CN115772301B - 一种耐扭电缆材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐扭电缆材料及其制备方法，通过将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硫化剂、炭黑、硬脂酸锌、防老剂RD、防老剂4020、（3‑三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO等材料混合后，硫化成型制得，旨在解决现有技术中风力发电用电缆不耐扭、容易老化破裂等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶改性技术领域，具体为橡胶中的耐扭改性领域。
背景技术
近年来，海上风电的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。目前，世界上运行的最大风电机组单机容量已经达到6MW，风轮直径为127m;8～10MW风电机组也已经开始设计和制造。我国大型风电设备制造商也都在积极研制5MW或6MW大容量风电机组。风电机组用耐扭中压电缆主要配套用于发电容量3.5MW大容量风电机组中，连接风力发电机塔筒底部中压开关柜和机舱后部中压变压器高压侧，从最上节塔筒内悬垂，电缆随机舱转动而扭转，下面固定在塔筒内壁连接至塔底变频开关柜，电缆必须承受机舱迎风时的扭转，需要进一步提高耐扭性能，才能增加电缆和风机的使用寿命。此外由于敷设环境的限制，电缆散热不充分，容易加速绝缘层的老化，影响电缆寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐扭电缆材料及其制备方法，解决背景技术中风力发电电缆不耐扭的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐扭电缆材料，其特征在于：按质量份计，
三元乙丙橡胶100份，丁基橡胶15份，硫化剂3-5份，炭黑20-35份，硬脂酸锌2份，防老剂RD 1-2份，防老剂4020 2-3份，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO 5-15份；
其中：X=La、Ce。
进一步地，所述（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO的制备方法如下：X@GO与（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺分别分散均匀后，混合并升温至75℃反应7-8h制得。
进一步地，所述X@GO与（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺的质量比为1:5。
进一步地，所述X@GO的制备方法如下：氧化石墨烯分散后，添加XCl3·3H2O于其中并搅拌，调节pH值至10，继续搅拌3h，过滤后在60℃下干燥制得X@GO。
进一步地，所述氧化石墨烯与XCl3·3H2O的质量比为1:1。
进一步地，将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硫化剂、炭黑、硬脂酸锌、防老剂RD、防老剂4020、3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO混合均匀后，升温至100-125℃混炼8-10分钟，降温至60℃出片，随后在150-165℃下热压硫化8-12分钟。
进一步地，将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硫化剂、炭黑、硬脂酸锌、防老剂RD、防老剂4020、3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO、半胱氨酸混合均匀后，升温至100-125℃混炼8-10分钟，紫外光辐照10-30秒以达到交联。
进一步地，混炼完成后，按照检测或生产的需求将其制成标准检测样片或包覆内芯挤出成型后，再进行紫外光辐照10-30秒以达到交联。
进一步地，包覆内芯挤出成型后，先通过热风硫化箱将电缆的表皮进行初步硫化，再进行紫外光辐照10-30秒以达到完全交联，可节约能源消耗和紫外辐照时间。
进一步地，所述半胱氨酸添加量为5-10份。
进一步地，所述紫外光的主波长为200-400nm，光强为400-4000mW/cm2。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、由于较高的比表面积，氧化石墨烯（GO）直接加入橡胶基材中容易团聚，成为应力集中点，直接恶化材料的力学性能。由于氧化石墨烯表面有较多的羟基和羰基，其中羟基可以同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺枝端的硅氧基反应接枝，而羰基则可同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺中的-NH基团反应（以C-N键的方式接枝），既促进了氧化石墨烯的分散，同时大幅度地去除了氧化石墨烯表面的含氧基团，减少了活性氧的产生，赋予了橡胶在长期热环境下使用时依然具有较好的抗老化能力和耐扭能力。
2、混炼时加入半胱氨酸，羧基可同镧等金属离子络合，也可同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺上的胺基、氧化石墨烯上未完全反应的羟基结合，其羧基端可同氧化石墨烯表面的羟基接枝，巯基端在高温/紫外/辐照的作用下接枝于高分子链上的双键基团，提升氧化石墨烯的分散效果，减少含氧基团提升抗老化能力和耐扭能力。
3、添加镧、铈等稀土元素并负载于氧化石墨烯的表面，一方面金属原子表面可提供一定的羟基位点提升接枝度，另外方面依托其优异的抑烟性能，降低电缆产品的燃烧发烟量。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、区别特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明实施例中所用的各种原料和试剂如无特别说明均为市售购买，份数无特殊说明均为质量份。
