一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括：丁苯橡膠60-80份、氯磺化聚乙烯10-20份、硅橡膠10-20份、偶聯(lián)劑3-10份、碳納米管/二氧化硅復(fù)合材料15-30份、改性白云母5-10份、改性石英3-8份、改性高嶺土5-15份、稀土配合物3-15份、改性淀粉3-15份、漢麻稈芯粉5-20份、過氧化苯甲酰2-7份、氧化鎂3-9份、環(huán)氧樹脂2-4份、對(duì)苯二胺1-4份、硬脂酸1-5份、促進(jìn)劑1-3份、防老劑3-8份。本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料耐老化性好，強(qiáng)度高，制作的電纜護(hù)套綜合性能好，使用壽命長。
【專利說明】一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜護(hù)套材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料。

【背景技術(shù)】
[0002]丁苯橡膠是全球使用量最大的合成橡膠品種，它由丁二烯與苯乙烯無規(guī)共聚而成。丁苯橡膠具有以下優(yōu)點(diǎn):硫化曲線平坦，膠料不易燒焦和過硫；耐磨性、耐熱性、耐油性好；在加工過程中相對(duì)分子質(zhì)量降低到一定程度不再降低，因而不易過煉，可塑度均勻，硫化橡膠硬度變化??；提高相對(duì)分子質(zhì)量可以實(shí)現(xiàn)高填充性，充油橡膠的加工性能好；容易與其他高不飽和通用橡膠并用。但是丁苯橡膠分子中存在不飽和雙鍵，其老化效果較差，強(qiáng)度低，單純的丁苯橡膠制作的電纜護(hù)套耐老化性差，強(qiáng)度低，不能滿足社會(huì)的要求，需要進(jìn)行改性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其耐老化性好，強(qiáng)度高，用本發(fā)明所述電纜護(hù)套材料制作的電纜護(hù)套綜合性能好，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出了一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠60-80份、氯磺化聚乙烯10-20份、硅橡膠10-20份、偶聯(lián)劑3_10份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料15-30份、改性白云母5-10份、改性石英3-8份、改性高嶺土 5_15份、稀土配合物3-15份、改性淀粉3-15份、漢麻桿芯粉5-20份、過氧化苯甲酰2_7份、氧化鎂
3-9份、環(huán)氧樹脂2-4份、對(duì)苯二胺1-4份、硬脂酸1-5份、促進(jìn)劑1_3份、防老劑3_8份。
[0005]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:丁苯橡膠65-76份、氯磺化聚乙烯13-18份、硅橡膠
14-17份、偶聯(lián)劑4.5-8份、碳納米管/二氧化硅復(fù)合材料19-26份、改性白云母5.5-8.3份、改性石英3.5-7.6份、改性高嶺土 7-12份、稀土配合物5-13份、改性淀粉5_10份、漢麻桿芯粉7-15份、過氧化苯甲酰3-6份、氧化鎂4-8份、環(huán)氧樹脂2.6-3.5份、對(duì)苯二胺1.3-3.6份、硬脂酸1.5-4份、促進(jìn)劑1.2-2.6份、防老劑4-7份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:丁苯橡膠70份、氯磺化聚乙烯15份、硅橡膠15份、偶聯(lián)劑6份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料23份、改性白云母7.2份、改性石英5.9份、改性高嶺土 7.9份、稀土配合物11份、改性淀粉8份、漢麻桿芯粉12份、過氧化苯甲酰4份、氧化鎂6份、環(huán)氧樹脂3.3份、對(duì)苯二胺2.9份、硬脂酸3份、促進(jìn)劑2.5份、防老劑5.5份。
[0007]優(yōu)選地，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30-50份對(duì)苯二甲酸、10-20份稀土硝酸鹽加入到100份水中，超聲分散10-15min后攪拌5_10min，調(diào)節(jié)pH為
4-6后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在120-140°C反應(yīng)20-35h，降溫至室溫，過濾。
[0008]優(yōu)選地，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將40份對(duì)苯二甲酸、15份稀土硝酸鹽加入到100份水中，超聲分散13min后攪拌8min，調(diào)節(jié)pH為5后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在135°C反應(yīng)30h，降溫至室溫，過濾。
[0009]優(yōu)選地，所述稀土硝酸鹽為硝酸鑭、硝酸釹、硝酸釔、硝酸鈰、硝酸釤中的一種或者多種的組合。
[0010]優(yōu)選地，所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為KH550、KH560、KH792、Si69中的一種或者多種的組合。
