CN105254995A - 耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂2.5-6.5份、促进剂0.5-1.5份、阻燃剂90-145份、脱模剂1.0-2.0份、硬脂酸1.0-2.0份、防老剂0.5-1.0份、偶联剂1.5-2.0份、增塑剂1.5-13.5份、补强填充剂5.0-10.0份。本发明制备的耐泥浆电缆护套橡胶材料具有优良的橡胶弹性及良好的抗开裂性能，适用于钻井平台使用。

Description

耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法。
背景技术
钻井平台使用的耐泥浆电缆要求低烟、无卤、阻燃、耐油。使用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)为基材的护套材料现在均采用辐照交联型，因交联度、VA(乙酸乙烯)含量等因素影响，其耐油性能不能满足耐泥浆电缆标准NEK606中护套材料的要求，现在德国朗盛化学新出品的乙华平(EVM)橡胶具有高的VA含量，耐油性能好，可以做成硫化型橡胶，达到高的交联度且可以满足NEK606中耐油性能要求，但存在的问题是橡胶材料用在电缆上时要满足电缆对护套材料基本的机械性能要求，这里表现尤为突出的是伸长率小和抗撕裂差。现在用EVM做的橡胶伸长率很难突破200％，抗撕强度在3.0～5.0n/mm，很难用于钻井平台使用。
发明内容
本发明主要提供了一种耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法，其制备的橡胶材料具有优良的橡胶弹性及良好的抗开裂性能。其技术方案如下：一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂2.5-6.5份、促进剂0.5-1.5份、阻燃剂90-145份、脱模剂1.0-2.0份、硬脂酸1.0-2.0份、防老剂0.5-1.0份、偶联剂1.5-2.0份、增塑剂1.5-13.5份、补强填充剂5.0-10.0份。
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂4.5份、促进剂1.0份、阻燃剂140份、脱模剂1.5份、硬脂酸1.5份、防老剂0.5份、偶联剂1.5份、增塑剂8.5份、补强填充剂6.0份。
优选的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述促进剂为三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯。
优选的，所述阻燃剂为Mg(OH)2和Al(OH)3的共混物，其中Mg(OH)2为80-120份，Al(OH)3为10-25份。
优选的，所述脱模剂为莱茵散，防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
优选的，所述偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，增塑剂为癸二酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯中的一种或两种，所述补强填充剂为炭黑N220。
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取配方量的乙华平橡胶加入密炼机或开炼机中进行塑炼，塑炼时加入配方量的脱模剂，得原胶；
(2)塑炼好的原胶在密炼机中用上顶栓下压原胶后，将配方量的阻燃剂Al(OH)3、硬脂酸、防老剂、增塑剂、补强填充剂和一半重量的阻燃剂Mg(OH)2投入密炼机中并落下上顶栓混炼，然后抬起上顶栓，加入剩余的阻燃剂Mg(OH)2，并下压上顶栓；
(3)将步骤(2)打好的混料在室温下放置后，再下压上顶栓，抬起上顶栓后加入配方量的硫化剂、促进剂和偶联剂，下压上顶栓，然后进行排胶处理，排胶时，辊温控制在50-60℃。
优选的，上顶栓下压时间为30-40S。
采用上述耐泥浆电缆护套橡胶材料及其制备方法，本发明具有以下优点：
本发明的电缆护套橡胶材料的断裂伸长率平均为340％，使得该电缆材料具有明显的橡胶弹性，材料的抗撕强度达到8.5n/mm，使得该电缆具有很好的抗开裂性能，且该材料还具有低烟、无卤、阻燃、耐油的优良性能，耐泥浆，满足钻井平台的使用要求。
具体实施方式
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂2.5-6.5份、促进剂0.5-1.5份、阻燃剂90-145份、脱模剂1.0-2.0份、硬脂酸1.0-2.0份、防老剂0.5-1.0份、偶联剂1.5-2.0份、增塑剂1.5-13.5份、补强填充剂5.0-10.0份。
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)原胶：取配方量的乙华平橡胶加入密炼机或开炼机中进行塑炼，塑炼时加入配方量的脱模剂，得原胶；
(2)混炼：塑炼好的原胶在密炼机中用上顶栓下压原胶30S后，将配方量的阻燃剂Al(OH)3、硬脂酸、防老剂、增塑剂、补强填充剂和一半重量的阻燃剂Mg(OH)2投入密炼机中并落下上顶栓混炼30S，然后抬起上顶栓，加入剩余的阻燃剂Mg(OH)2，并下压上顶栓40S，抬起上顶栓清扫压锤后下压上顶栓直至温度达到125℃，得混料；
(3)将步骤(2)打好的混料在室温下放置8小时后，再下压上顶栓30S，抬起上顶栓后加入配方量的硫化剂、促进剂和偶联剂，下压上顶栓30S后抬起，然后再下压上顶栓直至温度达到90℃时进行排胶处理；
(4)密炼机排胶时辊温控制在50-60℃，碾叶过程中温度控制在60℃以下，防止橡胶材料粘在辊筒上；在挤出机上生产电缆护套橡胶材料时，加工温度控制在60-70℃，能加过滤网的条件下加入一张40目滤网，可以使螺杆中的胶料压力均匀，挤出的电缆外观光滑、平整。
具体实施例
实施例1
