CN106633435A - 一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管及制备方法 - Google Patents

一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，其由下列按照重量份数计的组分组成：三元乙丙橡胶100份；补强填料35‑55份；非补强填料10‑30份；增塑剂20‑60份；硫化剂1.5‑4.5份；硫化助剂2‑6份；功能助剂6‑15份；所述的三元乙丙橡胶由单一的非充油型三元乙丙橡胶，或者由非充油型三元乙丙橡胶与充油型三元乙丙橡胶组合而成；所述充油型三元乙丙橡胶的门尼粘度在40‑60之间，乙烯含量为40‑55%，第三单体含量为4‑7%；所述非充油型三乙丙橡胶为可控长链支化型且门尼粘度在75‑95之间，乙烯含量为45‑60%，第三单体含量为4.5‑9%；所述的补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：炭黑、白炭黑。本发明冷缩管，能实现高温存储、低温安装及应用等功能，适应一些复杂的高低温交变的环境。

Description

一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管及制备 方法
技术领域
本发明涉及一种三元乙丙橡胶类冷缩管及其制备方法。
背景技术
目前，国内冷缩类电缆附件中大多使用硅橡胶材料，但硅橡胶原料价格较高，而且耐刺破性、抗冲击性、耐酸碱性、抗磨性均存在不足，这些缺点限制了其使用范围。
与硅橡胶相比，三元乙丙橡胶具有以下优点：1.在相同的扩张倍率下，其定伸应力大，因此可以在收缩时产生更大的径向压力，保证更低的局放水平、防水性和运行可靠性；2.更低廉的价格；3.更优异的抗刺破性能和耐撕裂性；4.在经过热场的作用下，仍能保持较高的径向压力。因此，三元乙丙橡胶类的冷缩制品在一些电缆附件领域中具有硅橡胶类冷缩制品不可替代的地位。
但一些采用大倍率扩张的三元乙丙橡胶类的冷缩制品在高温存储时容易开裂，或即使不开裂也难以保证在低温下良好的收缩性，从而影响产品在低温环境下的使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有三元乙丙橡胶冷缩管在高温存储时容易开裂，或即使不开裂也难以保证在低温下良好的收缩性的缺陷，提出一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，不仅能在常规环境下安装和应用，而且还能实现高温存储、低温安装及应用等功能，可以适应一些复杂的高低温交变的环境。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，其由下列按照重量份数计的组分组成：
所述的三元乙丙橡胶由单一的非充油型三元乙丙橡胶，或者由非充油型三元乙丙橡胶与充油型三元乙丙橡胶组合而成；
所述充油型三元乙丙橡胶的门尼粘度在40-60之间，乙烯含量为40-55％，第三单体含量为4-7％；
所述非充油型三乙丙橡胶为可控长链支化型且门尼粘度在75-95之间，乙烯含量为45-60％，第三单体含量为4.5-9％；
所述的补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：炭黑、白炭黑；
所述的非补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：陶土、滑石粉、碳酸钙；
所述增塑剂是下列物质中的一种或多种的混合物：石蜡油、聚α-烯烃油、环烷油；
所述硫化剂是下列物质中的一种或多种的混合物：过氧化二异丙苯；1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯；1,4-双(叔丁过氧异丙基)苯；1,1-双叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷；
所述硫化助剂是下列物质中的一种或多种的混合物：三烯丙基异三聚氰酸酯；N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；二乙二醇二甲基丙烯酸酯；聚丁二烯树脂；甲基丙烯酸锌；丙烯酸锌；
所述功能助剂是下列物质中的两种或两种以上的混合物：活性氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、防老剂RD和防老剂MBZ。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管的制备方法，包括下列步骤：
步骤1：制备混炼胶：将三元乙丙橡胶加入到开炼机或密炼机内塑炼；
将补强填料、非补强填料和增塑剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将功能助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将硫化剂及硫化助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
步骤2：胶料硫化：将步骤1得到的胶料通过模压方式或注压成型硫化成管坯，其中，模压硫化温度为160-185℃，硫化时间为6-20分钟，而注压成型采用一腔多模方式，其中上下模温度为170-190℃,硫化时间为8-20分钟；
步骤3：管材扩张：将步骤2硫化后的管材通过扩张设备扩张成型。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，不仅能在常温下具有较好的应用性，而且能在一些极端天气条件下也具有良好的高温储存性(不发生开裂)和低温回弹性，特别是在成品管经过高温储存后仍然具有良好的低温回弹性。
具体实施方式
一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，其由下列按照重量份数计的组分组成：
所述的三元乙丙橡胶由单一的非充油型三元乙丙橡胶，或者由非充油型三元乙丙橡胶与充油型三元乙丙橡胶组合而成。
所述充油型三元乙丙橡胶的门尼粘度在40-60之间，乙烯含量为40-55％，第三单体含量为4-7％。
所述非充油型三乙丙橡胶为可控长链支化型且门尼粘度在75-95之间，乙烯含量为45-60％，第三单体含量为4.5-9％。
所述的补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：炭黑、白炭黑。
所述的非补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：陶土、滑石粉、碳酸钙。