[0011]本發(fā)明中，丁苯橡膠耐磨、耐熱、硫化速度快，但丁苯橡膠因分子中含有雙鍵，作為電纜護(hù)套材料耐老化性差，不能滿足需要；氯磺化聚乙烯具有優(yōu)異的耐臭氧性、耐大氣老化性、耐化學(xué)腐蝕性、較好的物理機(jī)械性能、耐熱及耐低溫性、耐油性、耐燃性、耐磨性及耐電絕緣性，在硫化劑的存在下，丁苯橡膠和氯磺化聚乙烯形成兩個(gè)獨(dú)立的連續(xù)相，它們相互穿插、滲透、纏繞，限制了各組分的相分離，在受外力時(shí)，橡膠大分子與氯磺化聚乙烯形成的鏈在自然狀態(tài)下卷曲，在承受應(yīng)力時(shí)伸張、可滑移，所受應(yīng)力會(huì)沿著兩者形成的纏結(jié)鏈傳導(dǎo)并分散到各個(gè)相區(qū)中，避免了應(yīng)力集中出現(xiàn)的材料的破壞，提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率；氯磺化聚乙烯維持自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)改善了丁苯橡膠耐老化性、強(qiáng)度和耐寒性；硅橡膠耐高低溫、耐天候、高彈性、使用溫度范圍寬，壓縮永久變形小，成本低，添加到復(fù)合材料中維持自身性質(zhì)的同時(shí)改善了丁苯橡膠的彈性；碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料被一層橡膠材料包裹，在橡膠中分散均勻，在復(fù)合材料受外力時(shí)，碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料能承受一部分負(fù)荷，提高了橡膠的拉伸強(qiáng)度、抗撕裂性和耐磨性；石英粉具有特殊的準(zhǔn)球形顆粒形態(tài)，高嶺土具有可塑性、粘接性工藝性能，白云母具有耐熱、耐酸堿、絕緣、強(qiáng)度高等性能，三者用改性劑改性后填充在復(fù)合材料中，與橡膠基體的相容性好，用量在很大范圍內(nèi)都能起到良好的補(bǔ)強(qiáng)效果，提高了復(fù)合材料的抗拉性能和抗撕裂性能、定伸應(yīng)力；淀粉用改性劑改性后得到改性淀粉，其粒徑小，與橡膠基體的相容性好，加入到復(fù)合材料中，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能，使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、300%定伸應(yīng)力和撕裂強(qiáng)度均增大，永久變形和硬度基本不變；漢麻桿芯粉為不規(guī)則的纖維狀，在橫截面和縱向表面上分布著一些溝槽和微孔，這為聚合物基質(zhì)大分子的進(jìn)入提供了有利的通道，有利于改善與橡膠基質(zhì)的相容性，作為填充劑，改善復(fù)合材料性能的同時(shí)對(duì)于漢麻資源的綜合利用、減少垃圾排放和環(huán)境污染等方面具有重要意義，不僅有助于解決環(huán)境問題，而且有著重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益；配合添加的偶聯(lián)劑降低了漢麻桿芯粉的極性，使其與橡膠分子具有更好的相容性；稀土配合物中稀土離子具有良好的抗氧化能力，其大量的空軌道有極強(qiáng)的與游離基結(jié)合的能力，從而使自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止，起到抗氧化、促進(jìn)橡膠硫化、提高橡膠熱穩(wěn)定性、提高硫化膠性能的作用；稀土配合物中的氧元素會(huì)與填料表面的羥基形成氫鍵，形成了負(fù)載型稀土防老齊U，與其它防老劑進(jìn)行復(fù)配，使其協(xié)同作用，有效地提高橡膠的耐熱氧老化、耐臭氧老化、耐紫外老化等性能，且效果優(yōu)良，高效、無毒無污染。
[0012]本發(fā)明中，通過選擇合適的組分，優(yōu)化組分的含量，得到了綜合性能好的稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，制作的電纜護(hù)套，綜合性能好，使用壽命長。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0014]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料中，丁苯橡膠的重量份可以為 60.5、61、62、63.5、64、65、66、67.8、68、69、70、71、71.3、72、73、74,74.6,75,75.6、76、77、78、78.5,79,79.3 份，氯磺化聚乙烯的重量份可以為 10.3、11、11.5、12、12.3、13、14、15、16、16.7、18、18.6、19、19.4 份，硅橡膠的重量份可以為 10.3、11、11.4、12、12.5、13、13.4、14、14.1、15、16、16.8、17、18、18.6、19、19.3 份，偶聯(lián)劑的重量份可以為3.6、4、4.3、5、5.4、6、6.2、7、7.6、8、8.3、9、9.4份，碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料的重量份可以為 15.6,16,16.4、17、18、18.5,19,19.6,20,20.4,21,21.3,22,22.4,23,23.5、24,24.6,25,25.7、26、27、27.6,28,28.4,29,29.5 份，改性白云母的重量份可以為 5.6、6、6.4、7、7.8、8、8.3、9、9.6 份，改性石英的重量份可以為 3.6、4、4.3、5、5.4、6、6.8、7、7.6 份，改性高嶺土的重量份可以為 5.6、6、6.3、7、7.8、8、8.9、9、10、10.3、11、11.4、12、12.5、13、13.4、14、14.8 