CN112063061B - 一种绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

一种绝缘材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112063061B
CN112063061B CN202011001597.3A CN202011001597A CN112063061B CN 112063061 B CN112063061 B CN 112063061B CN 202011001597 A CN202011001597 A CN 202011001597A CN 112063061 B CN112063061 B CN 112063061B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
rubber
parts
insulating material
mixing
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.)
Active
Application number
CN202011001597.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112063061A (zh
Inventor
张洪强
张鹏飞
佟宝玲
杨静
汪光亮
刘宏文
黄孝庭
孙红海
孙桂美
高峰
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.)
Shandong Yankuang Group Changlong Cable Manufacturing Co ltd
Yankuang Donghua Heavy Industry Co ltd
Yankuang Group Corp Ltd
Original Assignee
Shandong Yankuang Group Changlong Cable Manufacturing Co ltd
Yankuang Donghua Heavy Industry Co ltd
Yankuang Group Corp 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 Shandong Yankuang Group Changlong Cable Manufacturing Co ltd, Yankuang Donghua Heavy Industry Co ltd, Yankuang Group Corp Ltd filed Critical Shandong Yankuang Group Changlong Cable Manufacturing Co ltd
Priority to CN202011001597.3A priority Critical patent/CN112063061B/zh
Publication of CN112063061A publication Critical patent/CN112063061A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112063061B publication Critical patent/CN112063061B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • 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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • 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
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four 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)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及橡胶生产技术领域，尤其涉及一种绝缘材料及其制备方法。所述绝缘材料由包含如下重量份的原料制备得到：三元乙丙橡胶70～100份；POE弹性体10～30份；碳氢树脂3～5份；硅烷改性陶土40～70份；偶联剂1～3份；硫化剂1～3份；过氧化苯甲酰2.5～5份；活性剂1～6份；软化剂0～7份；防老剂1～5份。三元乙丙橡胶兼具耐老化、弹性和优良的绝缘性能，碳氢树脂和硅烷改性陶土不仅可以提高绝缘材料的机械性能，还可以提高绝缘材料的电绝缘性能。偶联剂可以改善陶土对橡胶的补强作用。这几种组分配合其他组分协同作用，使得到的绝缘材料的机械性能和电绝缘性能较优，同时，耐老化性能较优。