本申请所述的电缆包括：由动力线芯导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽层组成中压绝缘线芯; 由地线芯导体、高导电率高分子复合绝缘体组成的地线芯; 3 个中压绝缘线芯、3 个地线芯与专用半导电填充绞合成缆芯，并用半导电橡胶带进行紧密扎紧，称为内芯，最终挤制填充、外护套。本申请的材料用于外护套，也叫绝缘层，用于包覆前述内芯。
检测方法：在标准实验室环境下（23℃，55%）硬度测试参照GB/T 531.1执行，拉伸强度、断裂伸长率等参数参照GB/T 528执行，压缩永久变形参照GB/T 7759.1执行，垂直燃烧级和极限氧指数参照GB/T 10707执行，烟密度等级参照GB 8624执行，表面质量判定采用肉眼观察室温下停放14天的胶片表面是否喷霜的方法，低温试验参照GB/T 15256执行，热老化试验参照GB/T 3512执行。
电缆的耐扭性能参照NB/T31036规定的旋转度达±1440°的常温10000次、低温5000次抗扭转试验，抗扭转试验后，电缆导体、绝缘、绝缘编织屏蔽、缆芯、电缆外观均应无开裂和扭断现象，施加2.5U0交流试验电压30min，线芯不击穿，按GB/T3048.12进行局部放电试验，在1.73U0时放电等级应不超过20pC。
La@GO的制备：市售氧化石墨烯1g加入至250ml甲醇溶液中超声分散15分钟后，添加1g的LaCl3·3H2O于其中机械搅拌分散后，再添加氨水调节pH值至10后，继续搅拌3h，过滤后用去离子水冲洗至洗涤液澄清，随后在60℃下干燥制得镧负载氧化石墨烯（La@GO）。
Ce@GO的制备：市售氧化石墨烯1g加入至250ml甲醇溶液中超声分散15分钟后，添加1g的CeCl3·3H2O于其中机械搅拌分散后，再添加氨水调节pH值至10后，继续搅拌3h，过滤后用去离子水冲洗至洗涤液澄清，随后在60℃下干燥制得铈负载氧化石墨烯（Ce@GO）。
（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺的制备：在烧瓶中加入3mol的二乙基三胺，升温至125℃后，逐滴加入取1mol的氯丙基三甲氧基硅烷，边加边搅拌，滴加完成后升温至135℃反应3h，降温至80℃，分液后去除氯化胺层制得（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺。
（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO的制备：取1g的La@GO将其分散于250ml的甲醇溶液中，另5g的（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺分散于250ml的甲醇溶液中，超声分散均匀后，混合搅拌升温至75℃后搅拌8h，过滤后用甲醇溶液冲洗至洗涤液澄清，60℃下干燥后制得（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO。
（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO的制备：取1g的Ce@GO将其分散于250ml的甲醇溶液中，另5g的（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺分散于250ml的甲醇溶液中，超声分散均匀后，混合搅拌升温至75℃后搅拌8h，过滤后用甲醇溶液冲洗至洗涤液澄清，60℃下干燥后制得（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO。
由于氧化石墨烯表面有较多的羟基和羰基，其中羟基可以同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺枝端的硅氧基反应接枝，而羰基则可同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺中的-NH基团反应，既促进了氧化石墨烯的分散，同时大幅度地去除了氧化石墨烯表面的含氧基团，赋予了橡胶一定的抗老化能力。
混炼时加入半胱氨酸，羧基可同镧等金属离子络合，也可同（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺上的胺基、氧化石墨烯上未完全反应的羟基结合。其一端可同氧化石墨烯接枝，另一端在高温/紫外/辐照的作用下接枝于高分子链上的双键基团，促进氧化石墨烯的分散效果，减少含氧基团提升抗老化效果。
胶料对比例1：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，将上述材料在密炼机中混合均匀后，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料对比例2：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，硅烷偶联剂KH570改性La @GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料对比例3：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，硅烷偶联剂KH550改性La @GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料对比例4：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，硅烷偶联剂KH570改性GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料对比例5：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，硅烷偶联剂KH550改性GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例1：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 5 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例2：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO 5 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例3：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例4：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO 