專利名稱：一種電纜用橡膠護(hù)套材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜用材料，更具體地說，本發(fā)明涉及一種電纜用橡膠護(hù)套材料，屬于電纜護(hù)套材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
橡膠因其良好的柔軟性和高彈性而普遍使用于電纜行業(yè)。當(dāng)橡膠作為護(hù)套材料使用時(shí)，通常要求其具備良好的機(jī)械性能以起到保護(hù)絕緣甚至整根電纜的作用。尤其在環(huán)境惡劣的場合，比如礦場、爆破場等，特別要求電纜護(hù)套具有高的抗拉強(qiáng)度和抗撕性能。氯化聚乙烯(英文簡稱CPE)在電線電纜行業(yè)中常被用作護(hù)套材料，常見的CPE護(hù)套有黑色和彩色。但無論是哪種顏色的CPE，都必須加入補(bǔ)強(qiáng)劑并經(jīng)過硫化后方可使用。其中，黑色的CPE護(hù)套采用炭黑做補(bǔ)強(qiáng)劑，而彩色的CPE采用白炭黑(SiO2)做補(bǔ)強(qiáng)劑。炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑，除了污染嚴(yán)重外，其來源還依賴于石油能源物資，價(jià)格比較昂貴。白炭黑的價(jià)格也不低，與炭黑比起來，白炭黑粒徑小極容易飛揚(yáng)，在橡膠加工時(shí)，易被操作者吸入而導(dǎo)致罹患?jí)m肺病。 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2012. 8. I公開了一件申請(qǐng)?zhí)枮?01210090160. 0，名稱為“一種制造風(fēng)能電纜用的三元乙丙橡膠及其制備方法”的發(fā)明專利，該專利公開了一種制造風(fēng)能電纜用的三元乙丙橡膠及其制備方法，三元乙丙橡膠90-110份；防老劑1-4份；硬脂酸O. 2-0. 5份；石蠟油2-9 ;三鹽基硫酸鉛2-5 ;氧化鋅1_4 ;活性高嶺土 80-120 ;偶聯(lián)劑
O.3-1. 5 ;交聯(lián)劑O. 5-2. 6 ;助交聯(lián)劑O. 5-2. O ;半補(bǔ)強(qiáng)炭黑1-3 ;增塑劑1_4 ;三氧化二銻
O.5-2 ;硼酸鋅O. 5-2 ;堿式碳酸鎂1-5 ;抗氧劑1-4 ;硫磺O. 1-0. 5 ;環(huán)氧大豆油2_5 ;十溴聯(lián)苯醚5-15 ;氧化銻12-30 ;有機(jī)改性膨潤土 2-5。該材料適用溫度范圍廣，性能好，使用壽命長。對(duì)比文件所涉材料，為風(fēng)能電纜專用，應(yīng)用領(lǐng)域較窄。其次，選用乙丙作為基體材料，并加入偶聯(lián)劑，十溴聯(lián)苯醚，有機(jī)改性膨潤土等高價(jià)格產(chǎn)品，因此成本較高，只能專材專用。第三，對(duì)比文件材料中加入了硫磺，雖然用量在O. 1-0. 5份，但對(duì)于整根電纜來講，用量并不少。硫磺的遷移性會(huì)造成銅導(dǎo)體的氧化變黑，繼而加速絕緣層的老化，造成電纜在使用中存在較大隱患。最后，對(duì)比文件中材料種類繁多，在煉膠稱量中因過程繁多而生產(chǎn)效率降低，一旦配料出現(xiàn)問題，也不方便排查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)能電纜用材料應(yīng)用領(lǐng)域較窄，組分繁多造成的成本高，生產(chǎn)效率降低的問題，提供一種新型電纜用橡膠護(hù)套料，該電纜用護(hù)套材料具有經(jīng)濟(jì)、清潔、性能優(yōu)良的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，其具體的技術(shù)方案如下
一種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分
氯化聚乙烯100份
膨潤土20 80份增塑劑20 40份
硫化劑2. 5 5. O份
助硫化劑I. 5 6. O份
活化劑I. O 10份
防老劑O. 2 3. O份
偶聯(lián)劑O. 5 I. 5份
本發(fā)明所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物；