Description

一种绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶生产技术领域，尤其涉及一种绝缘材料及其制备方法。
背景技术
近几年，随着中国经济的高速发展，能源供应紧张的矛盾越来越突出。为满足这一需求，各大煤矿采用大功率的采煤设备提高产能，而与之配套的采煤机用电缆的要求不断提高，三元乙丙橡胶绝缘具有很高的运行可靠性及其它优点，如高的耐湿性能，浸水后电气和机械性能几乎不下降，耐水、耐电性及耐热性好，随着橡胶生产、加工等方面的技术发展，三元乙丙橡胶在电缆生产中的用量也不断增加。
三元乙丙橡胶被誉为“无龟裂橡胶”，在通用橡胶中它的耐臭氧性能最好，具有优异的耐老化性能，压缩形变小、弹性好，耐化学试剂性能优异。但由于三元乙丙橡胶经过硫化后得到的产品的撕裂性能差，特别是在煤炭开采过程中，由于采煤机在开采过程中是移动的，采煤机和电源控制柜距离很远，需要用很长的电缆来连接，在移动过程中电缆会频繁的受到“8”字形或者S字形的弯曲、拉伸等多种机械应力作用，电缆弯曲时电缆的内圈线芯受到很大的压力而电缆的外圈线芯受到横向的拉力，采煤机的移动对电缆又造成很大的纵向拉力，采煤机电缆很容易被挤压撕裂，影响采煤机的正常工作，影响产品的使用性能。现有的三元乙丙橡胶绝缘材料越来越无法满足高速发展的社会需求，如何制备一种抗撕裂性能极为优异，抗压缩变形小，生产成本低的采煤机用三元乙丙橡胶绝缘材料成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种绝缘材料及其制备方法，本发明提供的绝缘材料具有较优的机械性能和耐老化性能。
本发明提供了一种绝缘材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002694519740000011
Figure BDA0002694519740000021
优选的，所述三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为40wt％～80wt％，第三单体的含量为4wt％～10wt％；三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为20～60。
优选的，所述POE弹性体由乙烯和辛烯在茂金属催化剂的作用下聚合得到。
优选的，所述碳氢树脂为碳氢树脂P85；
所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172；
所述硫化剂为硫化剂DCP。
优选的，所述活性剂包括钛白粉和聚乙烯蜡；所述钛白粉和聚乙烯蜡的质量比为1：2～5；
所述软化剂包括石蜡油和微晶石蜡；所述石蜡油和微晶石蜡的质量比为2～5：1～2；
所述防老剂包括防老剂RD和防老剂MB；所述防老剂RD和防老剂MB的质量比为1：2。
本发明还提供了一种上文所述绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将预热后的三元乙丙橡胶、POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂混炼，得到混炼胶；所述混炼胶、硅烷改性陶土和软化剂混合，在128～132℃下排胶；
B)将所述排胶后的胶料进行过滤，静置后，与硫化剂和过氧化苯甲酰混炼，然后在108～112℃下排胶；
C)将步骤B)排胶后的胶料经过压片，在70～80℃下压延，挤出；
D)所述挤出后的胶料进行热空气连续硫化，得到绝缘材料。
优选的，步骤A)中，所述混炼的温度为110～130℃，所述混炼的时间为85～95s；
所述排胶的时间为130～160s。
优选的，步骤B)中，所述过滤的滤橡机机头温度为70～90℃，前机身温度为60～70℃，后机身温度为30～40℃；
所述静置的时间为8h；
所述混炼的温度为100～110℃，所述混炼的时间为50～60s；
所述排胶的时间为50～80s。
优选的，步骤C)中，所述压片的前辊温度为50～70℃，所述压片的后辊温度为60～80℃；
所述挤出的出口温度为90～140℃，挤出的机头温度为70～130℃，挤出的机身温度为50～70℃，所述挤出的螺杆转速为38～42r/min。
优选的，步骤D)中，所述热空气连续硫化的温度为170～180℃，热空气连续硫化的时间为14～18min，热空气连续硫化的压强为13～17MPa。
本发明提供了一种绝缘材料，由包含如下重量份的原料制备得到：三元乙丙橡胶70～100份；POE弹性体10～30份；碳氢树脂3～5份；硅烷改性陶土40～70份；偶联剂1～3份；硫化剂1～3份；过氧化苯甲酰2.5～5份；活性剂1～6份；软化剂0～7份；防老剂1～5份。本发明中，三元乙丙橡胶兼具耐老化、弹性和优良的绝缘性能的优点，碳氢树脂不仅可以提高绝缘材料的机械性能，还可以提高绝缘材料的电绝缘性能，同时还有增粘的作用。硅烷改性陶土表面的羟基含量较低，硅烷改性陶土不但能提高绝缘材料的物理机械性能，还能使得绝缘材料的电绝缘性能进一步提高和稳定。偶联剂的一端封闭了改性陶土粒子表面的羟基，另一端与橡胶分子连接，可以改善陶土对橡胶的补强作用。通过三元乙丙橡胶和POE弹性体的并用，并添加其他组分，使得三元乙丙绝缘橡胶配方体系具有较优的机械性能和耐老化性能，又能满足矿用电缆其他绝缘性能指标，电绝缘性能较优，在电缆曲挠时能迅速跟随电缆拉伸收缩，防撕裂，保护电缆内部结构。