15 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例5：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例6：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO 15 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例7：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，La@GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例8：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，Ce@GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例9：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，GO 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，随后在150℃、10MPa下热压硫化10分钟。
胶料实施例10：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，半胱氨酸 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，制成检测用的标准样片后用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照30秒以达到交联。
胶料实施例11：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，半胱氨酸 5kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，制成检测用的标准样片后用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照10秒以达到交联。
胶料实施例12：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO 15 kg，半胱氨酸 10kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，制成检测用的标准样片后用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照30秒以达到交联。
胶料实施例13：将三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝Ce@GO 15 kg，半胱氨酸 10kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃出片，制成检测用的标准样片后用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照10秒以达到交联。
胶料对比例、实施例之间的性能对比如下表：
其中：热空气老化A1指120℃*240h条件下拉伸强度变化率，试验3次，取中位数；热空气老化A2指120℃*240h条件下断裂伸长率变化率，试验3次，取中位数；热空气老化B1指135℃*168h条件下拉伸强度变化率，试验3次，取中位数；热空气老化B2指135℃*168h条件下断裂伸长率变化率，试验3次，取中位数；热延伸的试验环境为250℃*0.2MPa*15min；垂直燃烧级中“/”表示其等级低于V-2；低温试验的试验环境为-40℃*60h，用10倍放大的放大镜对试样表面进行观察有无龟裂。
从上述实施例中可以看出，直接添加氧化石墨烯会恶化材料的机械性能，添加KH550、KH570材料后缓解了橡胶材料被恶化的机械性能，而添加（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO则可以明显提升材料的力学强度和延伸性能，这是因为接枝改性后的氧化石墨烯获得了更为均匀的分散，同时依托接枝剂较长的分子链，也提升了材料的柔韧性，从而在力学性能上表现有明显的提升。
未添加防老剂的实施例5、6和添加了防老剂的实施例3、4相比，在力学性能上没有明显的变化，这表明防老剂同产品的力学性能关联度不大。进一步的热性能测试中我们可以看出，实施例5和6热老化后的机械性能同实施例3和4相比，仅略微下降，这表明，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO可以明确提升材料的耐候性能，防老剂的添加与否仅可少量影响其耐候性，但在低温试验及后续的阻燃试验中几乎没有影响。
从实施例10-13中可以看出，添加半胱氨酸可以明显提升材料的拉伸性能，这是因为在紫外交联的条件下，半胱氨酸的羧基可以同氧化石墨烯表面的羟基及（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺表面的胺基反应接枝，巯基可同三元乙丙橡胶中的不饱和基团在紫外条件下发生点击反应，提升橡胶和增强材料之间的交联程度，促进增强材料的进一步分散。进一步地，由于氧化石墨烯表面的羟基被进一步消耗，材料中的活性氧基团进一步减少，对材料的耐高温老化性能有着明显的提升。
电缆对比例1：称料，三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃时出片。胶片冷却12h后，投入至挤出机中挤出包覆电缆内芯，其中，挤出机机头温度为125℃，随后在硫化箱中升温至210℃硫化定型1min制得电缆产品。
电缆对比例2：称料，三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1 kg，防老剂4020 2 kg，半胱氨酸 10kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃时出片。胶片冷却12h后，投入至挤出机中挤出包覆电缆内芯，其中，挤出机机头温度为125℃，随后通过紫外辐照设备，用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照30秒以达到交联。