本發(fā)明所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)或三聚氰酸三丙烯酯(TAC)； 本發(fā)明所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照8 10:1 I. 5的重量比例混合。本發(fā)明所述的氯化聚乙烯，作為電纜用橡膠護(hù)套的材料組分之一，本發(fā)明基本技術(shù)方案中采用的氯化聚乙烯為本領(lǐng)域技術(shù)人員都知曉的常規(guī)氯化聚乙烯，所述的氯化聚乙烯為氯含量在35 45%的氯化聚乙烯橡膠，門尼粘度為45 60。本發(fā)明所述的氯化聚乙烯優(yōu)選氯含量為35%，門尼粘度ML (I + 4) 125°C為45 85 (ML (I + 4) 125°C為門尼粘度指標(biāo)的表示方法，意思是125°C下，預(yù)熱lmin，測量4min內(nèi)的最小門尼數(shù)值)，邵爾硬度< 60的氯化聚乙烯。本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的膨潤土，為本領(lǐng)域常規(guī)的任意一種膨潤土。本發(fā)明所述的膨潤土優(yōu)選為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度> 82%，目數(shù)彡1000目，膨潤土含量彡85%，pH值6. O 7. 5，含水量彡10%,雜質(zhì)粒徑彡25Mm。本發(fā)明所述的增塑劑，主要用來提高材料的塑性，以達(dá)到良好的加工性能,本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的增塑劑為本領(lǐng)域常規(guī)的能夠與氯化聚乙烯配合的極性增塑劑，例如石蠟、白蠟、氯化石蠟、DOP、DOS等，其中，DOP為鄰苯二甲酸二辛酯，DOS為癸二酸二辛酯。本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的硫化劑為有機(jī)過氧化物，例如過氧化二異丙苯、1，I-雙叔丁基過氧基_3，3，5-三甲基環(huán)己烷、雙叔丁基過氧異丙基苯等。本發(fā)明所述的硫化劑優(yōu)選過氧化二異丙苯。本發(fā)明所述助硫化劑，其目的在于加速硫化和加強(qiáng)硫化效果，本發(fā)明優(yōu)選液體三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)。本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的防老劑為本領(lǐng)域常規(guī)防老劑。本發(fā)明優(yōu)選的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。本發(fā)明基本技術(shù)方案采用的偶聯(lián)劑為本領(lǐng)域常規(guī)偶聯(lián)劑。本發(fā)明優(yōu)選的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑A-172。本發(fā)明所述的一種電纜用橡膠護(hù)套材料的制備工藝為本領(lǐng)域常規(guī)工藝，包括以下步驟
A、稱料。稱取氯化聚乙烯100份，膨潤土 20 80份，增塑劑20 40份，硫化劑2. 5 5份，助硫化劑I. 5 6份，活化劑I. O 10. O份，防老劑O. 2 3份，偶聯(lián)劑O. 5 I. 5份待用。要求氯化聚乙烯、膨潤土和增塑劑的稱量應(yīng)精確至lg，硫化劑和助硫化劑應(yīng)精確至
O.002g，氧化鎂和硬脂酸應(yīng)精確至O. Olg，所以其它配合劑應(yīng)精確至±1%。膨潤土在稱量之前要進(jìn)行調(diào)節(jié)，即將膨潤土放入105±5°C的烘箱中加熱2h。在調(diào)節(jié)過程中，膨潤土應(yīng)放置在一個(gè)開放的尺寸適宜的容器中，以使膨潤土厚度不超過10_。B、混煉。優(yōu)先選用輥筒速比I. O: I. 4的開煉機(jī)塑煉氯化聚乙烯。待氯化聚乙烯變成半透明狀后，將輥間距調(diào)至適宜狀態(tài)，沿著整個(gè)輥筒的長度加入除硫化劑和促進(jìn)劑外的其它配合劑。當(dāng)堆積膠和輥筒表面沒有明顯的游離粉料時(shí)，做3/4割刀，交替方向進(jìn)行5 6次后加入硫化劑和助硫化劑。硫化劑與助硫化劑完全被I父體吸收后，將I父片從棍筒上表I]下，調(diào)整輥間距，將膠片薄通3 4次即可。C、停放?；鞜捄蟮哪z片應(yīng)放置在平整、清潔、干燥的金屬表面冷卻至室溫，冷卻后的膠片應(yīng)妥善存放以防止被其他物料污染。D、硫化。混煉后的膠片停放至少16h后，裁剪適宜大小的膠片放入平板硫化機(jī)的模具中硫化。硫化條件為160°C，15min，硫化期間保持模腔壓力不小于3. 5MPa。E、檢測。硫化片至少放置16h后，方可進(jìn)行相關(guān)性能檢測。本發(fā)明帶來的有益技術(shù)效果
1、相對(duì)于對(duì)比文件，該專利中的有機(jī)澎潤土只加入了2 5份，是作為分散劑使用，而本專利膨潤土加入量為20 80份，是作為補(bǔ)強(qiáng)劑使用。本發(fā)明選用來源廣泛、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、性能優(yōu)良的膨潤土作為補(bǔ)強(qiáng)劑，在降低材料成本的同時(shí)，亦可適當(dāng)改善阻燃性能；膨潤土作為補(bǔ)強(qiáng)劑，即可避免炭黑污染大的缺點(diǎn)，也可避免白炭黑易飛揚(yáng)的缺點(diǎn)；膨潤土補(bǔ)強(qiáng)的橡膠護(hù)套材料，其性能不亞于白炭黑與炭黑補(bǔ)強(qiáng)的護(hù)套材料，配方配比合適時(shí)，其性能甚至更優(yōu)；
