CN105820452A - 一种耐酸碱耐老化补偿电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料包括：氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、W型氯丁橡胶、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、氧化铝、硬脂酸、三聚硫氰酸、2,5‑二甲基‑2,5‑二叔丁基过氧化已烷、亚乙基硫脲、改性纳米二氧化钛、炭黑N550、炭黑N330、凹凸棒土、滑石粉、高岭土、硫酸钡、促进剂、邻苯二甲酸二辛酯、环氧脂肪酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸镧、防老剂。本发明提出的耐酸碱耐老化补偿电缆，其强度高，耐酸碱性好，耐老化性能优异。

Description

一种耐酸碱耐老化补偿电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐酸碱耐老化补偿电缆。
背景技术
电缆由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘层制成，包括电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。补偿电缆是电缆中常用的种类之一，目前已被用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业以及国防、科研等领域。补偿电缆在使用过程中，除了高温对电缆有影响外，外界的环境也将影响电缆的使用寿命。当补偿电缆处于高温或酸碱条件下时，电缆及其外护套都将受到高温、氧化、冲击力、酸碱的影响，从而使电缆出现老化严重的现象，导致传输的信号不精准，甚至不能正常工作。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐酸碱耐老化补偿电缆，其强度高，耐酸碱性好，耐老化性能优异。
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯50-80份、丁腈橡胶20-50份、W型氯丁橡胶15-30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-20份、氧化铝0.5-2份、硬脂酸1-3份、三聚硫氰酸1-2.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷0.5-1.5份、亚乙基硫脲0.5-2份、改性纳米二氧化钛25-40份、炭黑N550 5-20份、炭黑N330 5-15份、凹凸棒土2-15份、滑石粉4-20份、高岭土3-15份、硫酸钡3-12份、促进剂1-2.5份、邻苯二甲酸二辛酯5-12份、环氧脂肪酸丁酯1-5份、邻苯二甲酸二丁酯2-8份、硬脂酸镧1-5份、防老剂2-5份。
优选地，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、W型氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为55-73：26-43：18-27：9-16。
优选地，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氧化铝、硬脂酸、三聚硫氰酸、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、亚乙基硫脲、促进剂的重量比为0.8-1.7：1.6-2.8：1.3-2.2：0.7-1.3：0.8-1.6：1.7-2.4。
优选地，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯70份、丁腈橡胶30份、W型氯丁橡胶22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14份、氧化铝1份、硬脂酸2份、三聚硫氰酸1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷1份、亚乙基硫脲0.9份、改性纳米二氧化钛35份、炭黑N550 16份、炭黑N33011份、凹凸棒土8份、滑石粉15份、高岭土10份、硫酸钡8份、促进剂2份、邻苯二甲酸二辛酯8份、环氧脂肪酸丁酯3.2份、邻苯二甲酸二丁酯6份、硬脂酸镧3.8份、防老剂4份。
优选地，所述氯磺化聚乙烯的含氯量为33-35.5wt％，含硫量为0.9-1.1wt％。
优选地，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为33-35wt％。
优选地，所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散30-60min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的30-50％，在80-100℃下搅拌反应5-10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将30-50份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.2-1份过硫酸铵加入30-50份丙酮中，然后加入35-50份中间产物，在50-55℃下搅拌反应2-5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
优选地，所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散45min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的40％，在95℃下搅拌反应7.6h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将45份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.8份过硫酸铵加入40份丙酮中，然后加入45份中间产物，在53℃下搅拌反应3.6h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
优选地，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TATD、促进剂T、促进剂CZ中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为防老剂264、防老剂616、防老剂A、防老剂MB、防老剂SP-P、防老剂4020、防老剂NBC中的一种或者多种的混合物。
本发明所述改性氯磺化聚乙烯复合材料可以按照常规的氯磺化聚乙烯复合材料制备工艺制备而成。
