CN105542262A - 一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD？0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-2？4~8份、半补强炭黑15~25份、改性凹凸棒土10~20份。本发明的一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料具有优良的可加工性和机械强度，加工工艺简单，实用性强，易于推广。

Description

一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料
技术领域
本发明涉及电缆加工材料技术领域，具体涉及一种电缆线外用的改性凹凸棒土增强的护套材料。
背景技术
电线电缆是电力输送及信息传递的载体，广泛用于工业、民用用电设施中。电线电缆使用于不同的环境或场合，要求各异，这就对包覆于电缆线外的电缆护套提出了较高的要求。电缆护套的主要功能是在机械上和电气上保护传输用的电缆线不致遭受会使其失去传输功能的各种情况。电缆护套须在安装、接续与电缆的整个服务寿命期中完成这种保护功能。在电缆的服务寿命期内，护套必须保护缆芯不受潮及其他污染，保护的程度要使缆芯中的回路性能保持正常，一旦过多的潮气或其他污染物进入缆芯，传输性能就会严重恶化。这就要求电缆护套具备较高的机械强度、内部韧度，以防在恶劣的环境下产生开裂或破损，导致电缆线传输失常或产生安全隐患。
由于电缆使用环境的特殊性，要求电缆护套既要具备良好的阻燃性又要耐受多变的环境，否则将导致电缆料的使用性能会产生这样或那样的变化，甚至会失去使用价值。因此，起保护功能的护套材料如不具有较好的机械强度，即使其他的性能再好，也无法达到良好的实用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种电缆线外用的改性凹凸棒土增强的高强度护套材料。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按质量比1:1~2:1~3称取柠檬酸、浓硫酸和凹凸棒土，将柠檬酸与水配成质量浓度为20～30%的水溶液，然后加入浓硫酸，搅拌均匀并控制溶液的温度为60~70℃，加入凹凸棒土，升温至75~85℃并搅拌4~6h，冷却至室温后进行固液分离，将所得固体物于100~120℃下烘干，经研磨、过筛后得改性凹凸棒土。
进一步地，所述一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶40份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶60份、硬脂酸1.5份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺3份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1.5份、石蜡4份、防老剂DPPD1份、纳米羟基磷灰石粉5份、增强剂DH-26份、半补强炭黑20份、改性凹凸棒土15份。
进一步地，所述改性凹凸棒土的粒度为200~300目。
所述一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
1）按照所述重量份数备取原料；
2）打开密炼机预热至65~70℃，将备取好的SBR-1502型乳聚丁苯橡胶和NBR-2707型丁腈橡胶投入密炼机中密炼1~2min；
3）待密炼机温度升高至80~85℃时投入纳米羟基磷灰石粉、改性凹凸棒土及增强剂DH-2，然后再依次加入硬脂酸、石蜡、防老剂DPPD和半补强炭黑进行混合，待密炼物料温度稳定在105~110℃，加入N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺及二丁基二硫代氨基甲酸锌混炼1min，送至开炼机中薄通5~7次，然后投入螺杆挤出机中挤出既得电缆护套材料；所述螺杆挤出机挤出温度为185~190℃，挤出过程中控制蒸汽压强0.9~1.1MPa。
选用具有良好拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能的SBR-1502型乳聚丁苯橡胶和NBR-2707型丁腈橡胶作为护套材料的基体橡胶，其具有较好的耐高低温性能和耐油性，而且可加工性良好、价格较低，性价比较高，是优良的护套材料基体；添加石蜡和硬脂酸起到软化、活化的作用，以改善工艺性能并获得良好的综合效果；经柠檬酸和浓硫酸对凹凸棒土进行改性后，提高了凹凸棒土与橡胶基体的结合度及加工过程中在橡胶基体中的分散性，添加易于分散的纳米羟基磷灰石粉及改性凹凸棒土作为护套材料填充剂并起到补强的作用，提高橡胶料的机械强度；增强剂DH-2可以进一步纳米羟基磷灰石粉及改性凹凸棒土与基体橡胶之间的结合，提高在基体橡胶中的分散性，有利于增加改性凹凸棒土补强的护套材料的机械强度、加工性能及表观质量；添加N，N’-间苯撑双马来酰亚胺作为硫化剂；添加促进剂二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺可大大促进胶体与硫化剂的反应，缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，改善橡胶的物理机械性能，并起到良好的防焦作用；基体橡胶的拉伸强度较低，添加半补强炭黑作为补强剂可以改善其机械性能，使基体橡胶挤出工艺性好，进一步改善橡胶的可加工性，使护套材料制品耐屈挠而且在混炼中发热小。综上，本发明的一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料具有优良的可加工性和机械强度，加工工艺简单，实用性强，易于推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、200~300目的改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按质量比2:3:4称取柠檬酸、浓硫酸和凹凸棒土，将柠檬酸与水配成质量浓度为25%的水溶液，然后加入浓硫酸，搅拌均匀并控制溶液的温度为65℃，加入凹凸棒土，升温至80℃并搅拌5h，冷却至室温后进行固液分离，将所得固体物于110℃下烘干，经研磨、过筛后得改性凹凸棒土；