实验结果表明，本发明提供的绝缘材料的拉伸强度不低于11MPa，撕裂强度高于8.5N/mm，断裂伸长率大于305％，硬度不低于79A；在135℃下经过168h的空气箱热老化实验可知，绝缘材料的拉伸强度变化率不超过8％，断裂伸长率变化率不超过13％。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明提供了一种绝缘材料，由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002694519740000041
本发明提供的绝缘材料的制备原料包括三元乙丙橡胶。三元乙丙橡胶为制备绝缘材料的主体胶料。在本发明的某些实施例中，所述三元乙丙橡胶的重量份数为90份、80份或70份。
在本发明的某些实施例中，所述三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为40wt％～80wt％，第三单体的含量为4wt％～10wt％。在某些实施例中，所述三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为71wt％。在某些实施例中，所述三元乙丙橡胶中，第三单体的含量为5.7wt％。在本发明的某些实施例中，三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为20～60。在某些实施例中，三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为23。本发明中的三元乙丙橡胶兼具耐老化、弹性和优良的绝缘性能的优点，且工艺性能好、价格相对便宜。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括POE弹性体。在本发明的某些实施例中，所述POE弹性体的重量份数为10份、20份或30份。在本发明的某些实施例中，所述POE弹性体由乙烯和辛烯在茂金属催化剂的作用下聚合得到。本发明对所述POE弹性体的具体制备方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的POE弹性体的制备方法即可。在本发明的某些实施例中，所述POE弹性体为一般市售。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括碳氢树脂。在本发明的某些实施例中，所述碳氢树脂的重量份数为5份。在本发明的某些实施例中，所述碳氢树脂为碳氢树脂P85。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括硅烷改性陶土。在本发明的某些实施例中，所述硅烷改性陶土的重量份数为60份或70份。在本发明的某些实施例中，所述硅烷改性陶土按照以下方法进行制备：
将陶土在890～910℃下煅烧后，经过硅烷偶联剂处理，得到硅烷改性陶土。
在本发明的某些实施例中，所述陶土中二氧化硅的含量<48wt％，三氧化二铝的含量>36wt％，三氧化二铁的含量为0.5wt％。本发明对所述陶土的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
在本发明的某些实施例中，所述煅烧的温度为900℃。在本发明的某些实施例中，所述煅烧的时间为35～37h。在某些实施例中，所述煅烧的时间为36h。
在本发明的某些实施例中，所述煅烧后，还包括：冷却至室温和粉碎。本发明对所述粉碎的方法和参数并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粉碎方法和参数即可。在本发明的某些实施例中，所述粉碎后的陶土颗粒粒径为4000～5000目。
在本发明的某些实施例中，煅烧后的陶土经过硅烷偶联剂处理具体包括：
将煅烧后的陶土和硅烷偶联剂在110～120℃下搅拌混合，得到硅烷改性陶土。
在本发明的某些实施例中，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。在本发明的某些实施例中，所述硅烷偶联剂与煅烧后的陶土的质量比为1.5：100。