份，稀土配合物的重量份可以為 3.4、4、4.1、5、5.3、6、6.7、7、7.8、8、8.5、9、9.6、10、10.2、11、12、12.3、13、13.4、14、14.7 份，改性淀粉的重量份可以為 3.6、4、4.3、5、5.6、6、6.8、7、7.2、8、8.3、9、9.5、10、11、12、13.5、14、14.6 份，漢麻桿芯粉的重量份可以為5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.6、10、11、11.3、12、12.6、13、13.5、14、15、15.6、16、16.7、18、18.5、19、19.4份，過氧化苯甲酰的重量份可以為2.6、3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.7份，氧化鎂的重量份可以為3.6、4、5、5.3、6、6.8、7、7.9、8、8.6份，環(huán)氧樹脂的重量份可以為2.3、3、
3.5,3.8份，對(duì)苯二胺的重量份可以為1.3,1.8、2、2.3,2.5,2.9、3、3.4,3.8份，硬脂酸的重量份可以為1.6、2、2.3、3、3.4、4、4.5份，促進(jìn)劑的重量份可以為1.3,1.7、2、2.3、2.8份，防老劑的重量份可以為3.5、4、4.3、5、5.6、6、6.8、7、7.3份。
[0015]實(shí)施例1
[0016]本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠60份、氯磺化聚乙烯20份、硅橡膠20份、偶聯(lián)劑3份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料15份、改性白云母10份、改性石英3份、改性高嶺土 15份、稀土配合物3份、改性淀粉15份、漢麻桿芯粉20份、過氧化苯甲酰2份、氧化鎂9份、環(huán)氧樹脂2份、對(duì)苯二胺4份、硬脂酸I份、促進(jìn)劑I份、防老劑3份。
[0017]實(shí)施例2
[0018]本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠80份、氯磺化聚乙烯10份、硅橡膠10份、偶聯(lián)劑10份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料30份、改性白云母5份、改性石英8份、改性高嶺土 5份、稀土配合物15份、改性淀粉3份、漢麻桿芯粉5份、過氧化苯甲酰7份、氧化鎂3份、環(huán)氧樹脂4份、對(duì)苯二胺I份、硬脂酸5份、促進(jìn)劑3份、防老劑8份；
[0019]其中，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將35份對(duì)苯二甲酸、12份硝酸鑭加入到100份水中，超聲分散Ilmin后攪拌8min，調(diào)節(jié)pH為4后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在125°C反應(yīng)28h，降溫至室溫，過濾；
[0020]所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為KH560、KH792的組合，且KH560、KH792的重量之比為1:1.5。
[0021]實(shí)施例3
[0022]本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠66份、氯磺化聚乙烯15份、硅橡膠19份、偶聯(lián)劑6.2份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料19份、改性白云母8份、改性石英7.6份、改性高嶺土 12份、稀土配合物10.2份、改性淀粉6.8份、漢麻桿芯粉11.3份、過氧化苯甲酰6份、氧化鎂8.6份、環(huán)氧樹脂3.5份、對(duì)苯二胺3份、硬脂酸3.4份、促進(jìn)劑2份、防老劑5.6份；
[0023]其中，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將50份對(duì)苯二甲酸、20份硝酸釤加入到100份水中，超聲分散15min后攪拌5min，調(diào)節(jié)pH為6后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在140°C反應(yīng)20h，降溫至室溫，過濾；
[0024]所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為 KH550。
[0025]實(shí)施例4
[0026]本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠75份、氯磺化聚乙烯13份、硅橡膠12份、偶聯(lián)劑8份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料22.6份、改性白云母7.8份、改性石英6.4份、改性高嶺土 12.3份、稀土配合物10.6份、改性淀粉10.9份、漢麻桿芯粉13份、過氧化苯甲酰6份、氧化鎂8份、環(huán)氧樹脂3.8份、對(duì)苯二胺3.6份、硬脂酸4.2份、促進(jìn)劑2.3份、防老劑5份；
[0027]其中，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30份對(duì)苯二甲酸、5份硝酸鑭和5份硝酸衫加入到100份水中，超聲分散1min后攪拌1min,調(diào)節(jié)pH為4后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在120°C反應(yīng)35h，降溫至室溫，過濾；
[0028]所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為 Si69。
[0029]實(shí)施例5
[0030]本發(fā)明所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁苯橡膠70份、氯磺化聚乙烯15份、硅橡膠15份、偶聯(lián)劑6份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料23份、改性白云母7.2份、改性石英5.9份、改性高嶺土 7.9份、稀土配合物11份、改性淀粉8份、漢麻桿芯粉12份、過氧化苯甲酰4份、氧化鎂6份、環(huán)氧樹脂3.3份、對(duì)苯二胺2.9份、硬脂酸3份、促進(jìn)劑2.5份、防老劑5.5份。
[0031]其中，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將40份對(duì)苯二甲酸、15份硝酸釔加入到100份水中，超聲分散13min后攪拌8min，調(diào)節(jié)pH為5后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在135°C反應(yīng)30h，降溫至室溫，過濾；
[0032]所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為KH550、KH560、KH792、Si69按任意重量份之比的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:丁苯橡膠60-80份、氯磺化聚乙烯10-20份、硅橡膠10-20份、偶聯(lián)劑3_10份、碳納米管/二氧化硅復(fù)合材料15-30份、改性白云母5-10份、改性石英3-8份、改性高嶺土 5_15份、稀土配合物3-15份、改性淀粉3-15份、漢麻桿芯粉5-20份、過氧化苯甲酰2_7份、氧化鎂3_9份、環(huán)氧樹脂2-4份、對(duì)苯二胺1-4份、硬脂酸1-5份、促進(jìn)劑1-3份、防老劑3-8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:丁苯橡膠65-76份、氯磺化聚乙烯13-18份、硅橡膠14-17份、偶聯(lián)劑4.5-8份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料19-26份、改性白云母5.5-8.3份、改性石英3.5-7.6份、改性高嶺土 7-12份、稀土配合物5-13份、改性淀粉5-10份、漢麻桿芯粉7_15份、過氧化苯甲酰3-6份、氧化鎂4-8份、環(huán)氧樹脂2.6-3.5份、對(duì)苯二胺1.3-3.6份、硬脂酸1.5-4份、促進(jìn)劑1.2-2.6份、防老劑4-7份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:丁苯橡膠70份、氯磺化聚乙烯15份、硅橡膠15份、偶聯(lián)劑6份、碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料23份、改性白云母7.2份、改性石英5.9份、改性高嶺土 7.9份、稀土配合物11份、改性淀粉8份、漢麻桿芯粉12份、過氧化苯甲酰4份、氧化鎂6份、環(huán)氧樹脂3.3份、對(duì)苯二胺2.9份、硬脂酸3份、促進(jìn)劑2.5份、防老劑5.5份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30-50份對(duì)苯二甲酸、10-20份稀土硝酸鹽加入到100份水中，超聲分散10-15min后攪拌5_10min，調(diào)節(jié)pH為4_6后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在120-140°C反應(yīng)20-35h，降溫至室溫，過濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，所述稀土配合物按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將40份對(duì)苯二甲酸、15份稀土硝酸鹽加入到100份水中，超聲分散13min后攪拌8min，調(diào)節(jié)pH為5后轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，在135°C反應(yīng)30h，降溫至室溫，過濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料，其特征在于，所述稀土硝酸鹽為硝酸鑭、硝酸釹、硝酸釔、硝酸鈰、硝酸釤中的一種或者多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述稀土配合物改性丁苯橡膠電纜護(hù)套材料,其特征在于，所述碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料為改性碳納米管/ 二氧化硅復(fù)合材料，改性劑為KH550、KH560、KH792、Si69中的一種或者多種的組合。
【文檔編號(hào)】C08L9/06GK104292553SQ201410522424
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】郭紹華, 袁加夕, 王良云, 姚歡, 范宇, 趙加北 申請(qǐng)人:安徽華峰電纜集團(tuán)有限公司