一種高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠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，尤其涉及一種高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 氯酯化順丁橡膠與順丁橡膠相比雙鍵含量降低，耐老化性能提高，又引入了氯原 子和酯基基團(tuán)，分子間作用力、耐油性和粘接力得到了大幅度提高，但是順丁橡膠在氯酯化 的過程中分子鏈發(fā)生了斷裂，分子量降低，致使其強(qiáng)度下降，用作電纜材料其強(qiáng)度不能滿足 高性能的要求，需要進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料，其強(qiáng)度高、韌性好、耐老化性 能優(yōu)異。
[0004] 本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組 分：氯酯化順丁橡膠70-90份、改性丁苯橡膠10-30份、乙烯-丁烯彈性體5-10份、茂金屬 聚乙烯彈性體3-10份、氧化鎂0. 3-1. 2份、氧化鋅2-3. 5份、硬脂酸2. 5-4份、納米碳酸鈣 15-40份、碳納米管5-15份、炭黑35-45份、硫磺0. 5-1. 2份、過氧化二異丙苯0. 8-2份、促 進(jìn)劑2-4份、防老劑1. 5-3份、古馬隆樹脂1-3份、鄰苯二甲酸二辛脂0. 3-1份、偶聯(lián)劑1-3 份；
[0005] 其中，所述改性丁苯橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將100份丁苯橡膠和 3-6份硅烷偶聯(lián)劑放入300-400份正硅酸乙酯中浸泡50-70h，取出后放入200-400份三乙 胺水溶液中，其中，三乙胺水溶液中三乙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-40 %，升溫至35-40°C，浸泡 75-85h后真空干燥得到溶脹膠；將溶脹膠放入馬弗爐中，在520-550°C煅燒2-5h得到所述 改性丁苯橡膠。
[0006] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：氯酯化順丁橡膠80-85份、改性丁苯橡膠 15-20份、乙烯-丁烯彈性體8-8. 7份、茂金屬聚乙烯彈性體8-9. 3份、氧化鎂0. 8-1. 1份、 氧化鋅2. 8-3. 2份、硬脂酸3. 3-3. 7份、納米碳酸鈣26-32份、碳納米管8-10份、炭黑40-43 份、硫磺0. 8-1. 0份、過氧化二異丙苯1. 3-1. 8份、促進(jìn)劑2. 6-3. 4份、防老劑2. 3-2. 7份、 古馬隆樹脂1. 8-2. 3份、鄰苯二甲酸二辛脂0. 6-0. 8份、偶聯(lián)劑1. 8-2. 2份。
[0007] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：氯酯化順丁橡膠83份、改性丁苯橡膠17 份、乙烯-丁烯彈性體8份、茂金屬聚乙烯彈性體8. 3份、氧化鎂0. 9份、氧化鋅3份、硬脂 酸3. 4份、納米碳酸鈣30份、碳納米管8. 6份、炭黑42份、硫磺0. 87份、過氧化二異丙苯 1. 5份、促進(jìn)劑3. 2份、防老劑2. 5份、古馬隆樹脂2. 1份、鄰苯二甲酸二辛脂0. 67份、偶聯(lián) 劑2. 1份。
[0008] 優(yōu)選地，所述改性丁苯橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將100份丁苯橡膠 和4. 3-5. 2份硅烷偶聯(lián)劑放入340-365份正硅酸乙酯中浸泡62-67h，取出后放入300-330 份三乙胺水溶液中，其中，三乙胺水溶液中三乙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-34%，升溫至38-40°C， 浸泡80-83h后真空干燥得到溶脹膠；將溶脹膠放入馬弗爐中，在535-542°C煅燒3. 6-4. 2h 得到所述改性丁苯橡膠。
[0009] 優(yōu)選地，所述改性丁苯橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將100份丁苯橡膠 和5份硅烷偶聯(lián)劑放入360份正硅酸乙酯中浸泡65h，取出后放入320份三乙胺水溶液中， 其中，三乙胺水溶液中三乙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%，升溫至39°C，浸泡82h后真空干燥得到溶 脹膠；將溶脹膠放入馬弗爐中，在540°C煅燒4h得到所述改性丁苯橡膠。
[0010] 優(yōu)選地，在改性丁苯橡膠的制備過程中，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙 烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種或者多種的組合。
[0011] 優(yōu)選地，所述防老劑為硬脂酸鑭與防老劑ΜΒ、防老劑D按1:3-5:2-6重量份之比的 組合。
[0012] 本發(fā)明中，采用原位生成二氧化硅的方法改性了丁苯橡膠，且在改性丁苯橡膠的 過程中，添加了合適的硅烷偶聯(lián)劑，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，提高了二氧化硅的生成量，得到的 改性丁苯橡膠中，二氧化硅在橡膠中分散均勻，添加到電纜材料中，使電纜材料同時(shí)具有氯 酯化順丁橡膠和丁苯橡膠的優(yōu)勢(shì)，且原位生成的二氧化硅與橡膠基體的相容性好，補(bǔ)強(qiáng)作 用顯著，與納米碳酸鈣、碳納米管、炭黑配合，提高了電纜材料的強(qiáng)度，改善了氯酯化順丁橡 膠因分子量低而引起的強(qiáng)度低的問題，同時(shí)減緩了電纜材料中裂紋的擴(kuò)展速度，提高了電 纜材料的抗疲勞性能，且滯后生熱低，提高了電纜材料的綜合性能；氯酯化橡膠在硫化的過 程中會(huì)與其他原料配合，形成較多的交聯(lián)點(diǎn)，使分子不易發(fā)生流動(dòng)，得到的電纜材料的永久 變形小，但是同時(shí)降低了分子的柔性，影響了電纜材料的韌性，配合添加的乙烯-丁烯彈性 體和茂金屬?gòu)椥泽w在古馬隆樹脂、鄰苯二甲酸二辛脂的輔助下，提高了電纜材料的韌性，使 得到的電纜材料綜合性能優(yōu)異。