实施例2：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、200~300目的改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按质量比1:1:1称取柠檬酸、浓硫酸和凹凸棒土，将柠檬酸与水配成质量浓度为20%的水溶液，然后加入浓硫酸，搅拌均匀并控制溶液的温度为60℃，加入凹凸棒土，升温至75℃并搅拌4h，冷却至室温后进行固液分离，将所得固体物于100℃下烘干，经研磨、过筛后得改性凹凸棒土。
实施例3：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、200~300目的改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按质量比1:2:3称取柠檬酸、浓硫酸和凹凸棒土，将柠檬酸与水配成质量浓度为30%的水溶液，然后加入浓硫酸，搅拌均匀并控制溶液的温度为70℃，加入凹凸棒土，升温至85℃并搅拌6h，冷却至室温后进行固液分离，将所得固体物于120℃下烘干，经研磨、过筛后得改性凹凸棒土。
实施例4：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、200~300目的改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法同实施例1。
实施例5：一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、200~300目的改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法同实施例1。
实施例1-5所述的一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料的制备方法包括以下步骤：
1）按照实施例所述的重量份数备取原料；
2）打开密炼机预热至68℃，将备取好的SBR-1502型乳聚丁苯橡胶和NBR-2707型丁腈橡胶投入密炼机中密炼1.5min；
3）待密炼机温度升高至82℃时投入纳米羟基磷灰石粉、改性凹凸棒土及增强剂DH-2，然后依次加入硬脂酸、石蜡、防老剂DPPD和半补强炭黑进行混合，待密炼物料温度稳定在108℃，加入N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺及二丁基二硫代氨基甲酸锌混炼1min，送至开炼机中薄通6次，然后投入螺杆挤出机中挤出既得电缆护套材料；所述螺杆挤出机挤出温度为185℃，挤出过程中控制蒸汽压强1.0MPa。
将实施例1-5所得的改性凹凸棒土增强的电缆护套材料进行性能测试，具体结果如下表所示。其中维卡软化温度采用GB/T1633-2000进行测试，20℃体积电阻率采用GB/T1410-2006进行测试，断裂伸长率按照GB3923-83进行测试，抗撕裂强度采用ASTM-D624-00（2007）进行测试，击穿强度采用GB1408-2006进行测试，拉伸强度采用GB/T528-1998进行测试。
性能 断裂伸长率/% 维卡软化温度/℃ 20℃体积电阻率/Ω·m 击穿强度/KV/mm 拉伸强度/MPa 抗撕裂强度/kN/m
实施例1 320 144 1.8×1011 22.6 25 9.8
实施例2 311 139 1.6×1011 21.3 26 9.4
实施例3 325 142 1.5×1011 21.5 24 9.5
实施例4 297 151 1.1×1011 20.2 28 10.3
实施例5 316 143 1.8×1011 23.0 23 9.4
普通PVC护套 291 85 4.6×109 10.4 15 5.5
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何本技术领域内的技术人员在本发明揭露的技术范围之内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同改变或替换的，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶30~50份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶50~70份、硬脂酸1~2份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2~4份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.5~2份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1~2份、石蜡2~6份、防老剂DPPD0.5~1.5份、纳米羟基磷灰石粉3~8份、增强剂DH-24~8份、半补强炭黑15~25份、改性凹凸棒土10~20份；
所述改性凹凸棒土的制备方法为：按质量比1:1~2:1~3称取柠檬酸、浓硫酸和凹凸棒土，将柠檬酸与水配成质量浓度为20～30%的水溶液，然后加入浓硫酸，搅拌均匀并控制溶液的温度为60~70℃，加入凹凸棒土，升温至75~85℃并搅拌4~6h，冷却至室温后进行固液分离，将所得固体物于100~120℃下烘干，经研磨、过筛后得改性凹凸棒土。
2.根据权利要求1所述的一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：NBR-2707型丁腈橡胶40份、SBR-1502型乳聚丁苯橡胶60份、硬脂酸1.5份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺3份、N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份、二乙基二硫代氨基甲酸锌1.5份、石蜡4份、防老剂DPPD1份、纳米羟基磷灰石粉5份、增强剂DH-26份、半补强炭黑20份、改性凹凸棒土15份。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性凹凸棒土增强的电缆护套材料，其特征在于，所述改性凹凸棒土的粒度为200~300目。
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