CN105906958A - 一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：氯化聚乙烯50‑80份，三元乙丙橡胶20‑30份，丁腈橡胶10‑20份，纳米铝矾土5‑8份，碳纳米管3‑6份，铅增韧的氧化铅粉末4‑10份，氧化镁4‑9份，二乙硫代氨基甲酸锌1‑3份，甲基丙烯酸缩水甘油酯2‑3份，氯化石蜡5‑15份，三烯丙基异氰脲酸酯1‑2份，癸二酸二辛酯4‑6份，其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 10‑25％，PbO75‑90％。本发明还公开了该护套料的制备方法。本发明制得的护套料耐磨、耐低温性能优异，抗拉强度高，冲击性能好，使用寿命长，且制备方法简单，成本低。

Description

一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电缆技术领域，具体的涉及一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
背景技术：
电缆护套是电缆中不可缺少的中间结构部分，起着保护电缆的作用，保证电缆的通电安全。橡皮电缆以其柔软，具有弹性、耐摩擦而被广泛应用于中、低压的需频繁移动的电力线路之中，例如船用电缆、地铁用电缆、矿山用电缆、电焊机用电缆、摄影棚用电缆等。而塑料电缆则以其电气性能优越，机械强度高而被广泛应用于中、高压的，固定敷设的电力线路之中，各自在国民经济个部门中发挥极其重要的作用，但是目前的塑料电缆耐冲击韧性差，耐磨，弹性等性能不佳。
发明内容：
本发明的目的是提供一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，该护套料耐磨、耐低温性能优异，抗拉强度高，冲击性能好，使用寿命长。
本发明的另一个目的是提供该护套料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯50-80份，三元乙丙橡胶20-30份，
丁腈橡胶10-20份，纳米铝矾土5-8份，
碳纳米管3-6份，铅增韧的氧化铅粉末4-10份，
氧化镁4-9份，二乙硫代氨基甲酸锌1-3份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3份，氯化石蜡5-15份，
三烯丙基异氰脲酸酯1-2份，癸二酸二辛酯4-6份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 10-25％，PbO75-90％。
作为上述技术方案的优选，一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯75份，三元乙丙橡胶20份，
丁腈橡胶18份，纳米铝矾土7份，
碳纳米管5份，铅增韧的氧化铅粉末10份，
氧化镁5份，二乙硫代氨基甲酸锌1.5份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯3份，氯化石蜡11份，
三烯丙基异氰脲酸酯1份，癸二酸二辛酯5份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 13％，PbO 87％。
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加0-5wt％的去离子水，搅拌20-30min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在7-35MPa下预压制5-10min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加0-5wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，以0.1-0.5MPa/s的加压速率加压至2-15MPa，保压3-10min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入烧结炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯加热至300-380℃，保温30-60min，然后进行升温烧结：继续加热至460-620℃，保温30-120min，最后冷却：以45-60℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在60-80℃下，混炼5-10min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼5-10min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
作为上述技术方案的优选，步骤c)中，所述混合粉末B加压之前先在7-15MPa下预压制2-10min。
作为上述技术方案的优选，步骤d)中所述烧结炉为常规马弗炉或微波加热炉。
作为上述技术方案的优选，当烧结炉使用常规马弗炉时，液相烧结的加热速率为5-20℃/min。
作为上述技术方案的优选，当烧结炉使用微波加热炉时，液相烧结的加热速率为40-150℃/min。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述挤出造粒时双螺杆挤出机的工作温度为160-180℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明在护套料中添加适量的铅增韧的氧化铅粉末，其具有一定的陶瓷材料性能和一定的金属韧性，具有优异的耐磨性能和弯曲性能，加入到护套料中可以有效提高护套料的耐磨性和冲击性能；
本发明制得的护套料稳定性好，分散均匀，耐低温性能优异，制备方法简单，制备过程中无有毒物质释放，对环境无害。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯50份，三元乙丙橡胶20份，
丁腈橡胶10份，纳米铝矾土5份，
碳纳米管3份，铅增韧的氧化铅粉末4份，
氧化镁4份，二乙硫代氨基甲酸锌1份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2份，氯化石蜡5份，
三烯丙基异氰脲酸酯1份，癸二酸二辛酯4份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 10％，PbO 75％。
其制备方法包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加1wt％的去离子水，搅拌20min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在7MPa下预压制5min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加1wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，首先在7MPa下预压制2min，再以0.1MPa/s的加压速率加压至2MPa，保压3min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入常规马弗炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯以5℃/min的加热速率加热至300℃，保温30min，然后进行升温烧结：继续加热至460℃，保温30min，最后冷却：以45℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在60℃下，混炼5min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼5min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机在160-180℃下进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
实施例2
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯80份，三元乙丙橡胶30份，
丁腈橡胶20份，纳米铝矾土8份，
碳纳米管6份，铅增韧的氧化铅粉末10份，
氧化镁9份，二乙硫代氨基甲酸锌3份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯3份，氯化石蜡15份，
三烯丙基异氰脲酸酯2份，癸二酸二辛酯6份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 25％，PbO 90％。
其制备方法包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加5wt％的去离子水，搅拌30min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在35MPa下预压制10min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加5wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，首先在15MPa下预压制10min，再以0.5MPa/s的加压速率加压至15MPa，保压10min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入常规马弗炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯以20℃/min的加热速率加热至380℃，保温60min，然后进行升温烧结：继续加热至620℃，保温120min，最后冷却：以60℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在80℃下，混炼10min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼10min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机在160-180℃下进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
实施例3
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯60份，三元乙丙橡胶23份，
丁腈橡胶12份，纳米铝矾土6份，
碳纳米管4份，铅增韧的氧化铅粉末5份，
氧化镁5份，二乙硫代氨基甲酸锌1.5份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2.2份，氯化石蜡7份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.2份，癸二酸二辛酯4.5份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 14％，PbO 80％。
其制备方法包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加1wt％的去离子水，搅拌22min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在17MPa下预压制6min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加1wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，首先在9MPa下预压制4min，再以0.2MPa/s的加压速率加压至6MPa，保压5min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入微波加热炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯以40℃/min的加热速率加热至320℃，保温40min，然后进行升温烧结：继续加热至500℃，保温60min，最后冷却：以50℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在65℃下，混炼6min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼6min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机在160-180℃下进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
实施例4
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯70份，三元乙丙橡胶24份，
丁腈橡胶14份，纳米铝矾土7份，
碳纳米管5份，铅增韧的氧化铅粉末7份，
氧化镁6份，二乙硫代氨基甲酸锌2份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2.4份，氯化石蜡9份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.6份，癸二酸二辛酯5份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 20％，PbO 85％。
其制备方法包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加3wt％的去离子水，搅拌25min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在27MPa下预压制7min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加2wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，首先在11MPa下预压制6min，再以0.3MPa/s的加压速率加压至10MPa，保压7min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入微波加热炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯以150℃/min的加热速率加热至340℃，保温50min，然后进行升温烧结：继续加热至550℃，保温70min，最后冷却：以55℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在70℃下，混炼8min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼7min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机在160-180℃下进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
实施例5
一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯75份，三元乙丙橡胶28份，
丁腈橡胶17份，纳米铝矾土7.5份，
碳纳米管5份，铅增韧的氧化铅粉末8份，
氧化镁8份，二乙硫代氨基甲酸锌2.5份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2.6份，氯化石蜡12份，
三烯丙基异氰脲酸酯1.8份，癸二酸二辛酯5.5份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 20％，PbO 90％。
其制备方法包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加4wt％的去离子水，搅拌30min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在31MPa下预压制8min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加4wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，首先在13MPa下预压制8min，再以0.4MPa/s的加压速率加压至10MPa，保压9min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入常规马弗炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯以15℃/min的加热速率加热至360℃，保温50min，然后进行升温烧结：继续加热至550℃，保温100min，最后冷却：以60℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在75℃下，混炼9min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼8min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机在160-180℃下进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。

