CN116903966A - 一种耐热耐老化电缆外护套材料 - Google Patents
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Abstract
一种耐热耐老化电缆外护套材料，属于高分子材料技术领域，其具体配方（以重量份计）为：木质素改性氯磺化聚乙烯4~8份、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石20~40份、三元乙丙橡胶85~125份、复合硫化剂4~8份、阻燃剂5~15份、增塑剂1~3份、补强剂10~23份；用该材料挤出得到的电缆外护套成品，耐热耐老化（175℃×96h）：拉伸强度变化率‑7.6~‑6.3%、断裂伸长率变化率‑9.7~‑8.5%，耐热耐老化（180℃×168h）：拉伸强度变化率‑13.5~‑11.7%、断裂伸长率变化率‑15.2~‑13.6%。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热耐老化电缆外护套材料，属于高分子材料技术领域。
背景技术
随着我国石油化工、通讯、交通、建筑、电力等工业的发展，近年来发电厂、变电站、冶炼以及石油化工等行业对电缆的需求量极大，同时对电缆的性能提出了更高的要求，因此用于制作电缆的材料也逐渐高档化、特种化和专用化。电缆护套作为电缆的最外层材料，对电缆的综合性能影响较大，其不仅要求具有优良的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，同时还需要拥有良好的耐热性和耐老化性能等。虽然现在市场上的电缆有多种多样，但是大部分电缆其护套材料性能仍不是很理想，电缆在使用的过程中，存在耐热性和耐老化性不是很理想的缺陷，缩短了电缆的使用寿命，增加了经济压力，并存在安全隐患。
中国专利CN 108164888 A 公开了一种耐热耐老化电缆料，其原料按重量份包括：氟橡胶55~70份、硅橡胶15~25份、三元乙丙橡胶3~15份、氯醚橡胶3~12份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物0.5~1.5份、改性剂2~8份、炭黑5~12份、膨胀纳米陶土3~11份、氧化镁1~2份、纳米氮化硅3~9份、海泡石纤维2~9份、蒙脱土1~5份、二硫化钼1~5份、过氧化苯甲酰1~2份、三聚氰酸三烯丙基酯0.1~0.5份、增塑剂2~5份。该专利所制备的耐热耐老化电缆料，以氟橡胶为主体，其成本相当高昂，再者配方中加入的氯醚橡胶、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物均为强极性高聚物，与氟橡胶的相容性很差，难以得到综合性能较好的电缆料。
中国专利CN104277275A 公开了一种耐热耐老化电缆护套材料，其原料按重量份包括：氢化丁腈橡胶40~50份，丁腈橡胶40~60份，过氧化二异丙苯2~2.5份，氧化锌4~5份，硬脂酸1~2份，防老剂4010NA2~3份，苯撑二胺类防老剂1~1.5份，促进剂DM1.5~2.5份，改性石墨20~25份，炭黑30~40份，碳酸钙20~30份，滑石粉15~20份，陶土15~20份。本发明中耐热耐老化电缆护套材料的主体材质是丁腈橡胶，丁腈类橡胶的耐热性并不突出，而且丁腈橡胶的绝缘性较差，难以满足对绝缘性要求较高的使用场景。
以上可以看到目前电缆护套材料的耐热耐老化仍存在比较大的问题，电缆行业亟需耐热耐老化性能优异的外护套材料以满足苛刻的使用环境。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种耐热耐老化电缆外护套材料，实现以下发明目的：以较低成本制备出综合性能优异，耐热耐老化性能突出的电缆外护套材料。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种耐热耐老化电缆外护套材料，所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计）为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 4~8份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 20~40份、
三元乙丙橡胶 85~125份、
复合硫化剂 4~8份、
阻燃剂 5~15份、
增塑剂 1~3份、
补强剂 10~23份，
所述木质素改性氯磺化聚乙烯，其制备方法包括木质素表面改性、溶液共混两个步骤；
所述乙烯辛烯共聚物包覆海泡石，其制备方法包括海泡石表面改性、乙烯辛烯共聚物包覆两个步骤；
所述复合硫化剂由双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯三种物质组成；
所述双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯的质量比为8~16:10~23:50~80；
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为1~60纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为0.5~3微米；
以下是对上述技术方案的进一步改进：
步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备
（1）木质素表面改性
将木质素粉末、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷按质量比13~28:70~115:4~8混合，控温80~95℃、搅拌速率550~900转/分下回流反应3~6小时后，冷却至室温后过滤，滤出的固体置于50~75℃下干燥2~4小时后得到表面改性的木质素粉末；
所述木质素粉末的粒径为1~10微米；
溶液共混
将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温45~65℃，搅拌速率1000~2500转/分，冷凝回流条件下，加入表面改性的木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌3~5小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度90~120℃、闪蒸压力-0.01~-0.085MPa、停留时间30~50秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-10~-4℃下粉碎成10~30微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为1~4:50；
所述表面改性的木质素粉末，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的20~35%。
步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石
（1）海泡石表面改性