电缆实施例1：称料，三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1-2 kg，防老剂4020 2-3 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃时出片。胶片冷却12h后，投入至挤出机中挤出包覆电缆内芯，其中，挤出机机头温度为125℃，随后在硫化箱中升温至210℃硫化定型1min制得电缆产品。
电缆实施例2：称料，三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1-2 kg，防老剂4020 2-3 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，半胱氨酸 10kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃时出片。胶片冷却12h后，投入至挤出机中挤出包覆电缆内芯，其中，挤出机机头温度为125℃，随后通过紫外辐照设备，用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照30秒以达到交联。
电缆实施例3：称料，三元乙丙橡胶100kg，丁基橡胶15 kg，硫磺3 kg，炭黑20 kg，硬脂酸锌2 kg，防老剂RD 1-2 kg，防老剂4020 2-3 kg，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝La@GO 15 kg，半胱氨酸 15kg，将上述材料投入到密炼机中，升温至100℃混炼8分钟，降温至60℃时出片。胶片冷却12h后，投入至挤出机中挤出包覆电缆内芯，其中，挤出机机头温度为125℃，随后通过紫外辐照设备，用主波长200-400nm、光强400-4000mW/cm2的紫外光对橡胶材料进行熔融态紫外光辐照10秒以达到交联。
检测方法：耐压试验：6.5kV、5min观察是否击穿；冲击电压试验：40kV、10次循环观察是否击穿；常温扭转试验：20000周期扭转后耐压4.5kV、15min不击穿；115℃高温扭转试验：5000周期扭转后耐压4.5kV、15min不击穿；-40℃低温扭转试验：5000周期扭转后耐压4.5kV、15min不击穿；-50℃低温扭转试验：5000周期扭转后耐压4.5kV、15min不击穿； -40℃低温弯曲试验：4倍的电缆外径弯曲180°，试验后绝缘和护套表面无裂纹；负重试验：6000N、168h负载后绝缘和护套表面无裂纹，20℃导体最大直流电阻满足要求；耐盐雾试验：672h盐雾试验后，测试外层拉伸强度和断裂伸长率变化率；人工气候老化试验：测试老化前后外层拉伸强度和断裂伸长率变化率。
电缆对比例、实施例之间的性能对比如下表：
从电缆实施例1-3和电缆对比例1-2中可以看出，不论是高温硫化还是紫外照射交联的方式，电缆的耐候性能均有明显的提升，其中紫外交联30s的产品性能提升明显，在高低温扭转试验、弯曲试验、耐盐雾和耐老化性试验等方面性能优异，可以满足风力发电电缆的使用需求，更可用于其他耐候型橡胶制品（如：密封条、高温传输带、止水带等一系列对橡胶材料有耐候性需求的橡胶制品领域）的生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种耐扭电缆材料，其特征在于：按质量份计，由三元乙丙橡胶100份，丁基橡胶15份，硫化剂3-5份，炭黑20-35份，硬脂酸锌2份，防老剂RD 1-2份，防老剂4020 2-3份，（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO 5-15份组成；
其中：X=La、Ce；
所述X@GO的制备方法如下：氧化石墨烯分散后，添加XCl3·3H2O于其中并搅拌，调节pH值至10，继续搅拌3h，过滤后在60℃下干燥制得X@GO；
所述（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO的制备方法如下：X@GO与（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺分别分散均匀后，混合并升温至75℃反应7-8h制得。
2.根据权利要求1所述的一种耐扭电缆材料，其特征在于：所述X@GO与（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺的质量比为1:5。
3.根据权利要求1所述的一种耐扭电缆材料，其特征在于：所述氧化石墨烯与XCl3·3H2O的质量比为1:1。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种耐扭电缆材料的制备方法，其特征在于：将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硫化剂、炭黑、硬脂酸锌、防老剂RD、防老剂4020、3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO混合均匀后，升温至100-125℃混炼8-10分钟，降温至60℃出片，随后在150-165℃下热压硫化8-12分钟。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种耐扭电缆材料的制备方法，其特征在于：将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硫化剂、炭黑、硬脂酸锌、防老剂RD、防老剂4020、3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二乙烯三胺接枝X@GO、半胱氨酸混合均匀后，升温至100-125℃混炼8-10分钟，紫外光辐照10-30秒以达到交联。
6.根据权利要求5所述的一种耐扭电缆材料的制备方法，其特征在于：所述半胱氨酸添加量为5-10份。
7.根据权利要求5所述的一种耐扭电缆材料的制备方法，其特征在于：所述紫外光的主波长为200-400nm，光强为400-4000mW/cm2。
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