2、相對(duì)于對(duì)比文件，該專利所述的材料為風(fēng)能電纜專用(風(fēng)能電纜有耐寒要求)，本專利所述護(hù)套為通用電纜護(hù)套；對(duì)比文件中為乙丙材料，作為護(hù)套使用必須滿足強(qiáng)度大于10. OMPa、伸長率大于300%的要求，若沒有達(dá)到要求，則不適合作為護(hù)套材料使用；氯化聚乙烯的價(jià)格遠(yuǎn)低于乙丙材料，因此本發(fā)明的成本低；
3、本發(fā)明所述的氯化聚乙烯優(yōu)選氯含量為35%，門尼粘度ML(I + 4) 125°C為45 85，邵爾硬度< 60的氯化聚乙烯，其柔軟性非常適合作為電纜用橡膠護(hù)套材料的制備；所述的膨潤土，優(yōu)選為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度> 82%，目數(shù)> 1000目，膨潤土含量彡85%，pH值6. O 7. 5，含水量彡10%,雜質(zhì)粒徑彡25Mm，此種膨潤土為納米級(jí)膨潤土，粒徑小，比表面積大，用于橡膠中具有易分散性，并有良好的補(bǔ)強(qiáng)效果，另外PH值介于6. O
7.5之間，因此表現(xiàn)為中性，不會(huì)影響橡膠的硫化；
4、本發(fā)明的配方中，所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物，所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)或三聚氰酸三丙烯酯(TAC);優(yōu)選的，所述的硫化劑為過氧化二異丙苯(DCP)，所述的助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)，液體三烯丙基氰脲酸酯(TAIC)的優(yōu)點(diǎn)是純度高，能與過氧化二異丙苯(DCP)的交聯(lián)有效配合，當(dāng)DCP發(fā)揮交聯(lián)作用時(shí)，由于液體TAIC具有三個(gè)分子鏈端雙鍵，而這三個(gè)雙鍵通過碳碳單鍵都接在同一個(gè)分子環(huán)上，形成三個(gè)遙爪狀結(jié)構(gòu)，能夠起到促進(jìn)作用，提高交聯(lián)速度和交聯(lián)程度；另外，選用過氧化二異丙苯的優(yōu)點(diǎn)還有在過氧化物交聯(lián)體系中，它的結(jié)構(gòu)較為簡單，易于生產(chǎn)，價(jià)格也比同類產(chǎn)品低；過氧化二異丙苯的分解溫度和半衰期，分別與橡膠加工的溫度和時(shí)間較為匹配；
5、本發(fā)明選用的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照8 10:1 I.5的重量比例混合，活性氧化鎂和硬脂酸搭配，不會(huì)對(duì)氯化聚乙烯產(chǎn)生影響，這樣能很好的起到活化作用；混合比例選擇的優(yōu)點(diǎn)在于活性氧化鎂不光起到活化的作用，還起到吸收高溫硫化時(shí)產(chǎn)生的氯化氫氣體，如果加入量少，則無法盡數(shù)吸收氯化氫而致使材料產(chǎn)生氣泡，如果加入量過多，則多余的氧化鎂成為了填充劑，造成了材料的浪費(fèi)，而本發(fā)明采用的比例范圍，既不會(huì)產(chǎn)生氣泡，也不會(huì)造成材料的浪費(fèi)；6、本發(fā)明采用的防老劑優(yōu)選為防老劑RD或者抗氧劑300，在高分子材料老化過程中，會(huì)產(chǎn)生一些自由基，這些自由基會(huì)加速材料的老化，而防老劑RD或者抗氧劑300可以與這些自由基有效結(jié)合，形成穩(wěn)定的化合物，從而起到防老化作用；
7、本發(fā)明采用的偶聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑A-172，其增強(qiáng)氯化聚乙烯與膨潤土界面間的浸潤性，從而提高它們的結(jié)合性能；
8、本發(fā)明的電纜用橡膠護(hù)套材料，其配方不僅成本低廉，且組分簡單，所有組分既有各自獨(dú)立的作用和優(yōu)點(diǎn)，也互相配合，形成一個(gè)完整的整體，在過程繁多的煉膠稱量過程中生產(chǎn)效率不會(huì)降低，一旦配料出現(xiàn)問題，也非常方便排查；本發(fā)明的材料中未加入硫磺，避免了硫磺的遷移性造成銅導(dǎo)體的氧化變黑，繼而加速絕緣層的老化，造成電纜在使用中存在較大隱患的問題，提高了安全系數(shù)；且本發(fā)明配方制得的產(chǎn)品性能更優(yōu)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例I
一種電纜用橡膠護(hù)套材料，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分
氯化聚乙烯100份
膨潤土20份