将海泡石、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲苯按质量比15~25:2~5:90~130混合后，控制温度115~130℃、搅拌速率500~850转/分下，回流反应2~4小时后，冷却至室温，然后过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，置于80~95℃下干燥1~3小时后，得到表面改性的海泡石；
所述海泡石的粒径为0.5~6微米；
（2）乙烯辛烯共聚物包覆
将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:55~85混合后，控制
温度在100~120℃，搅拌速率1500~2500转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入表面改性的海泡石，持续搅拌1.5~3小时，待表面改性的海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量130~160wt%的去离子水，控制去离子水的温度为80~95℃，搅拌速率500~900转/分，冷凝回流状态下，以0.05~0.13mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，置于70~85℃下干燥1~2.5小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述表面改性的海泡石，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的
35~50%。
步骤3、密炼开炼
按耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计），向密炼机中依次加入木质素改性氯磺化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、补强剂，在100~125℃、65~85转/分条件下密炼20~35分钟后出料得到密炼胶料，向密炼胶料中加入复合硫化剂，然后在开炼机上进行割刀、薄通、打三角包开炼，开炼温度控制在55~75℃，反复开炼4~6个循环后，调大辊距至3~5毫米出片，得到的片状料在摆胶装置上摆胶2~4次，然后再经三辊压延机压延，再分割成细长胶条，得到耐热耐老化电缆外护套材料成品。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
1、本发明通过对木质素和海泡石的表面改性，减弱了这两种物质表面的极性，使二者表面由亲水性变成疏水性，促进了二者在后续氯磺化聚乙烯和乙烯辛烯共聚物中的分散均匀程度；
2、本发明设计了木质素与氯磺化聚乙烯的溶液共混工艺和乙烯辛烯共聚物包覆海泡石的工艺，这两步操作既保证了木质素与海泡石这两种功能性助剂在最终橡胶基体中的分散均匀度，同时避免了后续熔融密炼过程中的重新团聚现象，使木质素和海泡石本身具有的耐热耐老化功能性能够充分发挥出来，从而提高了整个橡胶基体的耐热耐老化性能；
3、本发明中使用双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮这两种助交联剂来增强橡胶基体的交联密度和分子结构的致密程度，这两种助交联剂均含有耐热芳环结构，将这两者引入橡胶基体中，会大幅提升橡胶基体整体的耐热性和耐老化性能；
4、本发明制备出的耐热耐老化电缆外护套材料，挤出得到的电缆外护套成品，其拉伸强度为18.3~19.4MPa，断裂伸长率509~524%，热老化（75℃，240h）：拉伸强度变化率-0.4~-0.1%、断裂伸长率506~519%、断裂伸长率变化率-1.0~-0.4%，热延伸（200℃，0.2MPa）：载荷下伸长率2.1~3.2%、冷却后永久变形为0，浸油试验（100℃，24h）：拉伸强度变化率-1.4~-2.1%、断裂伸长率变化率-3.2~-2.4%，耐热耐老化（175℃×96h）：拉伸强度变化率-7.6~-6.3%、断裂伸长率变化率-9.7~-8.5%，耐热耐老化（180℃×168h）：拉伸强度变化率-13.5~-11.7%、断裂伸长率变化率-15.2~-13.6%。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种耐热耐老化电缆外护套材料
步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备
（1）木质素表面改性
将木质素粉末、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷按质量比20:95:7混合，控温90℃、搅拌速率680转/分下回流反应5小时后，冷却至室温后过滤，滤出的固体置于70℃下干燥3小时后得到表面改性的木质素粉末；
所述木质素粉末的粒径为6微米；
（2）溶液共混
将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温58℃，搅拌速率2000转/分，冷凝回流条件下，加入表面改性的木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌4小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度110℃、闪蒸压力-0.09MPa、停留时间45秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-8℃下粉碎成20微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为3:50；
所述表面改性的木质素粉末，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的30%。
步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石
（1）海泡石表面改性
将海泡石、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲苯按质量比23:4:120混合后，控制温度125℃、搅拌速率780转/分下，回流反应3小时后，冷却至室温，然后过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤4次后，置于90℃下干燥2小时后，得到表面改性的海泡石；
所述海泡石的粒径为3微米；
（2）乙烯辛烯共聚物包覆
将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:70混合后，控制温度
在115℃，搅拌速率2250转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入表面改性的海泡石，持续搅拌2小时，待表面改性的海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量150wt%的去离子水，控制去离子水的温度为90℃，搅拌速率700转/分，冷凝回流状态下，以0.10mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤4次后，置于80℃下干燥2小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述表面改性的海泡石，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的