在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的温度为115℃。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的时间为25min。经过搅拌混合，硅烷偶联剂均匀分散到煅烧后的陶土颗粒表面。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括偶联剂。在本发明的某些实施例中，所述偶联剂的重量份数为1.5份。在本发明的某些实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括硫化剂。在本发明的某些实施例中，所述硫化剂的重量份数为2.5份、3份或2.7份。在本发明的某些实施例中，所述硫化剂为硫化剂DCP。本发明采用特定的硫化剂，可进一步提高绝缘材料的力学性能。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括过氧化苯甲酰(BPO)。在本发明的某些实施例中，所述过氧化苯甲酰的重量份数为2.5份或2.7份。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括活性剂。在本发明的某些实施例中，所述活性剂的重量份数为3份或6份。在本发明的某些实施例中，所述活性剂包括钛白粉和聚乙烯蜡。在本发明的某些实施例中，所述钛白粉和聚乙烯蜡的质量比为1：2～5。在本发明的某些实施例中，所述钛白粉和聚乙烯蜡的质量比为1：2或1：5。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括软化剂。在本发明的某些实施例中，所述软化剂的重量份数为3份、6份或7份。在本发明的某些实施例中，所述软化剂包括石蜡油和微晶石蜡。在本发明的某些实施例中，所述石蜡油和微晶石蜡的质量比为2～5：1～2。在本发明的某些实施例中，所述石蜡油和微晶石蜡的质量比为2：1、5：1或5：2。本发明对所述微晶石蜡的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供的绝缘材料的制备原料还包括防老剂。在本发明的某些实施例中，所述防老剂的重量份数为3份。在本发明的某些实施例中，防老剂包括防老剂RD和防老剂MB。在本发明的某些实施例中，所述防老剂RD和防老剂MB的质量比为1：2。
防老剂RD对橡胶的物理机械性能影响较大，而防老剂MB对其影响较小。并且增加防老剂MB用量，橡胶的电气性能有所改善。同时还可以防止在橡胶高温硫化时导体氧化，当防老剂RD与防老剂MB并用时，对增强橡胶制品的抗屈挠龟裂性能尤为显著。
本发明中，三元乙丙橡胶兼具耐老化、弹性和优良的绝缘性能的优点，碳氢树脂不仅可以提高绝缘材料的机械性能，还可以提高绝缘材料的电绝缘性能，同时还有增粘的作用。硅烷改性陶土表面的羟基含量较低，硅烷改性陶土不但能提高绝缘材料的物理机械性能，还能使得绝缘材料的电绝缘性能进一步提高和稳定。偶联剂的一端封闭了改性陶土粒子表面的羟基，另一端与橡胶分子连接，可以改善陶土对橡胶的补强作用。通过三元乙丙橡胶和POE弹性体的并用，并添加其他组分，实现三元乙丙绝缘橡胶配方体系具有较优的机械性能和耐老化性能，又能满足矿用电缆其他绝缘性能指标，在电缆曲挠时能迅速跟随电缆拉伸收缩，防撕裂，保护电缆内部结构。
本发明还提供了一种上文所述的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将预热后的三元乙丙橡胶、POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂偶联剂混炼，得到混炼胶；所述混炼胶、硅烷改性陶土和软化剂混合，在128～132℃下排胶；
B)将所述排胶后的胶料进行过滤，静置后，与硫化剂和过氧化苯甲酰混炼，然后在108～112℃下排胶；
C)将步骤B)排胶后的胶料经过压片，在70～80℃下压延，挤出；
D)所述挤出后的胶料进行热空气连续硫化，得到绝缘材料。
本发明提供的绝缘材料的制备方法中，采用的原料的组分及配比同上，在此不再赘述。
所述制备方法中，本发明先将预热后的三元乙丙橡胶、POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂进行混炼，得到混炼胶；所述混炼胶、硅烷改性陶土和软化剂混合，在128～132℃下排胶。
在本发明的某些实施例中，将预热后的三元乙丙橡胶按照以下方法进行预热：
将三元乙丙橡胶在70～80℃下预热35～45s。
在本发明的某些实施例中，所述预热在密炼机中进行。在某些实施例中，所述预热的温度为80℃。在某些实施例中，所述预热的时间为40s。
在本发明的某些实施例中，所述混炼的温度为110～130℃。在某些实施例中，所述混炼的温度为110℃。在本发明的某些实施例中，所述混炼的时间为85～95s。在某些实施例中，所述混炼的时间为90s。在本发明的某些实施例中，所述混炼在混炼机中进行。
在本发明的某些实施例中，所述排胶的温度为130℃。在本发明的某些实施例中，所述排胶的时间为130～160s。在某些实施例中，所述排胶的时间为160s。
在本发明的某些实施例中，在128～132℃下排胶后，还包括：将所述排胶后的胶料通过开炼机进行压片。
