；

（2）待上述出料物料冷却后再与白炭黑、硫化剂、防老剂混合，再次送入密炼机中，混炼5-8分钟，至密炼机达到125-135℃时出料，得到混炼料；

（3）将上述混炼料送入开炼机中开炼，薄通6-8次，即得本发明电缆料。

本发明的优点是：

本发明以三元乙丙橡胶为主要原料，通过表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、硫化剂、增塑剂等相配合使用，制作成一种复合橡胶电缆料，既保留了三元乙丙橡胶原有的优良性质，且复配材料能进一步提升电缆料的性能，其中表面改性碳纤维的碳纤维经等离子体刻蚀，增加了表面羧基数量，再与吡咯形成氢键，有利于应力在界面的有效传递，同时沉积的吡咯凸起使碳纤维表面粗糙程度增加，令纤维与橡胶基体间的机械铆合作用加大，二者共同作用提高了界面粘结强度，使碳纤维牢牢结合在橡胶内，使橡胶材料具备碳纤维的部分优异性能，从而使成品电缆料具有优异的耐磨性能，同时还具有较宽范围窗口的加工性，能够根据具体需要对电缆料进行进一步深加工，提升商品性能。

本发明电缆料具有优良的耐磨性、易加工性、抗老化和阻燃性，且原料易得，成本低廉，与此同时其制备工艺简单，操作方便，通过橡胶塑炼、混炼中条件的精准把控，令产品具有极高的稳定性，适合电缆料企业的规模化、工业化生产。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶70份、表面改性碳纤维3份、硅烷偶联剂0.5份、氧化锌4份、硬脂酸锌3份、葵二酸二辛脂12份、白炭黑5份、硫磺1份、防老剂0.5份。

所述表面改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维洗净后烘干，通过电容耦合射频辉光放电产生的氧等离子体处理，再将其浸没于2mol/L氯化铁水溶液中，滴加吡咯至完全聚合，将碳纤维取出用清水冲净，得表面改性碳纤维备用。

所述氧等离子体处理中放电功率控制为65W，气体压力控制为26Pa。

一种如上所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份配比将三元乙丙橡胶、表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸锌、葵二酸二辛脂加入到密炼机中，塑炼10分钟，至密炼机达到150℃时出料；

（2）待上述出料物料冷却后再与白炭黑、硫磺、防老剂混合，再次送入密炼机中，混炼5分钟，至密炼机达到125℃时出料，得到混炼料；

（3）将上述混炼料送入开炼机中开炼，薄通6次，即得本发明电缆料。

实施例2

一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶90份、表面改性碳纤维5份、硅烷偶联剂1.5份、氧化锌5份、硬脂酸钙4份、葵二酸二辛脂16份、白炭黑8份、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷1.5份、防老剂1份。

所述表面改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维洗净后烘干，通过电容耦合射频辉光放电产生的氧等离子体处理，再将其浸没于2mol/L氯化铁水溶液中，滴加吡咯至完全聚合，将碳纤维取出用清水冲净，得表面改性碳纤维备用。

所述氧等离子体处理中放电功率控制为75W，气体压力控制为22Pa。

一种如上所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份配比将三元乙丙橡胶、表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸钙、葵二酸二辛脂加入到密炼机中，塑炼15分钟，至密炼机达到160℃时出料；

（2）待上述出料物料冷却后再与白炭黑、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷、防老剂混合，再次送入密炼机中，混炼8分钟，至密炼机达到135℃时出料，得到混炼料；

（3）将上述混炼料送入开炼机中开炼，薄通8次，即得本发明电缆料。

实施例3

一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶80份、表面改性碳纤维4份、硅烷偶联剂1份、氧化锌4份、硬脂酸钡4份、己二酸二辛酯14份、白炭黑6份、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷1份、防老剂1份。

所述表面改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维洗净后烘干，通过电容耦合射频辉光放电产生的氧等离子体处理，再将其浸没于2mol/L氯化铁水溶液中，滴加吡咯至完全聚合，将碳纤维取出用清水冲净，得表面改性碳纤维备用。

所述氧等离子体处理中放电功率控制为70W，气体压力控制为24Pa。

一种如上所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份配比将三元乙丙橡胶、表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸钡、己二酸二辛酯加入到密炼机中，塑炼12分钟，至密炼机达到155℃时出料；

（2）待上述出料物料冷却后再与白炭黑、1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷、防老剂混合，再次送入密炼机中，混炼6分钟，至密炼机达到130℃时出料，得到混炼料；

（3）将上述混炼料送入开炼机中开炼，薄通7次，即得本发明电缆料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶70-90份、表面改性碳纤维3-5份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、氧化锌4-5份、硬脂酸盐3-4份、增塑剂12-16份、白炭黑5-8份、硫化剂1-1.5份、防老剂0.5-1份。

2.根据权利要求1所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶80份、表面改性碳纤维4份、硅烷偶联剂1份、氧化锌4份、硬脂酸盐4份、增塑剂14份、白炭黑6份、硫化剂1份、防老剂1份。

3.根据权利要求1所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，所述表面改性碳纤维的制备方法如下：将碳纤维洗净后烘干，通过电容耦合射频辉光放电产生的氧等离子体处理，再将其浸没于2mol/L氯化铁水溶液中，滴加吡咯至完全聚合，将碳纤维取出用清水冲净，得表面改性碳纤维备用。

4.根据权利要求3所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，所述氧等离子体处理中放电功率控制为65-75W，气体压力控制为22-26Pa。

5.根据权利要求1所述的阻燃橡胶电缆料，其特征在于，所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，所述增塑剂选自葵二酸二辛脂、己二酸二辛酯中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料，其特征在于，所述硫化剂选自硫磺和1，1-双叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷中的任意一种。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的易加工高耐磨的橡胶电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按重量份配比将三元乙丙橡胶、表面改性碳纤维、硅烷偶联剂、氧化锌、硬脂酸盐、增塑剂加入到密炼机中，塑炼10-15分钟，至密炼机达到150-160℃时出料；

（2）待上述出料物料冷却后再与白炭黑、硫化剂、防老剂混合，再次送入密炼机中，混炼5-8分钟，至密炼机达到125-135℃时出料，得到混炼料；

（3）将上述混炼料送入开炼机中开炼，薄通6-8次，即得本发明电缆料。