一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料包括：天然橡膠、聚苯并惡嗪樹脂、液體聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂、氧化鋅、硬脂酸、叔丁基過氧化氫、炭黑、納米二氧化硅、煅燒陶土、納米蒙脫土、硫酸鈣晶須、棉短纖維、碳納米管、納米氫氧化鋁、促進劑、聚3?羥基丁酸酯4?羥基丁酸酯、環(huán)氧大豆油、古馬隆樹脂、甲基膦酸二甲酯、松香酸聚氧乙烯酯、防老劑。本發(fā)明提出的耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其強度高，抗沖擊性能好，耐高溫性能和耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長。
【專利說明】
一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國石油化工、通訊、交通、建筑、電力等工業(yè)的發(fā)展，近年來發(fā)電廠、變電站、冶煉以及石油化工等行業(yè)對電纜的需求量極大，同時對電纜的性能和數(shù)量提出了更高的要求，因此用于制作電纜的材料也逐漸高檔化、特種化和專用化。電纜護套作為電纜的最外層材料，對電纜的綜合性能影響較大，其不僅要求具有優(yōu)良的物理性能，如拉伸強度、斷裂伸長率等，同時還需要擁有良好的耐熱性和耐老化性能等。雖然現(xiàn)在市場上的電纜有多種多樣，但是大部分電纜其護套材料性能仍不是很理想，電纜在使用的過程中，存在耐高溫不是很理想、強度低、抗沖擊性能欠佳的缺陷，縮短了電纜的使用壽命，增加了經(jīng)濟壓力，并存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其強度高，抗沖擊性能好，耐高溫性能和耐老化性能優(yōu)異，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂20-35份、液體聚硫橡膠5-15份、環(huán)氧樹脂1-5份、氧化鋅3-5份、硬脂酸0.5-2份、叔丁基過氧化氫1.5-3份、炭黑15-25份、納米二氧化硅8-20份、煅燒陶土3-12份、納米蒙脫土 2-15份、硫酸鈣晶須3-15份、棉短纖維3-15份、碳納米管2-10份、納米氫氧化鋁2-10份、促進劑1.5-3.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯2-8份、環(huán)氧大豆油2-8份、古馬隆樹脂1-5份、甲基膦酸二甲酯4-15份、松香酸聚氧乙烯酯2-5份、防老劑1-3.5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中，天然橡膠、聚苯并惡嗪樹脂、液體聚硫橡膠的重量比為100:25-32:8-13。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂28-30份、液體聚硫橡膠10-13份、環(huán)氧樹脂2.8-4份、氧化鋅3.5-4.3份、硬脂酸1-1.6份、叔丁基過氧化氫2-
2.6份、炭黑19-23份、納米二氧化硅10-16份、煅燒陶土 7-10份、納米蒙脫土 7-10份、硫酸鈣晶須5.8-10份、棉短纖維7-10份、碳納米管5.3-8份、納米氫氧化鋁5.8-7份、促進劑2-2.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯4.8-5.9份、環(huán)氧大豆油4.8-6份、古馬隆樹脂3.2-4份、甲基膦酸二甲酯8-12份、松香酸聚氧乙烯酯3.1-4份、防老劑1.9-2.8份。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂29份、液體聚硫橡膠12.8份、環(huán)氧樹脂3.5份、氧化鋅4.2份、硬脂酸1.2份、叔丁基過氧化氫2.5份、炭黑20份、納米二氧化硅14.6份、煅燒陶土 8.5份、納米蒙脫土 8份、硫酸鈣晶須9份、棉短纖維7.8份、碳納米管6.3份、納米氫氧化鋁6份、促進劑2.3份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯5.5份、環(huán)氧大豆油5.3份、古馬隆樹脂3.7份、甲基膦酸二甲酯10份、松香酸聚氧乙烯酯3.7份、防老劑2.2份。