所述增塑剂是下列物质中的一种或多种的混合物：石蜡油、聚α-烯烃油、环烷油。
所述硫化剂是下列物质中的一种或多种的混合物：过氧化二异丙苯；1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯；1,4-双(叔丁过氧异丙基)苯；1,1-双叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
所述硫化助剂是下列物质中的一种或多种的混合物：三烯丙基异三聚氰酸酯；N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；二乙二醇二甲基丙烯酸酯；聚丁二烯树脂；甲基丙烯酸锌；丙烯酸锌。
所述功能助剂是下列物质中的两种或两种以上的混合物：活性氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、防老剂RD(2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体)和防老剂MBZ(2-巯基苯并咪唑锌盐)。
上述适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管的制备方法，包括下列步骤：
步骤1：制备混炼胶：将三元乙丙橡胶加入到开炼机或密炼机内塑炼；
将补强填料、非补强填料和增塑剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将功能助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将硫化剂及硫化助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
步骤2：胶料硫化：将步骤1得到的胶料通过模压方式或注压成型硫化成管坯，其中，模压硫化温度为160-185℃，硫化时间为6-20分钟，而注压成型采用一腔多模方式，其中上下模温度为170-190℃，,硫化时间为8-20分钟；
步骤3：管材扩张：将步骤2硫化后的管材通过扩张设备扩张成型。
实施例一
制备混炼胶：按重量份计，将三元乙丙橡胶100份【采用非充油型三元乙丙橡胶50份、充油型三元乙丙橡胶100份(其中橡胶50份，另外是50份油)】、补强填料35份(采用白炭黑10份、炭黑25份)、非补强填料30份(采用煅烧陶土30份)、增塑剂20份(采用石蜡油20份)，功能助剂6份(采用活性氧化锌5份、防老剂RD 1份)、硫化剂1.5份(采用过氧化二异丙苯1.5份)、硫化助剂3份(采用三烯丙基异三聚氰酸酯3份)混炼均匀；
硫化：采用模压或注压成型方式，硫化温度为170℃，硫化时间为12分钟；
管材扩张：将硫化后管材通过扩张设备扩张成型。
实施例二
制备混炼胶：按重量份计，将三元乙丙橡胶100份【采用非充油型三元乙丙橡胶40份、充油型三元乙丙橡胶90份(其中橡胶60份，另外是30份油)】、补强填料50份(采用白炭黑15份、炭黑35份)、非补强填料10份(采用煅烧陶土10份)、增塑剂35份(采用石蜡油35份)，功能助剂9份(采用活性氧化锌5份、硬脂酸1份、中和剂PEG4000 2份、防老剂MBZ 1份)、硫化剂2份(采用1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯2份)、硫化助剂6份(采用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯6份)混炼均匀；
采用模压或注压成型方式，硫化温度为180℃，硫化时间为8分钟；
管材扩张：将硫化后管材通过扩张设备扩张成型。
实施例三
制备混炼胶：按重量份计，将三元乙丙橡胶100份【采用非充油型三元乙丙橡胶70份、充油型三元乙丙橡胶60份(其中橡胶30份，另外是30份油)】、补强填料55份(采用白炭黑15份、炭黑40份)、非补强填料20份(采用煅烧陶土20份)、增塑剂30份(采用环烷油30份)，功能助剂10份(采用活性氧化锌6份、硬脂酸1份、中和剂PEG4000 2份、防老剂RD 1份)、硫化剂2.5份(采用1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯2.5份)、硫化助剂2份(采用二乙二醇二甲基丙烯酸酯2)混炼均匀；
采用模压或注压成型方式，硫化温度为165℃，硫化时间为20分钟；
管材扩张：将硫化后管材通过扩张设备扩张成型。
实施例四
制备混炼胶：按重量份计，将非充油型三元乙丙橡胶100份、补强填料50份(采用白炭黑15份、炭黑35份)、非补强填料15份(采用煅烧陶土15份)、增塑剂60份(采用石蜡油60份)，功能助剂15份(采用活性氧化锌8份、硬脂酸2份、中和剂PEG4000 3份、防老剂MBZ 2份)、硫化剂4.5份(采用2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷4.5份)、硫化助剂5份(采用N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺5份)混炼均匀；
采用模压或注压成型方式，硫化温度为185℃，硫化时间为8分钟；
管材扩张：将硫化后管材通过扩张设备扩张成型。
实施例五
制备混炼胶：按重量份计，将非充油型三元乙丙橡胶100份、补强填料50份(采用白炭黑10份、炭黑40份)、非补强填料20份(采用煅烧陶土20份)、低粘度增塑剂40份(采用聚α-烯烃油40份)，功能助剂12份(采用活性氧化锌6份、硬脂酸2份、中和剂PEG4000 2份、防老剂MBZ 1份、防老剂RD1份)、硫化剂3份(采用1,1-双叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷3份)、硫化助剂3.6份(采用聚丁二烯树脂3.6份)混炼均匀；
采用模压或注压成型方式，硫化温度为160℃，硫化时间为10分钟；
管材扩张：将硫化后管材通过扩张设备扩张成型。
五种实验例测试数据结果如下：
表1.实施例测试数据结果
备注：“60℃存储”指在60℃烘箱中存储48小时，其它温度以此类推；其测试的冷缩管扩张前内径为7.5mm，扩张后内径为29mm，扩张倍率为4.4倍。
样品测试方法：
(1)成品冷缩管高温存储测试：将十支成品管分别放置于60℃、70℃、80℃及90℃烘箱中，存储48小时，统计不开裂数量；其存储通过率可用如下公式计算而得：
(2)低温收缩率的测试：将经过常温放置或高温存储后的样品，放置于-20℃环境下，保温2h后抽离支撑条，样品开始回缩，测试样品两小时后的收缩内径值。其低温收缩率计算公式如下：
其中，λ为收缩率；D0为冷缩管扩张前的内径；D1为冷缩管收缩内径；D2为冷缩管扩张后的内径。