45%。
步骤3、密炼开炼
所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计）为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 5份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 35份、
三元乙丙橡胶 105份、
复合硫化剂 7份、
阻燃剂 12份、
增塑剂 2份、
补强剂 19份，
所述复合硫化剂由双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯三种物质组成；
所述双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯的质量比为13:17:65；
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为45纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为2微米；
按耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计），向密炼机中依次加入木质素改性氯磺化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、补强剂，在115℃、75转/分条件下密炼30分钟后出料得到密炼胶料，向密炼胶料中加入复合硫化剂，然后在开炼机上进行割刀、薄通、打三角包开炼，开炼温度控制在70℃，反复开炼5个循环后，调大辊距至4毫米出片，得到的片状料在摆胶装置上摆胶3次，然后再经三辊压延机压延，再分割成细长胶条，得到耐热耐老化电缆外护套材料成品。
实施例2：一种耐热耐老化电缆外护套材料
步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备
（1）木质素表面改性
将木质素粉末、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷按质量比13:70:4混合，控温80℃、搅拌速率550转/分下回流反应3小时后，冷却至室温后过滤，滤出的固体置于50℃下干燥2小时后得到表面改性的木质素粉末；
所述木质素粉末的粒径为1微米；
（2）溶液共混
将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温45℃，搅拌速率1000转/分，冷凝回流条件下，加入表面改性的木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌3小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度90℃、闪蒸压力-0.01MPa、停留时间30秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-10℃下粉碎成10微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为1:50；
所述表面改性的木质素粉末，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的20%。
步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石
（1）海泡石表面改性
将海泡石、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲苯按质量比15:2:90混合后，控制温度115℃、搅拌速率500转/分下，回流反应2小时后，冷却至室温，然后过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3次后，置于80℃下干燥1小时后，得到表面改性的海泡石；
所述海泡石的粒径为0.5微米；
（2）乙烯辛烯共聚物包覆
将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:55混合后，控制温度
在100℃，搅拌速率1500转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入表面改性的海泡石，持续搅拌1.5小时，待表面改性的海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量130wt%的去离子水，控制去离子水的温度为80℃，搅拌速率500转/分，冷凝回流状态下，以0.05mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3次后，置于70℃下干燥1小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述表面改性的海泡石，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的35%。
步骤3、密炼开炼
所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计）为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 4份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 20份、
三元乙丙橡胶 85份、
复合硫化剂 4份、
阻燃剂 5份、
增塑剂 1份、
补强剂 10份，
所述复合硫化剂由双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯三种物质组成；
所述双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯的质量比为8:10:50；
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为1纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为0.5微米；
按耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计），向密炼机中依次加入木质素改性氯磺化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、补强剂，在100℃、65转/分条件下密炼20分钟后出料得到密炼胶料，向密炼胶料中加入复合硫化剂，然后在开炼机上进行割刀、薄通、打三角包开炼，开炼温度控制在55℃，反复开炼4个循环后，调大辊距至3毫米出片，得到的片状料在摆胶装置上摆胶2次，然后再经三辊压延机压延，再分割成细长胶条，得到耐热耐老化电缆外护套材料成品。
实施例3：一种耐热耐老化电缆外护套材料
步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备
（1）木质素表面改性