增塑劑20份
硫化劑2. 5份
助硫化劑I. 5份
活化劑I. O份
防老劑O. 2份
偶聯(lián)劑O. 5份
所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物；
所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯；
所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照8:1的重量比例混合。實(shí)施例2
一種電纜用橡膠護(hù)套材料，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分
氯化聚乙烯100份
膨潤土80份
增塑劑40份
硫化劑5. O份
助硫化劑6. O份
活化劑10份
防老劑3. O份
偶聯(lián)劑I. 5份
所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物；
所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯；
所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照10:1. 5的重量比例混合。實(shí)施例3一種電纜用橡膠護(hù)套材料，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分
氯化聚乙烯100份
膨潤土50份
增塑劑30份
硫化劑3. 75份
助硫化劑3. 75份
活化劑5. 5份
防老劑I. 6份
偶聯(lián)劑I. O份
所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物；
所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯；
所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照9:1. 25的重量比例混合。實(shí)施例4
一種電纜用橡膠護(hù)套材料，包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分
氯化聚乙烯100份
膨潤土26份
增塑劑33份
硫化劑4. 9份
助硫化劑2. I份
活化劑8. 8份
防老劑I. 7份
偶聯(lián)劑I. 2份
所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物；
所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯；
所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照9. 5:1. 12的重量比例混合。實(shí)施例5
在實(shí)施例I 4的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的
所述的氯化聚乙烯為氯含量35%，門尼粘度ML (1+4) 125°C為45，邵爾硬度20的氯化聚乙烯。所述的膨潤土為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度83%，目數(shù)1000目，膨潤土含量85%，pH值6. 0，含水量5%，雜質(zhì)粒徑10Mm。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酯。所述的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。所述的偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑A-172。實(shí)施例6
在實(shí)施例I 4的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的
所述的氯化聚乙烯為氯含量35%，門尼粘度ML (1+4) 125°C為85，邵爾硬度60的氯化聚乙烯。
所述的膨潤土為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度92%，目數(shù)2000目，膨潤土含量95%，pH值I. 5，含水量10%，雜質(zhì)粒徑25Mm。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酯。所述的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。所述的偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑A-172。實(shí)施例7