在128～132℃下排胶后，将所述排胶后的胶料进行过滤，静置后，与硫化剂和过氧化苯甲酰混炼，然后在108～112℃下排胶。
在本发明的某些实施例中，所述过滤在滤橡机中进行。在本发明的某些实施例中，所述过滤的滤橡机机头温度为70～90℃，前机身温度为60～70℃，后机身温度为30～40℃。在某些实施例中，所述过滤的滤橡机机头温度为80℃。在某些实施例中，所述过滤的前机身温度为70℃。在某些实施例中，所述过滤的后机身温度为40℃。
在本发明的某些实施例中，所述过滤采用三层滤网，具体的，依次包括：20目滤网、40目滤网和60目滤网。
本发明中，过滤的作用是阻拦胶料中的固体颗粒，清除胶料中的杂质。
在本发明的某些实施例中，所述过滤后，还包括：将所述过滤后的胶料通过提升输送机投入下一道开炼机工序进行压片。
在本发明的某些实施例中，所述静置的时间为7～9h。在某些实施例中，所述静置的时间为8h。静置可以使使胶料恢复疲劳，松弛混炼使所受的机械应力，较少胶料收缩，促进各组分均匀分散。
在本发明的某些实施例中，所述混炼的温度为100～110℃。在某些实施例中，所述混炼的温度为110℃。在本发明的某些实施例中，所述混炼的时间为50～60s。在某些实施例中，所述混炼的时间为60s。
在本发明的某些实施例中，所述排胶的温度为110℃。在本发明的某些实施例中，所述排胶的时间为50～80s。在的某些实施例中，所述排胶的时间为50s。
在108～112℃下排胶后，将所述排胶后的胶料经过压片，在70～80℃下压延，挤出。
在本发明的某些实施例中，所述压片的前辊温度为50～70℃，所述压片的后辊温度为60～80℃。在某些实施例中，所述压片的前辊温度为60℃。在某些实施例中，所述压片的后辊温度为70℃。
在本发明的某些实施例中，所述压延的温度为70℃。在本发明的某些实施例中，所述压延的速度为50～90m/min。在某些实施例中，所述压延的速度为60m/min。
在本发明的某些实施例中，所述挤出的出口温度为90～140℃，挤出的机头温度为70～130℃，挤出的机身温度为50～70℃。在某些实施例中，所述挤出的出口温度为90℃。在某些实施例中，所述挤出的机头温度为70℃。在某些实施例中，所述挤出的机身温度为50℃。
在本发明的某些实施例中，所述挤出的螺杆转速为38～42r/min。在某些实施例中，所述挤出的螺杆转速为40r/min。
本发明中，所述挤出后的胶料进行热空气连续硫化，得到绝缘材料。
在本发明的某些实施例中，所述热空气连续硫化的温度为170～180℃，热空气连续硫化的时间为14～18min。在某些实施例中，所述热空气连续硫化的温度为175℃。在某些实施例中，所述热空气连续硫化的时间为16min或17min。在本发明的某些实施例中，所述热空气连续硫化的压强为13～17MPa。在某些实施例中，所述热空气连续硫化的压强为15MPa。在硫化过程中，硅烷改性陶土与橡胶通过偶联剂的作用，形成了较强的橡胶-填料键，改善了硫化胶的机械性能。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供的绝缘材料可以用于制备采煤机电缆。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种绝缘材料及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
绝缘材料由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002694519740000091
Figure BDA0002694519740000101
其中，三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为71wt％，第三单体的含量为5.7wt％；三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为23；
硅烷改性陶土的制备：
陶土(陶土中二氧化硅的含量<48wt％，三氧化二铝的含量>36wt％，三氧化二铁的含量为0.5wt％)在900℃下煅烧36h后，冷却至室温，粉碎，加入硅烷偶联剂(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)，硅烷偶联剂与煅烧后的陶土的质量比为1.5：100，在115℃下搅拌混合25min，得到硅烷改性陶土；
活性剂包括1重量份钛白粉和2重量份聚乙烯蜡；
软化剂包括2重量份石蜡油和1重量份微晶石蜡；
防老剂包括1重量份防老剂RD和2重量份防老剂MB。
绝缘材料的制备：
将三元乙丙橡胶投入密炼机中，在80℃下预热40s，加入POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂，在110℃下混炼90s，然后加入硅烷改性陶土和软化剂混合，在130℃下排胶160s；