[0008]優(yōu)選地，所述炭黑為改性炭黑;所述改性炭黑所采用的改性劑為過硫酸銨;炭黑經(jīng)過硫酸銨改性后，粒徑明顯減小，在體系中分散更加均勻，顯著提高了材料的熱穩(wěn)定性。
[0009]優(yōu)選地，所述納米二氧化硅為改性納米二氧化硅;所述改性納米二氧化硅所采用的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑A-151、硅烷偶聯(lián)劑A-189中的一種或者多種的混合物。
[0010]優(yōu)選地，所述硫酸鈣晶須的平均直徑為3-8μπι，平均長度為80-150μπι，松散密度為
0.1-0.3g/Cm30
[0011]優(yōu)選地，所述促進劑為四氫糠胺、二芐基胺、促進劑CZ、促進劑ZIP、乙基黃原酸鋅中的一種或者多種的混合物。
[0012]優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑AW、防老劑A、防老劑OD、防老劑264、N，N 二苯基-1，
3-丙二胺中的一種或者多種的混合物。
[0013]本發(fā)明所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料按照以下工藝進行制備:按配比將天然橡膠、聚苯并惡嗪樹脂、液體聚硫橡膠、環(huán)氧樹脂加入開煉機中混煉均勻，其中混煉溫度為45-60°C，然后加入剩余原料，混煉均勻后置于平板硫化機上進行硫化，其中，硫化溫度為120-145 °C，硫化時間為2-4min。
[0014]聚苯并惡嗪樹脂具有優(yōu)異的耐熱性、阻燃性，且工藝性能良好，液體聚硫橡膠具有良好的耐老化性能、耐油、耐溶劑性能、以及對堿酸的良好的熱穩(wěn)定性;本發(fā)明所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料的原料中，以天然橡膠為主料，同時加入了聚苯并惡嗪樹脂與其進行配合，顯著提高了護套材料的耐高溫性，同時加入了液體聚硫橡膠，液體聚硫橡膠在與聚苯并惡嗪樹脂共混的過程中，能與聚苯并惡嗪樹脂中的烯丙基發(fā)生反應(yīng)形成接枝共聚物，通過控制其在體系中的比例，使液體聚硫橡膠與聚苯并惡嗪樹脂以及天然橡膠之間形成了更好的相容性，在改善護套材料耐高溫性的同時提高了護套材料的沖擊強度、韌性和熱穩(wěn)定性，改善了因聚苯并惡嗪樹脂的加入引起的交聯(lián)密度低、性脆、韌性較差的缺點；硫酸鈣晶須在體系中具有高度有序的原子排列結(jié)構(gòu)，在高溫的過程中，不會引起高溫滑移，不分解、不軟化，與棉短纖維、碳納米管配合后，在體系內(nèi)部形成了纖維網(wǎng)，有效抵制了聚合物分子在熱狀態(tài)下的運動，顯著提高了護套材料的耐高溫性，同時與納米二氧化硅、煅燒陶土、納米蒙脫土、納米氫氧化鋁配合，在松香酸聚氧乙烯酯的輔助作用下，在體系中分散均勻，提高了護套材料的強度和尺寸穩(wěn)定性;聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯其本身為大分子聚合物具有較高的強度，加入體系中，以較小粒子分散在體系中，起到增塑的作用，與環(huán)氧大豆油、古馬隆樹脂和甲基膦酸二甲酯配合加入體系中，顯著提高了體系的斷裂伸長率，賦予電纜護套材料良好的韌性，在受到外力作用時，會發(fā)生空洞化和不規(guī)則的塑性形變，從而吸收更多的能量，顯著提高護套材料的沖擊強度，同時因加入的碳納米管對甲基膦酸二甲酯具有吸收作用，在一定程度上防止了甲基膦酸二甲酯從體系中的迀出，與體系中的納米氫氧化鋁具有協(xié)同作用，在護套材料燃燒的過程中，能形成致密、連續(xù)的炭層，改善了護套材料的阻燃性。
【具體實施方式】
[0015]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016]實施例1
[0017]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂35份、液體聚硫橡膠5份、環(huán)氧樹脂5份、氧化鋅3份、硬脂酸2份、叔丁基過氧化氫1.5份、炭黑25份、納米二氧化硅8份、煅燒陶土 12份、納米蒙脫土 2份、硫酸鈣晶須15份、棉短纖維3份、碳納米管10份、納米氫氧化鋁2份、促進劑3.5份、聚3-羥基丁酸酯
4-羥基丁酸酯2份、環(huán)氧大豆油8份、古馬隆樹脂I份、甲基膦酸二甲酯15份、松香酸聚氧乙烯酯2份、防老劑3.5份。
[0018]實施例2