将木质素粉末、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷按质量比28:115:8混合，控温95℃、搅拌速率900转/分下回流反应6小时后，冷却至室温后过滤，滤出的固体置于75℃下干燥4小时后得到表面改性的木质素粉末；
所述木质素粉末的粒径为10微米；
（2）溶液共混
将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温65℃，搅拌速率2500转/分，冷凝回流条件下，加入表面改性的木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌5小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度120℃、闪蒸压力-0.085MPa、停留时间50秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-4℃下粉碎成30微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为4:50；
所述表面改性的木质素粉末，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的35%。
步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石
（1）海泡石表面改性
将海泡石、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲苯按质量比25:5:130混合后，控制温度130℃、搅拌速率850转/分下，回流反应4小时后，冷却至室温，然后过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤5次后，置于95℃下干燥3小时后，得到表面改性的海泡石；
所述海泡石的粒径为6微米；
（2）乙烯辛烯共聚物包覆
将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:85混合后，控制温度在
120℃，搅拌速率2500转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入表面改性的海泡石，持续搅拌3小时，待表面改性的海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量160wt%的去离子水，控制去离子水的温度为95℃，搅拌速率900转/分，冷凝回流状态下，以0.13mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤5次后，置于85℃下干燥2.5小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述表面改性的海泡石，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的
50%。
步骤3、密炼开炼
所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计）为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 8份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 40份、
三元乙丙橡胶 125份、
复合硫化剂 8份、
阻燃剂 15份、
增塑剂 3份、
补强剂 23份，
所述复合硫化剂由双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯三种物质组成；
所述双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯的质量比为16:23:80；
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为60纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为3微米；
按耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计），向密炼机中依次加入木质素改性氯磺化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、补强剂，在125℃、85转/分条件下密炼35分钟后出料得到密炼胶料，向密炼胶料中加入复合硫化剂，然后在开炼机上进行割刀、薄通、打三角包开炼，开炼温度控制在75℃，反复开炼6个循环后，调大辊距至5毫米出片，得到的片状料在摆胶装置上摆胶4次，然后再经三辊压延机压延，再分割成细长胶条，得到耐热耐老化电缆外护套材料成品。
对比例1：实施例1基础上，步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备中，不进行木质素表面改性，具体操作如下：
步骤1、木质素改性氯磺化聚乙烯的制备
（1）溶液共混
将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温58℃，搅拌速率2000转/分，冷凝回流条件下，加入木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌4小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度110℃、闪蒸压力-0.09MPa、停留时间45秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-8℃下粉碎成20微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述木质素粉末的粒径为6微米，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的30%；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为3:50；
步骤2、3操作同于实施例1。
对比例2：实施例1基础上，步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石，不进行海泡石表面改性，具体操作如下：
步骤1操作同于实施例1；
步骤2、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石
（1）乙烯辛烯共聚物包覆
将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:70混合后，控制温度
在115℃，搅拌速率2250转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入海泡石，持续搅拌2小时，待海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量150wt%的去离子水，控制去离子水的温度为90℃，搅拌速率700转/分，冷凝回流状态下，以0.10mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤4次后，置于80℃下干燥2小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述海泡石的粒径为3微米，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的45%；