130℃下排胶后的胶料通过开炼机压片后，进入滤橡机进行过滤(所述过滤的滤橡机机头温度为80℃，前机身温度为70℃，后机身温度为40℃；过滤采用三层滤网，依次包括：20目滤网、40目滤网和60目滤网)，过滤后的胶料再通过提升输送机投入下一道开炼机工序压片后，静置8h后，投入密炼机，并加入硫化剂和过氧化苯甲酰在110℃下混炼60s，然后在110℃下排胶50s；
110℃下排胶的胶料在开炼机中压片(所述压片的前辊温度为60℃，所述压片的后辊温度为70℃)，在70℃下压延(压延的速度为60m/min)后，加入热喂料挤出机使胶料连续挤出(挤出的出口温度为90℃，挤出的机头温度为70℃，挤出的机身温度为50℃，挤出的螺杆转速为40r/min)，并在175℃、15MPa下进行热空气连续硫化16min，得到绝缘材料。
按照标准GB/T 7594.8对得到的绝缘材料的性能进行检测，检测结果如表1所示：
表1实施例1中的绝缘材料的性能检测结果
Figure BDA0002694519740000111
实施例2
绝缘材料由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002694519740000112
其中，三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为71wt％，第三单体的含量为5.7wt％；三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为23；
硅烷改性陶土的制备：
陶土(陶土中二氧化硅的含量<48wt％，三氧化二铝的含量>36wt％，三氧化二铁的含量为0.5wt％)在900℃下煅烧36h后，冷却至室温，粉碎，加入硅烷偶联剂(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)，硅烷偶联剂与煅烧后的陶土的质量比为1.5：100，在115℃下搅拌混合25min，得到硅烷改性陶土；
活性剂包括1重量份钛白粉和5重量份聚乙烯蜡；
软化剂包括5重量份石蜡油和1重量份微晶石蜡；
防老剂包括1重量份防老剂RD和2重量份防老剂MB。
绝缘材料的制备：
将三元乙丙橡胶投入密炼机中，在80℃下预热40s，加入POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂，在110℃下混炼90s，然后加入硅烷改性陶土和软化剂混合，在130℃下排胶160s；
130℃下排胶后的胶料通过开炼机压片后，进入滤橡机进行过滤(所述过滤的滤橡机机头温度为80℃，前机身温度为70℃，后机身温度为40℃；过滤采用三层滤网，依次包括：20目滤网、40目滤网和60目滤网)，过滤后的胶料再通过提升输送机投入下一道开炼机工序压片后，静置8h后，投入密炼机，并加入硫化剂和过氧化苯甲酰在110℃下混炼60s，然后在110℃下排胶50s；
110℃下排胶的胶料在开炼机中压片(所述压片的前辊温度为60℃，所述压片的后辊温度为70℃)，在70℃下压延(压延的速度为60m/min)后，加入热喂料挤出机使胶料连续挤出(挤出的出口温度为90℃，挤出的机头温度为70℃，挤出的机身温度为50℃，挤出的螺杆转速为40r/min)，并在175℃、15MPa下进行热空气连续硫化17min，得到绝缘材料。
按照标准GB/T 7594.8对得到的绝缘材料的性能进行检测，检测结果如表2所示：
表2实施例2中的绝缘材料的性能检测结果
Figure BDA0002694519740000121
Figure BDA0002694519740000131
实施例3
绝缘材料由包含如下重量份的原料制备得到：
Figure BDA0002694519740000132
其中，三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为71wt％，第三单体的含量为5.7wt％；三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为23；
硅烷改性陶土的制备：
陶土(陶土中二氧化硅的含量<48wt％，三氧化二铝的含量>36wt％，三氧化二铁的含量为0.5wt％)在900℃下煅烧36h后，冷却至室温，粉碎，加入硅烷偶联剂(乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷)，硅烷偶联剂与煅烧后的陶土的质量比为1.5：100，在115℃下搅拌混合25min，得到硅烷改性陶土；
活性剂包括1份钛白粉和2份聚乙烯蜡；
软化剂包括5份石蜡油和2份微晶石蜡；
防老剂包括1份防老剂RD和2份防老剂MB。
绝缘材料的制备：
将三元乙丙橡胶投入密炼机中，在80℃下预热40s，加入POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂，在110℃下混炼90s，然后加入硅烷改性陶土混合，在130℃下排胶160s；