[0019]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂20份、液體聚硫橡膠15份、環(huán)氧樹脂I份、氧化鋅5份、硬脂酸0.5份、叔丁基過氧化氫3份、炭黑15份、納米二氧化硅20份、煅燒陶土 3份、納米蒙脫土 15份、硫酸鈣晶須3份、棉短纖維15份、碳納米管2份、納米氫氧化鋁10份、促進劑1.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯8份、環(huán)氧大豆油2份、古馬隆樹脂5份、甲基膦酸二甲酯4份、松香酸聚氧乙稀酯5份、防老劑I份。
[0020]實施例3
[0021]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂30份、液體聚硫橡膠10份、環(huán)氧樹脂4份、氧化鋅3.5份、硬脂酸1.6份、叔丁基過氧化氫2份、炭黑23份、納米二氧化硅10份、煅燒陶土 10份、納米蒙脫土 7份、硫酸鈣晶須10份、棉短纖維7份、碳納米管8份、納米氫氧化鋁5.8份、促進劑CZ 2.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯4.8份、環(huán)氧大豆油6份、古馬隆樹脂3.2份、甲基膦酸二甲酯12份、松香酸聚氧乙稀酯3.1份、防老劑AW I份、防老劑A I份、防老劑OD 0.8份；
[0022]其中，所述納米二氧化娃為改性納米二氧化娃;所述改性納米二氧化娃所采用的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑A-151、硅烷偶聯(lián)劑A-189按重量比為2:3:6:1:5的混合物。
[0023]實施例4
[0024]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂28份、液體聚硫橡膠13份、環(huán)氧樹脂2.8份、氧化鋅4.3份、硬脂酸I份、叔丁基過氧化氫2.6份、炭黑19份、硅烷偶聯(lián)劑KH-570改性納米二氧化硅16份、煅燒陶土7份、納米蒙脫土 10份、硫酸鈣晶須5.8份、棉短纖維10份、碳納米管5.3份、納米氫氧化鋁7份、促進劑CZ 0.3份、促進劑ZIP 0.8份、乙基黃原酸鋅0.9份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯5.9份、環(huán)氧大豆油4.8份、古馬隆樹脂4份、甲基膦酸二甲酯8份、松香酸聚氧乙烯酯4份、防老劑264 I.I份、N，N’ -二苯基-1，3-丙二胺0.8份。
[0025]實施例5
[0026]本發(fā)明提出的一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂29份、液體聚硫橡膠12.8份、環(huán)氧樹脂3.5份、氧化鋅4.2份、硬脂酸1.2份、叔丁基過氧化氫2.5份、炭黑20份、納米二氧化硅14.6份、煅燒陶土 8.5份、納米蒙脫土8份、硫酸鈣晶須9份、棉短纖維7.8份、碳納米管6.3份、納米氫氧化鋁6份、四氫糠胺1.5份、二芐基胺0.8份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯5.5份、環(huán)氧大豆油5.3份、古馬隆樹脂
3.7份、甲基膦酸二甲酯10份、松香酸聚氧乙烯酯3.7份、防老劑A 2.2份；
[0027]其中，所述炭黑為改性炭黑;所述改性炭黑所采用的改性劑為過硫酸銨；
[0028]所述納米二氧化娃為改性納米二氧化娃;所述改性納米二氧化娃所采用的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560按重量比為4:3的混合物；
[0029]所述硫酸鈣晶須的平均直徑為3-8μm，平均長度為80-150μm，松散密度為0.1-0.3g/Cm30
[0030]對本發(fā)明所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料進行性能檢測，其抗張強度為15-18.3MPa，斷裂伸長率為590-730 在75°C下加熱240h后，其抗張強度保持率為95.7-96.8%,斷裂伸長率保持率為93-97.8%；氧指數(shù)為45-70 %。