Claims (8)

1.一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯50-80份，三元乙丙橡胶20-30份，
丁腈橡胶10-20份，纳米铝矾土5-8份，
碳纳米管3-6份，铅增韧的氧化铅粉末4-10份，
氧化镁4-9份，二乙硫代氨基甲酸锌1-3份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯2-3份，氯化石蜡5-15份，
三烯丙基异氰脲酸酯1-2份，癸二酸二辛酯4-6份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 10-25％，PbO75-90％。
2.如权利要求1所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
氯化聚乙烯75份，三元乙丙橡胶20份，
丁腈橡胶18份，纳米铝矾土7份，
碳纳米管5份，铅增韧的氧化铅粉末10份，
氧化镁5份，二乙硫代氨基甲酸锌1.5份，
甲基丙烯酸缩水甘油酯3份，氯化石蜡11份，
三烯丙基异氰脲酸酯1份，癸二酸二辛酯5份，
其中铅增韧的氧化铅粉末的化学组分为Pb 13％，PbO 87％。
3.如权利要求1或2所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铅增韧氧化铅粉末的制备
a)将Pb和PbO粉末混合，并添加0-5wt％的去离子水，搅拌20-30min，研磨均匀，得到混合粉末A；
b)将步骤a)得到的混合粉末在7-35MPa下预压制5-10min，将压制所得粉末坯研磨成粉末，再添加0-5wt％的去离子水，研磨均匀，得到混合粉末B；
c)将步骤b)制得的混合粉末B放入金属模具中，以0.1-0.5MPa/s的加压速率加压至2-15MPa，保压3-10min，然后以0.1MPa/s的降压速率泄压，得到金属陶瓷压坯；
d)将步骤c)制得的金属陶瓷压坯放入烧结炉内烧结，首先进行液相烧结:将金属陶瓷压坯加热至300-380℃，保温30-60min，然后进行升温烧结：继续加热至460-620℃，保温30-120min，最后冷却：以45-60℃/min的降温速率冷却至室温，然后将陶瓷坯体研磨成粉末，得到铅增韧的氧化铅粉末；
(2)将氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶加入到密炼机中，在60-80℃下，混炼5-10min，然后升温至150-160℃，继续加入纳米铝矾土、碳纳米管、铅增韧的氧化铅粉末和氧化镁，混炼5-10min，然后降温至85-95℃，加入二乙硫代氨基甲酸锌、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化石蜡、三烯丙基异氰脲酸酯和癸二酸二辛酯，继续混炼2-3min，出料，得到混合料；
(3)将步骤(2)制得的混合料投入到双螺杆挤出机进行挤出造粒，最后经风冷、筛选磁选、计量、包装，得到环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料。
4.如权利要求3所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述混合粉末B加压之前先在7-15MPa下预压制2-10min。
5.如权利要求3所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤d)中所述烧结炉为常规马弗炉或微波加热炉。
6.如权利要求5所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，当烧结炉使用常规马弗炉时，液相烧结的加热速率为5-20℃/min。
7.如权利要求5所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，当烧结炉使用微波加热炉时，液相烧结的加热速率为40-150℃/min。
8.如权利要求3所述的一种环保耐磨耐低温橡胶电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述挤出造粒时双螺杆挤出机的工作温度为160-180℃。
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