本发明改性氯磺化聚乙烯复合材料中，以氯磺化聚乙烯为主料，并加入了丁腈橡胶、W型氯丁橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物对氯磺化聚乙烯进行改性，显著改善了复合材料的热稳定性能、耐寒性、耐屈挠性和耐酸碱性，并赋予复合材料较低的压缩变形，使得到的复合材料储存稳定性好；以氧化铝、硬脂酸、三聚硫氰酸、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、亚乙基硫脲和促进剂配合作为硫化体系，实现了体系的共硫化，增大了体系的正硫化时间、最低扭矩和最高扭矩，同时防止了焦烧，通过调节氧化铝、硬脂酸、三聚硫氰酸、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、亚乙基硫脲和促进剂在体系中的比例，改善了复合材料的抗热老化性、耐候性能、抗黄变性能和加工稳定性能；优选方式中，在改性纳米二氧化钛的制备过程中，以纳米二氧化钛和乙烯基三甲氧基硅烷为原料，将乙烯基引入到了纳米二氧化钛的表面得到了中间产物，加入2-苯乙烯基苯并咪唑后，通过控制反应的条件，使2-苯乙烯基苯并咪唑中的双键与中间产物中的双键发生了反应，从而将乙烯基三甲氧基硅烷和2-苯乙烯基苯并咪唑引入到了纳米二氧化钛的表面，得到了改性纳米二氧化钛，将其加入体系中，在体系中分散性良好，一方面，因在其表面引入了2-苯乙烯基苯并咪唑和乙烯基三甲氧基硅烷，提高了复合材料的热分解温度，同时在体系中具有较低的迁移率和挥发性，显著提高了复合材料的耐老化性，另一方面，以改性纳米二氧化钛、炭黑N550、炭黑N330、凹凸棒土、滑石粉、高岭土、硫酸钡配合作为体系的填料，加入体系中，各填料紧紧吸附在了橡胶大分子的表面，橡胶的自由体积相配较好，自身的杂质效应较小，阻碍微裂纹扩展的能力较高，提高了复合材料的强度，同时显著提高了复合材料的耐老化性和耐酸碱性；邻苯二甲酸二辛酯、环氧脂肪酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯按本发明的比例加入体系中，具有协同作用，改善了复合材料的加工性能。
本发明所述耐酸碱耐老化补偿电缆以改性氯磺化聚乙烯复合材料为护套材料，从而将改性氯磺化聚乙烯复合材料的性质引入到了电缆中，得到的补偿电缆具有改性氯磺化聚乙烯复合材料的性质，其强度高，耐酸碱性好，耐老化性能优异，使用寿命长。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯80份、丁腈橡胶20份、W型氯丁橡胶30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、氧化铝2份、硬脂酸1份、三聚硫氰酸2.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷0.5份、亚乙基硫脲2份、改性纳米二氧化钛25份、炭黑N550 20份、炭黑N330 5份、凹凸棒土15份、滑石粉4份、高岭土15份、硫酸钡3份、促进剂1份、邻苯二甲酸二辛酯12份、环氧脂肪酸丁酯1份、邻苯二甲酸二丁酯8份、硬脂酸镧1份、防老剂5份。
实施例2
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯50份、丁腈橡胶50份、W型氯丁橡胶15份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份、氧化铝0.5份、硬脂酸3份、三聚硫氰酸1份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷1.5份、亚乙基硫脲0.5份、改性纳米二氧化钛40份、炭黑N550 5份、炭黑N330 15份、凹凸棒土2份、滑石粉20份、高岭土3份、硫酸钡12份、促进剂2.5份、邻苯二甲酸二辛酯5份、环氧脂肪酸丁酯5份、邻苯二甲酸二丁酯2份、硬脂酸镧5份、防老剂2份。实施例3
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯55份、丁腈橡胶43份、W型氯丁橡胶18份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物16份、氧化铝0.8份、硬脂酸2.8份、三聚硫氰酸1.3份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷1.3份、亚乙基硫脲0.8份、改性纳米二氧化钛38份、炭黑N550 11份、炭黑N330 12份、凹凸棒土13份、滑石粉10份、高岭土9份、硫酸钡8份、促进剂NOBS 1.7份、邻苯二甲酸二辛酯11份、环氧脂肪酸丁酯2份、邻苯二甲酸二丁酯6.3份、硬脂酸镧3份、防老剂264 0.3份、防老剂616 0.5份、防老剂A 0.2份、防老剂MB 1份、防老剂SP-P 0.5份、防老剂4020 0.6份、防老剂NBC 0.7份；
其中，所述氯磺化聚乙烯的含氯量为35.5wt％，含硫量为0.9wt％；
所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为35wt％；
所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散30min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的50％，在80℃下搅拌反应10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将30份2-苯乙烯基苯并咪唑和1份过硫酸铵加入30份丙酮中，然后加入35份中间产物，在55℃下搅拌反应5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
实施例4
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯73份、丁腈橡胶26份、W型氯丁橡胶27份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物9份、氧化铝1.7份、硬脂酸1.6份、三聚硫氰酸2.2份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷0.7份、亚乙基硫脲1.6份、改性纳米二氧化钛30份、炭黑N550 16份、炭黑N330 8份、凹凸棒土8份、滑石粉16份、高岭土7份、硫酸钡5份、促进剂TATD 0.8份、促进剂CZ 1.6份、邻苯二甲酸二辛酯9份、环氧脂肪酸丁酯3.2份、邻苯二甲酸二丁酯5份、硬脂酸镧3.6份、防老剂616 1份、防老剂A 0.8份、防老剂MB 1.2份；
其中，所述氯磺化聚乙烯的含氯量为33wt％，含硫量为1.1wt％；
所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为33wt％；
所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散60min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的30％，在100℃下搅拌反应5h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将50份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.2份过硫酸铵加入50份丙酮中，然后加入50份中间产物，在50℃下搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