步骤3操作同于实施例1。
对比例3：实施例1基础上，步骤3、密炼开炼，将7份复合硫化剂等量替换为7份过氧化二异丙苯，具体操作如下：
步骤1、2操作同于实施例1；
步骤3、密炼开炼
所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计）为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 5份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 35份、
三元乙丙橡胶 105份、
过氧化二异丙苯 7份、
阻燃剂 12份、
增塑剂 2份、
补强剂 19份，
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为45纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为2微米；
按耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方（以重量份计），向密炼机中依次加入木质素改性氯磺化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物包覆海泡石、三元乙丙橡胶、阻燃剂、增塑剂、补强剂，在115℃、75转/分条件下密炼30分钟后出料得到密炼胶料，向密炼胶料中加入过氧化二异丙苯，然后在开炼机上进行割刀、薄通、打三角包开炼，开炼温度控制在70℃，反复开炼5个循环后，调大辊距至4毫米出片，得到的片状料在摆胶装置上摆胶3次，然后再经三辊压延机压延，再分割成细长胶条，得到耐热耐老化电缆外护套材料成品。
性能测试：
实施例1、2、3和对比例1、2、3所得耐热耐老化电缆外护套材料在连续硫化挤出机上挤出电缆外护套，挤出机螺杆直径120mm，长径比16:1，硫化管为不锈钢管，长118m，倾斜25m，最高蒸汽压力2.0MPa，温度为200℃，冷却水槽长20m，挤出机温度分布为模口处125℃，机头120℃，喂料口60℃，机身一区85℃，机身二区95℃，螺杆区域90℃。挤出后得到的电缆外护套按GB/T2951-2008进行相关性能的测试，电缆外护套材料的耐热耐老化性能按GB/T3512-2001进行测试，具体测试结果见表1：
表1
从表1中的数据可以看到，对比例1和对比例2中，强极性的木质素和海泡石均不做表面改性，导致相应电缆外护套材料的力学性能、耐热老化、热延伸、耐油性能都有所下降，175℃和180℃下的耐热耐老化性能下降幅度很大，这表明木质素和海泡石不做表面改性，这两种物质很难均匀分散入橡胶基体内部，难以发挥二者本身具有的耐热耐老化性能；对比例3的各项性能相比于实施例1、2、3，下降非常剧烈，这表明双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮两种助交联剂对提升橡胶基体整体交联程度和内部分子结构的致密程度非常重要，这两种助交联剂本身含有的耐热芳环结构能够有效提高橡胶基体的耐热耐老化性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种耐热耐老化电缆外护套材料，其特征在于：
所述耐热耐老化电缆外护套材料的具体配方，以重量份计为：
木质素改性氯磺化聚乙烯 4~8份、
乙烯辛烯共聚物包覆海泡石 20~40份、
三元乙丙橡胶 85~125份、
复合硫化剂 4~8份、
阻燃剂 5~15份、
增塑剂 1~3份、
补强剂 10~23份；
所述木质素改性氯磺化聚乙烯，其制备方法包括木质素表面改性、溶液共混两个步骤；
所述木质素表面改性，其方法为：将木质素粉末、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷按质量比13~28:70~115:4~8混合，控温80~95℃、搅拌速率550~900转/分下回流反应3~6小时后，冷却至室温后过滤，滤出的固体置于50~75℃下干燥2~4小时后得到表面改性的木质素粉末；
所述溶液共混，其方法为：将氯磺化聚乙烯溶解在二氯甲烷中，然后控温45~65℃，搅拌速率1000~2500转/分，冷凝回流条件下，加入表面改性的木质素粉末，加料完毕后，持续搅拌3~5小时后冷却至室温得到粘稠混合液体，将该液体注入刮膜式闪蒸仪中，控制加热温度90~120℃、闪蒸压力-0.01~-0.085MPa、停留时间30~50秒，然后将得到的干燥薄膜用低温粉碎机在-10~-4℃下粉碎成10~30微米的粉末，该粉末即为木质素改性氯磺化聚乙烯；
所述乙烯辛烯共聚物包覆海泡石，其制备方法包括海泡石表面改性、乙烯辛烯共聚物包覆两个步骤；
所述海泡石表面改性，其方法为：将海泡石、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、甲苯按质量比15~25:2~5:90~130混合后，控制温度115~130℃、搅拌速率500~850转/分下，回流反应2~4小时后，冷却至室温，然后过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，置于80~95℃下干燥1~3小时后，得到表面改性的海泡石；
所述乙烯辛烯共聚物包覆，其方法为：将乙烯辛烯共聚物与正庚烷按质量比10:55~85混合后，控制温度在100~120℃，搅拌速率1500~2500转/分，冷凝回流状态下，向混合体系中加入表面改性的海泡石，持续搅拌1.5~3小时，待表面改性的海泡石分散均匀后，降至室温得到悬浮液，然后将悬浮液转移至分液漏斗中，在三口烧瓶中装入悬浮液质量130~160wt%的去离子水，控制去离子水的温度为80~95℃，搅拌速率500~900转/分，冷凝回流状态下，以0.05~0.13mL/s的速度将悬浮液滴入三口烧瓶中，去离子水中出现颗粒状沉淀物，滴加完毕后，冷却至室温，过滤，得到的固体用无水乙醇洗涤3~5次后，置于70~85℃下干燥1~2.5小时后得到乙烯辛烯共聚物包覆海泡石；
所述复合硫化剂由双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯三种物质组成；
所述双酚A双烯丙基醚、N,N'-双亚糠基丙酮、过氧化二异丙苯的质量比为8~16:10~23:50~80；
所述增塑剂为环己烷-1,2-二羧酸二异壬酯；
所述补强剂为炭黑，其粒径为1~60纳米；
所述阻燃剂为三聚氰胺磷酸酯，其粒径为0.5~3微米。
2.根据权利要求1所述的耐热耐老化电缆外护套材料，其特征在于：
所述木质素粉末的粒径为1~10微米；
所述氯磺化聚乙烯与二氯甲烷的质量比为1~4:50；
所述表面改性的木质素粉末，其加入量为氯磺化聚乙烯质量的20~35%。
3.根据权利要求1所述的耐热耐老化电缆外护套材料，其特征在于：
所述海泡石的粒径为0.5~6微米；
所述表面改性的海泡石，其加入量为乙烯辛烯共聚物质量的35~50%。
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