[0031]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂20-35份、液體聚硫橡膠5-15份、環(huán)氧樹脂1-5份、氧化鋅3-5份、硬脂酸0.5-2份、叔丁基過氧化氫1.5-3份、炭黑15-25份、納米二氧化硅8-20份、煅燒陶土 3-12份、納米蒙脫土 2-15份、硫酸鈣晶須3-15份、棉短纖維3-15份、碳納米管2-10份、納米氫氧化鋁2-10份、促進劑1.5-3.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯2-8份、環(huán)氧大豆油2-8份、古馬隆樹脂1-5份、甲基膦酸二甲酯4-15份、松香酸聚氧乙烯酯2-5份、防老劑1-3.5份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，其原料中，天然橡膠、聚苯并惡嗪樹脂、液體聚硫橡膠的重量比為100: 25-32:8-13。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂28-30份、液體聚硫橡膠10-13份、環(huán)氧樹脂2.8-4份、氧化鋅3.5-4.3份、硬脂酸1-1.6份、叔丁基過氧化氫2-2.6份、炭黑19-23份、納米二氧化硅10-16份、煅燒陶土 7-10份、納米蒙脫土 7-10份、硫酸鈣晶須5.8-10份、棉短纖維7-10份、碳納米管5.3-8份、納米氫氧化鋁5.8-7份、促進劑2-2.5份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯4.8-5.9份、環(huán)氧大豆油4.8-6份、古馬隆樹脂3.2-4份、甲基膦酸二甲酯8-12份、松香酸聚氧乙烯酯3.1-4份、防老劑1.9-2.8份。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:天然橡膠100份、聚苯并惡嗪樹脂29份、液體聚硫橡膠12.8份、環(huán)氧樹脂3.5份、氧化鋅4.2份、硬脂酸1.2份、叔丁基過氧化氫2.5份、炭黑20份、納米二氧化硅14.6份、煅燒陶土8.5份、納米蒙脫土8份、硫酸鈣晶須9份、棉短纖維7.8份、碳納米管6.3份、納米氫氧化鋁6份、促進劑2.3份、聚3-羥基丁酸酯4-羥基丁酸酯5.5份、環(huán)氧大豆油5.3份、古馬隆樹月旨3.7份、甲基膦酸二甲酯10份、松香酸聚氧乙烯酯3.7份、防老劑2.2份。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，所述炭黑為改性炭黑;所述改性炭黑所采用的改性劑為過硫酸銨。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，所述納米二氧化硅為改性納米二氧化硅;所述改性納米二氧化硅所采用的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-560、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑A-151、硅烷偶聯(lián)劑A-189中的一種或者多種的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，所述硫酸鈣晶須的平均直徑為3-8μπι，平均長度為80-150μπι，松散密度為0.1-0.3g/cm3。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，所述促進劑為四氫糠胺、二芐基胺、促進劑CZ、促進劑ZIP、乙基黃原酸鋅中的一種或者多種的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述耐高溫天然橡膠電纜護套材料，其特征在于，所述防老劑為防老劑AW、防老劑A、防老劑OD、防老劑264、N，N’_二苯基-1，3-丙二胺中的一種或者多種的混合物。
【文檔編號】C08L7/00GK106084331SQ201610585234
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610585234.6, CN 106084331 A, CN 106084331A, CN 201610585234, CN-A-106084331, CN106084331 A, CN106084331A, CN201610585234, CN201610585234.6
【發(fā)明人】吳松如, 趙建軍, 吳建杰, 黃海琴, 朱家俊, 鄭有松, 周家云, 徐國鋒
【申請人】安徽電氣集團股份有限公司