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、DCP(过氧化二异丙苯)4.5份、TRIM(三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯)1份、Mg(OH)2120份、Al(OH)320份、Aflux18(莱茵散)1.5份、硬脂酸1.5份、TMQ(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)0.5份、A-172[乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷]1.5份、DOS(癸二酸二辛酯)2份、TOTM(偏苯三酸三辛酯)6.5份，炭黑N220为6.0份。
实施例2
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、DCP(过氧化二异丙苯)2.5份、TRIM(三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯)1.5份、Mg(OH)2100份、Al(OH)310份、Aflux18(莱茵散)1份、硬脂酸2份、TMQ(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)1份、A-172[乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷]2份、DOS(癸二酸二辛酯)5份、TOTM(偏苯三酸三辛酯)5份，炭黑N220为5份。
实施例3
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、DCP(过氧化二异丙苯)6.5份、TRIM(三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯)1.2份、Mg(OH)280份、Al(OH)325份、Aflux18(莱茵散)1.3份、硬脂酸1.7份、TMQ(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)0.7份、A-172[乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷]1.8份、DOS(癸二酸二辛酯)1.5份、TOTM(偏苯三酸三辛酯)8.5份，炭黑N220为8份。
实施例4
一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、DCP(过氧化二异丙苯)5.5份、TRIM(三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯)0.5份、Mg(OH)2110份、Al(OH)315份、Aflux18(莱茵散)2份、硬脂酸1份、TMQ(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)0.8份、A-172[乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷]1.5份、DOS(癸二酸二辛酯)3.5份、TOTM(偏苯三酸三辛酯)6份，炭黑N220为10份。
性能测试
取实施例1-4制备完成的橡胶材料，进行拉伸强度、断裂伸长率、耐油性能、阻燃性能、抗撕强度等的测试，实验结果如表1所示：
表1性能测试结果
由表1可知，本发明制备的橡胶材料的断裂伸长率达到340％左右，使得该电缆材料具有明显的橡胶弹性，同时，还具有低烟、无卤、阻燃、耐油的优良性能，适用于钻井平台使用。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂2.5-6.5份、促进剂0.5-1.5份、阻燃剂90-145份、脱模剂1.0-2.0份、硬脂酸1.0-2.0份、防老剂0.5-1.0份、偶联剂1.5-2.0份、增塑剂1.5-13.5份、补强填充剂5.0-10.0份。
2.根据权利要求1所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料，其包括以下重量份的组分：乙华平橡胶100份、硫化剂4.5份、促进剂1.0份、阻燃剂140份、脱模剂1.5份、硬脂酸1.5份、防老剂0.5份、偶联剂1.5份、增塑剂8.5份、补强填充剂6.0份。
3.根据权利要求1或2所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯，所述促进剂为三甲基丙烯酸三异丁烯酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料，其特征在于：所述阻燃剂为Mg(OH)2和Al(OH)3的共混物，其中Mg(OH)2为80-120份，Al(OH)3为10-25份。
5.根据权利要求2所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料，其特征在于：所述脱模剂为莱茵散，防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
6.根据权利要求2所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料，其特征在于：所述偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，增塑剂为癸二酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯中的一种或两种，所述补强填充剂为炭黑N220。
7.一种如权利要求1所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)取配方量的乙华平橡胶加入密炼机或开炼机中进行塑炼，塑炼时加入配方量的脱模剂，得原胶；
(2)塑炼好的原胶在密炼机中用上顶栓下压原胶后，将配方量的阻燃剂Al(OH)3、硬脂酸、防老剂、增塑剂、补强填充剂和一半重量的阻燃剂Mg(OH)2投入密炼机中并落下上顶栓混炼，然后抬起上顶栓，加入剩余的阻燃剂Mg(OH)2，并下压上顶栓；
(3)将步骤(2)打好的混料在室温下放置后，再下压上顶栓，抬起上顶栓后加入配方量的硫化剂、促进剂和偶联剂，下压上顶栓，然后进行排胶处理，排胶时，辊温控制在50-60℃。
8.根据权利要求7所述的耐泥浆电缆护套橡胶材料的制备方法，其特征在于：上顶栓下压时间为30-40S。
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