130℃下排胶后的胶料通过开炼机压片后，进入滤橡机进行过滤(所述过滤的滤橡机机头温度为80℃，前机身温度为70℃，后机身温度为40℃；过滤采用三层滤网，依次包括：20目滤网、40目滤网和60目滤网)，过滤后的胶料再通过提升输送机投入下一道开炼机工序压片后，静置8h后，投入密炼机，并加入硫化剂和过氧化苯甲酰在110℃下混炼60s，然后在110℃下排胶50s；
110℃下排胶的胶料在开炼机中压片(所述压片的前辊温度为60℃，所述压片的后辊温度为70℃)，在70℃下压延(压延的速度为60m/min)后，加入热喂料挤出机使胶料连续挤出(挤出的出口温度为90℃，挤出的机头温度为70℃，挤出的机身温度为50℃，挤出的螺杆转速为40r/min)，并在175℃、15MPa下进行热空气连续硫化17min，得到绝缘材料。
按照标准GB/T 7594.8对得到的绝缘材料的性能进行检测，检测结果如表3所示：
表3实施例3中的绝缘材料的性能检测结果
Figure BDA0002694519740000141
实验结果表明，本发明提供的绝缘材料的拉伸强度不低于11MPa，撕裂强度高于8.5N/mm，断裂伸长率大于305％，硬度不低于79A；在135℃下经过168h的空气箱热老化实验可知，绝缘材料的拉伸强度变化率不超过8％，断裂伸长率变化率不超过13％。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种绝缘材料，由如下重量份的原料制备得到：
Figure FDA0003956375050000011
所述三元乙丙橡胶中，乙烯的含量为71wt％，第三单体的含量为5.7wt％；三元乙丙橡胶的门尼粘度ML(1+4)125℃为23；
所述碳氢树脂为碳氢树脂P85；
所述活性剂包括钛白粉和聚乙烯蜡；所述钛白粉和聚乙烯蜡的质量比为1：2～5；
所述软化剂包括石蜡油和微晶石蜡；所述石蜡油和微晶石蜡的质量比为2～5：1～2；
所述防老剂包括防老剂RD和防老剂MB；所述防老剂RD和防老剂MB的质量比为1：2。
2.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，所述POE弹性体由乙烯和辛烯在茂金属催化剂的作用下聚合得到。
3.根据权利要求1所述的绝缘材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172；
所述硫化剂为硫化剂DCP。
4.权利要求1所述绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将预热后的三元乙丙橡胶、POE弹性体、活性剂、防老剂、碳氢树脂和偶联剂混炼，得到混炼胶；所述混炼胶、硅烷改性陶土和软化剂混合，在128～132℃下排胶；
B)将所述排胶后的胶料进行过滤，静置后，与硫化剂和过氧化苯甲酰混炼，然后在108～112℃下排胶；
C)将步骤B)排胶后的胶料经过压片，在70～80℃下压延，挤出；
D)所述挤出后的胶料进行热空气连续硫化，得到绝缘材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述混炼的温度为110～130℃，所述混炼的时间为85～95s；
所述排胶的时间为130～160s。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述过滤的滤橡机机头温度为70～90℃，前机身温度为60～70℃，后机身温度为30～40℃；
所述静置的时间为8h；
所述混炼的温度为100～110℃，所述混炼的时间为50～60s；
所述排胶的时间为50～80s。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述压片的前辊温度为50～70℃，所述压片的后辊温度为60～80℃；
所述挤出的出口温度为90～140℃，挤出的机头温度为70～130℃，挤出的机身温度为50～70℃，所述挤出的螺杆转速为38～42r/min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤D)中，所述热空气连续硫化的温度为170～180℃，热空气连续硫化的时间为14～18min，热空气连续硫化的压强为13～17MPa。
CN202011001597.3A 2020-09-22 2020-09-22 一种绝缘材料及其制备方法 Active CN112063061B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011001597.3A CN112063061B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 一种绝缘材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011001597.3A CN112063061B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 一种绝缘材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112063061A CN112063061A (zh) 2020-12-11