【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)明所述高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料，其原料中，氯酯 化順丁橡膠的重量份可以為 72、73· 5、74、75、76· 3、77、78· 4、79、79· 5、80、80· 3、82、83、84、 85. 6、87、88、89. 3 份，改性丁苯橡膠的重量份可以為 10. 3、11、11. 6、12、12. 3、13、13. 3、14、 15、16、16· 8、19、19· 4、21、23、24、25· 6、27、27· 8、29、29· 3 份，乙烯-丁烯彈性體的重量份可 以為5. 3、6、6. 7、7、7. 8、8、8. 3、9、9. 4份，茂金屬聚乙烯彈性體的重量份可以為3. 2、3. 8、4、 4· 5、5、5· 6、7、7· 8、9、9· 3 份，氧化鎂的重量份可以為 0· 36、0· 4、0· 45、0· 5、0· 53、0· 6、0· 67、 0· 8、0· 83、0· 9、0· 94、1、L 1、L 16 份，氧化鋅的重量份可以為 2· 3、2· 7、2· 85、2· 9、3、3· 1、 3· 2、3· 34、3· 4、3· 42 份，硬脂酸的重量份可以為 2· 56、2· 6、2· 67、2· 8、2· 9、2· 93、3、3· 2、 3· 4、3· 5、3· 6、3· 67、3· 8、3· 89、3· 9 份，納米碳酸鈣的重量份可以為 15. 3、16、16· 7、17· 5、 18、18·6、19、19·3、20、20·5、22、23· 5、25、25· 6、26、26· 7、28、28· 9、29、29· 3、30、30· 5、32、 33、34· 5、36、36· 8、38、38· 9、39、39· 3 份，碳納米管的重量份可以為 5· 3、6、6· 7、7、7· 5、8、 8. 6、9、9· 4、10、10. 5、11、11. 6、12、12. 5、13、13. 4、14、14. 6 份，炭黑的重量份可以為 35. 6、 37、38、39· 4、40、40· 6、42、43、43· 7、44、44· 6 份，硫磺的重量份可以為(λ 56、0· 6、0· 63、0· 7、 0. 78、0. 8、0. 86、0. 9、0. 94、1、1. 1、1. 15 份，過氧化二異丙苯的重量份可以為 0. 86、0. 9、 0· 94、1、1· 1、1· 23、1· 3、1· 34、1· 5、1· 56、1· 6、1· 67、1· 8、1· 83、1· 9、1· 94 份，促進(jìn)劑的重 量份可以為2. 3、2. 7、3、3. 4、3. 6、3. 78、3. 9份，防老劑的重量份可以為I. 56、1. 7、1. 86、 1. 9、L 93、2、2· 3、2· 4、2· 56、2· 7、2· 78、2· 8、2· 86、2· 9、2· 93 份，古馬隆樹脂的重量份可以 為 1· 2、1· 3、1· 34、1· 4、1· 56、1· 6、1· 67、1· 8、1· 86、1· 9、1· 93、2、2· 3、2· 4、2· 56、2· 6、2· 67、 2· 7、2· 8、2· 86、2· 9 份，鄰苯二甲酸二辛脂的重量份可以為 0· 35、0· 4、0· 46、0· 5、0· 56、0· 6、 0· 67、0· 8、0· 89、0· 93 份，偶聯(lián)劑的重量份可以為 L 2、1· 6、1· 68、1· 9、1· 93、2、2· 3、2· 4、 2· 56、2· 7、2· 78、2· 9、2· 93 份。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 本發(fā)明所述高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組分：氯 酯化順丁橡膠70份、改性丁苯橡膠30份、乙烯-丁烯彈性體5份、茂金屬聚乙烯彈性體3 份、氧化鎂1. 2份、氧化鋅2份、硬脂酸4份、納米碳酸鈣15份、碳納米管15份、炭黑35份、 硫磺1. 2份、過氧化二異丙苯0. 8份、促進(jìn)劑4份、防老劑1. 5份、古馬隆樹脂3份、鄰苯二 甲酸二辛脂0.3份、偶聯(lián)劑3份；
[0017] 其中，所述改性丁苯橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將100份丁苯橡膠和 4. 3份硅烷偶聯(lián)劑放入322份正硅酸乙酯中浸泡52h，取出后放入386份三乙胺水溶液中， 其中，三乙胺水溶液中三乙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33%，升溫至39°C，浸泡77h后真空干燥得到溶 脹膠；將溶脹膠放入馬弗爐中，在530°C煅燒3. 5h得到所述改性丁苯橡膠。
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 本發(fā)明所述高強(qiáng)度氯酯化順丁橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組分：氯 酯化順丁橡膠90份、改性丁苯橡膠10份、乙烯-丁烯彈性體10份、茂金屬聚乙烯彈性體10 份、氧化鎂〇. 3份、氧化鋅3. 5份、硬脂酸2. 5份、納米碳酸鈣40份、碳納米管5份、炭黑45 份、硫磺0. 5份、過氧化二異丙苯2份、促進(jìn)劑2份、防老劑3份、古馬隆樹脂1份、鄰苯二甲 酸二辛脂1份、偶聯(lián)劑1份；
[0020] 其中，所述防老劑為硬脂酸鑭與防老劑MB、防老劑D按1:4:5重量份之比的組合；