在實(shí)施例I 4的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的 所述的氯化聚乙烯為氯含量35%，門尼粘度ML (1+4) 125°C為65，邵爾硬度40的氯化聚乙烯。所述的膨潤土為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度87%，目數(shù)1500目，膨潤土含量90%, pH值6. 75，含水量7. 5%，雜質(zhì)粒徑17. 5Mm0所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酯。所述的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。所述的偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑A-172。實(shí)施例8
在實(shí)施例I 4的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的
所述的氯化聚乙烯為氯含量35%，門尼粘度ML (1+4) 125°C為80，邵爾硬度55的氯化聚乙烯。所述的膨潤土為化工級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度88%，目數(shù)1250目，膨潤土含量94%，pH值7. 0，含水量7%，雜質(zhì)粒徑2lMm。所述的硫化劑為過氧化二異丙苯。所述助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酯。所述的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。所述的偶聯(lián)劑為娃燒偶聯(lián)劑A-172。實(shí)施例9
本發(fā)明配方制得的產(chǎn)品性能
表I :配方
權(quán)利要求
1.ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于包括以下按照重量份數(shù)計(jì)的原料組分 氯化聚こ烯100份 膨潤土20 80份 增塑劑20 40份 硫化劑2. 5 5份 助硫化劑I. 5 6份 活化劑I. O 10. O份 防老劑O. 2 3份 偶聯(lián)劑O. 5 I. 5份 所述的硫化劑為有機(jī)過氧化物； 所述的助硫化劑為三烯丙基氰脲酸酯或三聚氰酸三丙烯酯； 所述的活化劑為活性氧化鎂和硬脂酸按照8 10:1 I. 5的重量比例混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述的氯化聚こ烯為氯含量35%，門尼粘度ML (1 + 4) 125°C為45 85，邵爾硬度彡60的氯化聚こ烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述的膨潤土為化エ級(jí)膨潤土，其指標(biāo)范圍為白度> 82%，目數(shù)彡1000目，膨潤土含量彡85%，pH值6. O 7.5，含水量彡10%，雜質(zhì)粒徑彡25Mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述的硫化劑為過氧化ニ異丙苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述助硫化劑為液體三烯丙基氰脲酸酷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述的防老劑為防老劑RD或者抗氧劑300。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種電纜用橡膠護(hù)套材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑A-172。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電纜用橡膠護(hù)套材料。本發(fā)明的電纜用橡膠護(hù)套材料配方為氯化聚乙烯100份、膨潤土20～80份、增塑劑20～40份、硫化劑2.5～5份、助硫化劑1.5～6份、活化劑1.0～10.0份、防老劑0.2～3份、偶聯(lián)劑0.5～1.5份。本發(fā)明的電纜用橡膠護(hù)套材料，其配方不僅成本低廉，且組分簡單，所有組分既有各自獨(dú)立的作用和優(yōu)點(diǎn)，也互相配合，形成一個(gè)完整的整體，在過程繁多的煉膠稱量過程中生產(chǎn)效率不會(huì)降低，一旦配料出現(xiàn)問題，也非常方便排查；本發(fā)明的材料中未加入硫磺，避免了硫磺的遷移性造成銅導(dǎo)體的氧化變黑，繼而加速絕緣層的老化，造成電纜在使用中存在較大隱患的問題，提高了安全系數(shù)；且本發(fā)明配方制得的產(chǎn)品性能更優(yōu)。
文檔編號(hào)C08L23/28GK102838811SQ201210373408
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者張圣博, 李廣元, 沈盧東, 盛業(yè)武, 陳光高, 沈智飛, 王娟, 李勇軍 申請(qǐng)人:四川明星電纜股份有限公司