Claims (2)

1.一种适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管，其由下列按照重量份数计的组分组成：
三元乙丙橡胶 100份；
补强填料 35-55份；
非补强填料 10-30份
增塑剂 20-60份；
硫化剂 1.5-4.5份；
硫化助剂 2-6份；
功能助剂 6-15份；
所述的三元乙丙橡胶由单一的非充油型三元乙丙橡胶，或者由非充油型三元乙丙橡胶与充油型三元乙丙橡胶组合而成；
所述充油型三元乙丙橡胶的门尼粘度在40-60之间，乙烯含量为40-55%，第三单体含量为4-7%；
所述非充油型三乙丙橡胶为可控长链支化型且门尼粘度在75-95之间，乙烯含量为45-60%，第三单体含量为4.5-9%；
所述的补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：炭黑、白炭黑；
所述的非补强填料是下列物质中的一种或多种的混合物：陶土、滑石粉、碳酸钙；
所述增塑剂是下列物质中的一种或多种的混合物：石蜡油、聚α-烯烃油、环烷油；
所述硫化剂是下列物质中的一种或多种的混合物：过氧化二异丙苯；1,3-双（叔丁过氧异丙基）苯；1,4-双（叔丁过氧异丙基）苯；1,1-双叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷；2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧基）己烷；
所述硫化助剂是下列物质中的一种或多种的混合物：三烯丙基异三聚氰酸酯；N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺；三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；二乙二醇二甲基丙烯酸酯；聚丁二烯树脂；甲基丙烯酸锌；丙烯酸锌；
所述功能助剂是下列物质中的两种或两种以上的混合物：活性氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、防老剂RD和防老剂MBZ。
2.一种如权利要求1所述的适用于高温存储低温安装的三元乙丙橡胶冷缩管的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1：制备混炼胶：将三元乙丙橡胶加入到开炼机或密炼机内塑炼；
将补强填料、非补强填料和增塑剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将功能助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
将硫化剂及硫化助剂加入到开炼机或密炼机内混炼；
步骤2：胶料硫化：将步骤1得到的胶料通过模压方式或注压成型硫化成管坯，其中，模压硫化温度为160-185℃，硫化时间为6-20分钟，而注压成型采用一腔多模方式，其中上下模温度为170-190℃,硫化时间为8-20分钟；
步骤3：管材扩张：将步骤2硫化后的管材通过扩张设备扩张成型。
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