实施例5
本发明提出的一种耐酸碱耐老化补偿电缆，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯70份、丁腈橡胶30份、W型氯丁橡胶22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14份、氧化铝1份、硬脂酸2份、三聚硫氰酸1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷1份、亚乙基硫脲0.9份、改性纳米二氧化钛35份、炭黑N550 16份、炭黑N330 11份、凹凸棒土8份、滑石粉15份、高岭土10份、硫酸钡8份、促进剂NOBS 0.5份、促进剂TATD 0.3份、促进剂T 0.6份、促进剂CZ 0.6份、邻苯二甲酸二辛酯8份、环氧脂肪酸丁酯3.2份、邻苯二甲酸二丁酯6份、硬脂酸镧3.8份、防老剂264 4份；
其中，所述氯磺化聚乙烯的含氯量为34wt％，含硫量为1wt％；
所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为34wt％；
所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散45min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的40％，在95℃下搅拌反应7.6h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将45份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.8份过硫酸铵加入40份丙酮中，然后加入45份中间产物，在53℃下搅拌反应3.6h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，包括缆芯和护套；其中，所述护套采用改性氯磺化聚乙烯复合材料制作，其中，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯50-80份、丁腈橡胶20-50份、W型氯丁橡胶15-30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-20份、氧化铝0.5-2份、硬脂酸1-3份、三聚硫氰酸1-2.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷0.5-1.5份、亚乙基硫脲0.5-2份、改性纳米二氧化钛25-40份、炭黑N550 5-20份、炭黑N330 5-15份、凹凸棒土2-15份、滑石粉4-20份、高岭土3-15份、硫酸钡3-12份、促进剂1-2.5份、邻苯二甲酸二辛酯5-12份、环氧脂肪酸丁酯1-5份、邻苯二甲酸二丁酯2-8份、硬脂酸镧1-5份、防老剂2-5份。
2.根据权利要求1所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氯磺化聚乙烯、丁腈橡胶、W型氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为55-73：26-43：18-27：9-16。
3.根据权利要求1或2所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料中，氧化铝、硬脂酸、三聚硫氰酸、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷、亚乙基硫脲、促进剂的重量比为0.8-1.7：1.6-2.8：1.3-2.2：0.7-1.3：0.8-1.6：1.7-2.4。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性氯磺化聚乙烯复合材料的原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯70份、丁腈橡胶30份、W型氯丁橡胶22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14份、氧化铝1份、硬脂酸2份、三聚硫氰酸1.5份、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷1份、亚乙基硫脲0.9份、改性纳米二氧化钛35份、炭黑N550 16份、炭黑N330 11份、凹凸棒土8份、滑石粉15份、高岭土10份、硫酸钡8份、促进剂2份、邻苯二甲酸二辛酯8份、环氧脂肪酸丁酯3.2份、邻苯二甲酸二丁酯6份、硬脂酸镧3.8份、防老剂4份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯的含氯量为33-35.5wt％，含硫量为0.9-1.1wt％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为33-35wt％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散30-60min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的30-50％，在80-100℃下搅拌反应5-10h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将30-50份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.2-1份过硫酸铵加入30-50份丙酮中，然后加入35-50份中间产物，在50-55℃下搅拌反应2-5h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将纳米二氧化钛加入甲苯中，超声分散45min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷，其中，乙烯基三甲氧基硅烷的重量为纳米二氧化钛重量的40％，在95℃下搅拌反应7.6h，反应结束后经丙酮抽提、干燥得到中间产物；在氮气的保护下，按重量份将45份2-苯乙烯基苯并咪唑和0.8份过硫酸铵加入40份丙酮中，然后加入45份中间产物，在53℃下搅拌反应3.6h，反应结束后冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
9.根据权利要求1-8中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，所述促进剂为促进剂NOBS、促进剂TATD、促进剂T、促进剂CZ中的一种或者多种的混合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述耐酸碱耐老化补偿电缆，其特征在于，其特征在于，所述防老剂为防老剂264、防老剂616、防老剂A、防老剂MB、防老剂SP-P、防老剂4020、防老剂NBC中的一种或者多种的混合物。
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