一種納米材料改性天然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，尤其涉及一種納米材料改性天然橡膠電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物。天然橡膠的生 膠具有強(qiáng)度高、易于硫化等優(yōu)異的綜合性能，所得的制品彈性優(yōu)良，強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率大，蠕變 小。隨著人們對(duì)橡膠制品性能要求的提高，目前天然橡膠的拉伸強(qiáng)度、硬度以及耐老化性還 無(wú)法滿足很多實(shí)際的要求，需要進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種納米材料改性天然橡膠電纜材料，其力學(xué)性能優(yōu)異，耐老化性 能好。
[0004] 本發(fā)明提出了一種納米材料改性天然橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組 分：天然橡膠75-90份、液體異戊二烯橡膠10-25份、改性超細(xì)羽絨粉體3-15份、超細(xì)丙烯 酸酯橡膠粉1-10份、硬脂酸2. 5-4份、氧化鋅1-2. 5份、納米碳酸鈣20-45份、炭黑3-15份、 納米合金5-20份、硫磺2-5份、1，4-雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯1-3份、鄰苯二甲酸二烯丙酯 〇. 5-2份、蓖麻油3-8份、雙十八碳醇酯0. 4-1份、雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撐鈦酸酯 〇. 3-1份、防老劑3-6份、促進(jìn)劑1-3份；
[0005] 其中，所述納米合金按照以下工藝進(jìn)行制備：將氯化亞鐵加入甲醇中，攪拌溶解后 加入十六烷基三甲基氯化銨，攪拌均勻后形成溶液A ;將硝酸鈷加入甲醇中攪拌溶解后加 入十六烷基三甲基氯化銨，攪拌均勻后形成溶液B ;將溶液A和B混合后，通入氮?dú)?，并在?水浴條件下滴加硼氫化鈉水溶液和L-抗壞血酸水溶液，攪拌反應(yīng)后沉淀分離得到所述納 米合金。
[0006] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：天然橡膠82-86份、液體異戊二烯橡膠 14-18份、改性超細(xì)羽絨粉體9-13份、超細(xì)丙烯酸酯橡膠粉6-7. 5份、硬脂酸3. 2-3. 7份、氧 化鋅1. 6-2. 0份、納米碳酸鈣29-33份、炭黑7-12份、納米合金12-18份、硫磺3. 8-4. 3份、 1，4-雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯1. 8-2. 3份、鄰苯二甲酸二烯丙酯1. 4-1. 9份、蓖麻油4. 5-5. 3 份、雙十八碳醇酯0. 6-0. 8份、雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撐鈦酸酯0. 6-0. 8份、防老劑 3. 6-4. 7 份、促進(jìn)劑 1. 6-1. 9 份。
[0007] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分：天然橡膠84份、液體異戊二烯橡膠16份、 改性超細(xì)羽絨粉體10份、超細(xì)丙烯酸酯橡膠粉7份、硬脂酸3. 5份、氧化鋅1. 7份、納米碳 酸鈣32份、炭黑9份、納米合金14份、硫磺4份、1，4-雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯2份、鄰苯二 甲酸二烯丙酯1. 6份、蓖麻油5份、雙十八碳醇酯0. 67份、雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撐 鈦酸酯〇. 65份、防老劑4. 2份、促進(jìn)劑1. 8份。
[0008] 優(yōu)選地，所述改性超細(xì)羽絨粉體的改性劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶 聯(lián)劑中的一種或者多種的組合。
[0009] 優(yōu)選地，所述改性超細(xì)羽絨粉體的平均粒徑為30-55nm。
[0010] 優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑D、防老劑H、防老劑WSP、防老劑MB、防老劑4010、防 老劑SP、防老劑NBC、防老化劑DFC-34中的一種或者多種的組合。
[0011] 優(yōu)選地，所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑ZDC、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑NS中的一種或者多種的組 合。
[0012] 優(yōu)選地，所述納米合金按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將10-15份氯化亞鐵加 入3000-5000份甲醇中，攪拌溶解后加入500-800份十六烷基三甲基氯化銨攪拌后形成溶 液A ;將8-12份硝酸鈷加入3000-5000份甲醇中攪拌溶解后加入300-500份十六烷基三 甲基氯化銨，攪拌后形成溶液B ;將溶液A和B混合后，通入氮?dú)?，并在冰水浴條件下滴加 20-50份硼氫化鈉水溶液和10-30份L-抗壞血酸水溶液，其中，硼氫化鈉水溶液中硼氫化 鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-8%，L-抗壞血酸水溶液中L-抗壞血酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-9%，攪拌反應(yīng) 7-10h后沉淀分離得到所述納米合金。
[0013] 優(yōu)選地，所述納米合金按照以下工藝進(jìn)行制備：按重量份將13份氯化亞鐵加入 4000份甲醇中，攪拌溶解后加入700份十六烷基三甲基氯化銨攪拌后形成溶液A ;將10份 硝酸鈷加入4600份甲醇中攪拌溶解后加入380份十六烷基三甲基氯化銨，攪拌后形成溶液 B ;將溶液A和B混合后，通入氮?dú)?，并在冰水浴條件下滴加42份硼氫化鈉水溶液和20份 L-抗壞血酸水溶液，其中，硼氫化鈉水溶液中硼氫化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%，L-抗壞血酸水溶 液中L-抗壞血酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，攪拌反應(yīng)9h后沉淀分離得到所述納米合金。
[0014] 優(yōu)選地，在合金的制備過(guò)程中，滴加硼氫化鈉水溶液的時(shí)間為20-50min，滴加 L-抗壞血酸水溶液的時(shí)間為20-50min。
[0015] 本發(fā)明中，液體異戊二烯橡膠的耐熱性、耐天候性好，選擇液體異戊二烯橡膠輔助 天然橡膠作為主料，兩者的相容性好，在橡膠硫化的過(guò)程中，液體異戊二烯橡膠可以與天然 橡膠共交聯(lián)，改善了天然橡膠的耐老化性，使電纜材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性， 且液體異戊二烯橡膠可以作為天然橡膠的增塑劑，添加到電纜材料中，不會(huì)發(fā)生迀移、揮 發(fā)，也不會(huì)被溶劑抽出，與鄰苯二甲酸二烯丙酯配合，可以減少電纜材料的收縮變形，還可 以減少橡膠混煉時(shí)能量消耗，提高電纜材料尺寸的穩(wěn)定性；改性超細(xì)羽絨粉體作為一種天 然的有機(jī)高分子材料，其表面疏水性好，加入到電纜材料中，與電纜材料的相容性好，對(duì)電 纜材料起到補(bǔ)強(qiáng)作用，同時(shí)改善了電纜材料的耐老化性能；本發(fā)明中制備的納米合金大小 均勻，平均粒徑在35-50nm，其中的十六烷基三甲基氯化銨包裹在了納米合金的表面，添加 到電纜材料中，克服了納米粒子的團(tuán)聚，與基體的相容性好，達(dá)到納米級(jí)分散，對(duì)橡膠的補(bǔ) 強(qiáng)作用明顯，提高了電纜材料的綜合力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐老化性能。本發(fā)明 中，各原料按照上述比例相互配合，性能互補(bǔ)，得到的納米材料改性天然橡膠電纜材料的強(qiáng) 度高，耐老化性能好，用其制作的電纜材料綜合性能優(yōu)異