CN112063061B true CN112063061B (zh) 2023-02-21

Family

ID=73681566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011001597.3A Active CN112063061B (zh) 2020-09-22 2020-09-22 一种绝缘材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112063061B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114516990A (zh) * 2022-03-16 2022-05-20 重庆泰山电缆有限公司 一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0907188A1 (en) * 1997-10-02 1999-04-07 Camco International Inc. Multiconductor electrical cable
CN108314850B (zh) * 2017-01-13 2021-05-14 杭州星庐科技有限公司 橡胶组合物及加工方法，及应用其的橡胶制品和生产方法
US11242450B2 (en) * 2017-01-13 2022-02-08 Hangzhou Xinglu Technologies Co., Ltd Rubber composition, processing method thereof, and flame-retardant product using the same
CN109456542A (zh) * 2018-09-29 2019-03-12 重庆鹏博电器有限公司 一种橡胶绝缘材料
CN109135076A (zh) * 2018-10-10 2019-01-04 航天瑞奇电缆有限公司 一种低压橡缆产品的绝缘胶料配方及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112063061A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101333307A (zh) 一种耐寒橡胶
CN100577722C (zh) 高强度耐寒电缆护套橡皮及其制备工艺
CN110240760B (zh) 一种绝缘阻燃三元乙丙橡胶软管组合物及其制备方法
CN101392076B (zh) 氯丁橡胶发泡板材及其制备方法
CN102344590B (zh) 渣罐车用电缆护套料及其制造方法
WO2017177482A1 (zh) 一种耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN102816343B (zh) 一种连续低温高剪切制备再生胶的方法
CN112063061B (zh) 一种绝缘材料及其制备方法
CN103739873A (zh) 一种利用光能回收橡胶的工艺方法
CN103467866A (zh) 一种125℃耐高压绝缘电缆料及其制备方法
CN107163418A (zh) 一种电缆料及其制备方法和应用
CN1293139C (zh) 纳米硅橡胶改性超高分子量聚乙烯及其制备方法和用途
CN114045043B (zh) 一种高抗冲木塑头盔复合材料及制备方法
DE60312560T2 (de) Formteil für automobil
CN111286080B (zh) 极性橡胶专用防护材料及其制备方法
CN105175903B (zh) 一种橡胶改性添加助剂及其制备方法
CN112250893B (zh) 一种聚四氟乙烯分散树脂混合高比例填料的方法
CN111171347B (zh) 一种纳米芳纶纤维分散体、其制备方法及应用
CN103254462A (zh) 三元乙丙再生橡胶的制备方法
CN104194163A (zh) 一种四元乙丙混炼胶、制备方法及其装置
CN110655700A (zh) 一种光纤复合电缆用低压硫化氯丁橡胶及其制备方法
CN113214547B (zh) 一种电缆用橡胶及制备方法
CN104893118A (zh) 一种辐照交联绝缘橡胶及其制备方法
TWI817422B (zh) 鞋製程中之廢鞋材處理及回收其再生膠之方法與再生鞋材
KR102125774B1 (ko) 자동차 오일필터용 수지 조성물

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant