一種改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002]三元乙丙橡膠是丙烯、乙烯以及共軛二烯組成的聚合物，由于其主鏈上的碳原子處于飽和結(jié)構(gòu)，只有側(cè)鏈上有少許不飽和的碳原子，所以其有很多優(yōu)異的加工性能和使用性能，例如密度低，具有耐天候老化性、耐熱及耐臭氧性、力學(xué)性能優(yōu)異等；但是三元乙丙橡膠也存在不耐油、粘合性差、硫化速度慢等缺點(diǎn)。隨著世界工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)三元乙丙橡膠數(shù)量特別是質(zhì)量上的要求越來(lái)越高，通過(guò)對(duì)三元乙丙橡膠進(jìn)行改性滿足現(xiàn)代社會(huì)的實(shí)際技術(shù)要求是目前研宄的熱點(diǎn)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料，其耐油性好，強(qiáng)度高，耐老化、絕緣性能優(yōu)異，用作電纜材料使用壽命長(zhǎng)。
[0004]本發(fā)明提出了一種改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠55-80份、丁腈橡膠15-30份、氯化聚乙烯5-15份、白炭黑35-55份、碳酸鈣20-40份、甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁5-22份、纖維15-30份、預(yù)分散酚醛中空微球5-16份、活性硅酸鈣10-25份、氧化鋅2-5份、硬脂酸1-3份、過(guò)氧化二異丙苯1.3-2.5份、硫磺0.5-1.8份、三聚異氰酸三烯丙酯0.2-0.6份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物1-2.5份、巰基官能化乙烯-乙酸乙烯共聚物1-4份、三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐3-7份、癸二酸二辛脂0.9-2.5份、偏苯三酸三辛酯0.5-1.7份、酚醛樹脂2-6份、防老劑2-4.5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠62-70份、丁腈橡膠21-26份、氯化聚乙烯9-12份、白炭黑48-52份、碳酸鈣27-32份、甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁10-16份、纖維22-27份、預(yù)分散酚醛中空微球8-11份、活性硅酸鈣18-23份、氧化鋅
3.4-4.3份、硬脂酸1.8-2.3份、過(guò)氧化二異丙苯1.9-2.4份、硫磺0.9-1.3份、三聚異氰酸三烯丙酯0.38-0.45份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物1.8-2.2份、巰基官能化乙烯-乙酸乙烯共聚物2.6-3.2份、三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐4.3-5.6份、癸二酸二辛脂1.8-2.2份、偏苯三酸三辛酯1.1-1.5份、酚醛樹脂3.8-4.5份、防老劑3.8-4.3份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠68份、丁腈橡膠22份、氯化聚乙烯10份、白炭黑51份、碳酸鈣31份、甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁14份、纖維25.6份、預(yù)分散酚醛中空微球9.3份、活性硅酸鈣21份、氧化鋅4份、硬脂酸2份、過(guò)氧化二異丙苯2.1份、硫磺1.2份、三聚異氰酸三烯丙酯0.4份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物2.1份、巰基官能化乙烯-乙酸乙烯共聚物3份、三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐5份、癸二酸二辛脂2.1份、偏苯三酸三辛酯1.3份、酚醛樹脂4.2份、防老劑4份。
[0007]優(yōu)選地，所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份在80-100份乙醇中加入30-50份納米氮化鋁，通氮?dú)?，然后攪拌加?-8份甲基丙烯酸鋅和0.3-0.6份過(guò)氧化苯甲酰，升溫至55-63°C后反應(yīng)3_5h，反應(yīng)結(jié)束后真空干燥、粉碎后過(guò)篩得到所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁。
[0008]優(yōu)選地，所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份在89-95份乙醇中加入38-43份納米氮化鋁，通氮?dú)?，然后攪拌加?.6-6.2份甲基丙烯酸鋅和0.5-0.55份過(guò)氧化苯甲酰，升溫至56-58°C后反應(yīng)3.8-4.5h，反應(yīng)結(jié)束后真空干燥、粉碎后過(guò)篩得到所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁。
[0009]優(yōu)選地，所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份在90份乙醇中加入42份納米氮化鋁，通氮?dú)?，然后攪拌加?.8份甲基丙烯酸鋅和0.53份過(guò)氧化苯甲酰，升溫至58°C后反應(yīng)4.2h，反應(yīng)結(jié)束后真空干燥、粉碎后過(guò)篩得到所述甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁。
[0010]優(yōu)選地，所述氯化聚乙烯的氯含量為38-44%。
[0011]優(yōu)選地，所述纖維為植物纖維；所述植物纖維為絲瓜纖維、椰子纖維、荷纖維中的一種或者多種的組合。
[0012]本發(fā)明中，選擇了三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、氯化聚乙烯共混作為主料，并調(diào)節(jié)了其比例，使三者的性能互補(bǔ)，既改善了三元乙丙橡膠的粘合性、耐油性，提高了丁腈橡膠的耐臭氧性、耐天候性以及耐低溫性能，又提高了氯化聚乙烯的耐低溫性和彈性，使得到的電纜材料具有優(yōu)異的彈性、粘合性、耐油性、耐低溫性和絕緣性，拓寬了電纜材料的應(yīng)用范圍；活性硅酸鈣比表面積大，其表面富含硅羥基，填充到電纜材料中，能明顯的促進(jìn)橡膠前期硫化，改善三元乙丙橡膠硫化速度慢的問題；碳酸鈣配合白炭黑加入到電纜材料中，具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，同時(shí)又可以吸附基體中產(chǎn)生的HCl分子，起到穩(wěn)定劑的作用，減小了氯化聚乙烯的加入引起的熱穩(wěn)定性下降的問題；納米氮化鋁是良好的耐熱沖擊材料，其穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)小，但是其與橡膠基體的相容性差，甲基丙烯酸鋅可以提高橡膠基質(zhì)大分子間的相互作用而產(chǎn)生良好的增強(qiáng)效果并可顯著提高橡膠基質(zhì)的耐油性，利用甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁后，納米氮化鋁的表面得到了改善，其團(tuán)聚趨勢(shì)減弱，其與橡膠基體之間的相容性增強(qiáng)，界面變模糊，提高了電纜材料的力學(xué)性能、耐熱老化性能、耐油性、耐磨性能以及壓縮永久變形性；纖維加入到電纜材料中，在橡膠混煉的過(guò)程中可以嵌入橡膠基體中，形成物理交聯(lián)點(diǎn)，在拉伸的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，提高電纜材料的拉伸強(qiáng)度，并且其可以聚攏殘?zhí)?，與預(yù)分散酚醛中空微球配合，改善了電纜材料的耐熱性、絕緣性和耐燒蝕性能；雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物通過(guò)二段硫化可以改善電纜材料的物理性能，除了具有促進(jìn)劑的作用外還可以起著橡膠-填料偶聯(lián)劑的作用，與三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐、巰基官能化乙烯-乙酸乙烯共聚物、酚醛樹脂配合改善了各原料之間的相容性，進(jìn)一步提高了電纜材料的性能。
[0013]本發(fā)明所述改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料，其強(qiáng)度高，拉伸強(qiáng)度為18_25MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為405-456%，其耐空氣老化性能好，1350C X240h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度保持率為96-98.5 %，斷裂伸長(zhǎng)率保持率為90-95.6 %，耐低溫性好，可以在-58°C以下使用，且使用壽命可達(dá)45年以上。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說(shuō)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)。
[0015]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料，其原料中，三元乙丙橡膠的重量份可以為 56.8,58,59.3、62、64、65.7、68、70、71、73、74.6,77,78.3,79,79.4份，丁腈橡膠的重量份可以為 15.6,16,16.8,18,18.4,19,19.3,20,20.5、22、24、25.6、27、28.3,29,29.4 份，氯化聚乙烯的重量份可以為 5.3、6、6.4、7、7.5、8、8.3、9、9.4,10,10.5、11、11.6,12,12.4,13,13.4,14,14.6 份，白炭黑的重量份可以為 35.8,37,38.6、39、40、
40.6、41、42、43、44.5,45,45.6,46,46.7,47,47.3,48,48.4、49、50、50.3、51、52、53、53.6、54,54.3 份，碳酸鈣的重量份可以為 21,22,23.6、23、24、25.6,26,26.7,28,28.4,29,29.3、30,30.4、32、33、34.5,35,35.6、37、38、38.4,39,39.2 份，甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁的重量份可以為 5.6,6.3、7、7.5、8、8.4、9、9.2,10,10.3、11、13、15、17、18.4,19,19.6、20、20.6,21,21.4 份，纖維的重量份可以為 15.6、17、18、19.4,20,20.3、21、22、24、25、26.3、27,28,28.4,29,29.3份，預(yù)分散酚醛中空微球的重量份可以為5.6、6、6.8、7、7.5、8、8.3、9,9.4、10、12、13.4,14,14.6,15,15.3 份，活性硅酸鈣的重量份可以為 10.6、12、14、15.6、17,17.5,18,18.6,19,19.3,20,20.4,21,21.6,23,23.4,24,24.5 份，氧化鋅的重量份可以為 2.3,2.6,2.8、3、3.1,3.4,3.56,3.8,3.9,4.1,4.3,4.56,4.7,4.83,4.94 份，硬脂酸的重量份可以為 1.3,1.6,1.78,1.9、2、2.1,2.23,2.5,2.56,2.7,2.78,2.9,2.94 份，過(guò)氧化二異丙苯的重量份可以為 1.4、1.6、1.7、1.8、1.86、1.9、1.94,2,2.3,2.34,2.4,2.46 份，硫磺的重量份可以為 0.56,0.6,0.67,0.7,0.78,0.9,0.94、1、1.2、1.3、1.45、1.5、1.56、1.6,1.67,1.7,1.73份，三聚異氰酸三烯丙酯的重量份可以為0.26,0.3,0.34,0.4,0.46、
0.5,0.53份，雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物的重量份可以為1.2、1.6、1.7、1.83、1.9、1.94,2,2.1,2.23,2.4,2.43份，巰基官能化乙烯-乙酸乙烯共聚物的重量份可以為1.2、
1.3,1.46,1.6,1.67,1.8,1.9、2、2.3,2.5,2.8、3、3.2,3.4,3.78,3.9 份，三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐的重量份可以為 3.4,3.7,3.86,4,4.2,4.6,4.8,4.97,5,5.3,5.7,5.8,5.94、
6.6.2,6.7,6.83 份，癸二酸二辛脂的重量份可以為 0.96,Ul.2,1.3,1.45,1.6,1.67,1.8、1.83、1.9、2、2.1,2.4,2.46份，偏苯三酸三辛酯的重量份可以為0.6,0.8,0.94、1、1.2、1.3,1.46,1.5,1.53,1.6,1.67 份，酚醛樹脂的重量份可以為 2.3,2.6,2.8、3、3.4,3.7、4、4.2,4.6、5、5.3,5.8 份，防老劑的重量份可以為 2.3,2.6,2.78,2.9、3、3.1,3.4,3.7,3.86、4,4.2,4.3,4.42 份。
[0016]實(shí)施例1
[0017]本發(fā)明所述改性三元乙丙橡膠絕緣電纜材料，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠55份、丁腈橡膠30份、氯化聚乙烯15份、白炭黑35份、碳酸鈣20份、甲基丙烯酸鋅改性納米氮化鋁22份、纖維15份、預(yù)分散酚醛中空微球16份、活性硅酸鈣10份、氧化鋅5份、硬脂酸3份、過(guò)氧化二異丙苯1.3份、硫磺1.8份、三聚異氰酸三烯丙酯0.6份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化