CN107337859A - 潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法，由以下重量份数比的原料经混炼得到，三元乙丙橡胶80～100份、低密度聚乙烯15～30份、活化剂4～14份、EVM 5～15份、软化剂15～25份、快压出炉黑N550 6～50份、煅烧陶土100～200份、硫化体系14～24份、防老体系2～4份、偶联剂0.5～2.5份、加工助剂4～8份。本发明克服了现有技术中护套料耐高温石油基矿物液体的腐蚀不足，体积膨胀过大的缺陷，提供一种耐温耐油优异、挤出加工性能好的潜油泵电缆护套材料。

Description

潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆橡胶材料技术领域，尤其涉及一种潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法。

背景技术

目前，电力电缆是一种用于传输和分配电能的电缆，潜油泵用的电力电缆对于电缆的耐油性和耐热老化性的要求很高。护套层直接与井液接触，其性能的好坏对电缆的整体性能产生很大的影响，直接关系到电缆是否正常运行。护套层可以采用丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯、铅合金等材料，但耐高温、柔弹性好、易做密封一般采用乙丙橡皮材料。

潜油泵用的电力电缆，由于油井的高温环境和电在输送的过程中，电缆自身的电阻产生的热量很大，对于电缆的耐热性要求很高；由于潜油泵工作的环境复杂，要求电缆橡胶应具有高强度和耐油的性能来避免电缆因强度不够和原油腐蚀而造成电缆易损坏情况的出现，普通电缆所采用的电缆橡胶材料作护套无法满足潜油泵环境中对于电缆橡胶材料性能的要求。

发明内容

本发明提出一种潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法，其制备出的电缆橡胶材料具有高强度和高耐油性。

本发明提出了一种潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其原料按重量份包括：

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述偶联剂为A-172。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述活化剂为氧化锌、Pb3O4，氧化锌含量为1～4份、Pb3O4含量为2～5份。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述EVM为VA占比70％的乙烯-乙酸乙烯酯橡胶，含量为5～15份。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述软化剂为石蜡油，含量为15～25份。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述硫化体系为硫化剂BIBP和硫化助剂TAIC、低1,2结构的聚丁二烯，它们的含量分别为：BIBP1.5～3份，硫化助剂TAIC 2～3份，低1,2结构的聚丁二烯10～18份。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述防老体系为防老剂Naugard445和MB，它们的含量分别为：防老剂Naugard4451～2份，MB1～2份。

上述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，所述加工助剂为硬脂酸和微晶石蜡，硬脂酸1～3份，微晶石蜡3～5份。

本发明还提出了一种潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料的制备方法，包括：

步骤一：配料：按照前述的配方配料；

步骤二：混炼：将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯、EVM进行塑炼，得到塑炼胶，其中塑炼的时间为2～3min，塑炼的温度为100～110℃；

步骤三：向步骤二中得到的塑炼胶中添加氧化锌、硬脂酸、Pb3O4进行一次混炼，得到一次混炼胶，其中一次混炼的时间为3～4min，一次混炼的温度为110～120℃；向一次混炼胶中添加快压出炉黑N550和煅烧陶土、石蜡油进行二次混炼，得到二次混炼胶，其中，二次混炼的时间为2～3min，二次混炼的温度为120～140℃；

步骤四：向步骤三中得到的二次混炼胶中添加硫化剂BIBP、硫化助剂TAIC、低1,2结构聚丁二烯、防老剂Naugard445、防老剂MB、偶联剂、微晶石蜡进行三次混炼，得到三次混炼胶，其中，三次混炼的时间为1～3min，三次混炼的温度为90～100℃；

步骤五：出片：将步骤四中获得的三次混炼胶在开炼机上再翻炼二次后再在压延机上碾页，最终出片厚度0.6～0.7mm，过粉冷却18h以上，得到所述潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料。

本发明的原理为：首先将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯、EVM进行塑炼，得到塑炼胶；然后向塑炼胶中添加氧化锌、硬脂酸、Pb3O4进行一次混炼，得到一次混炼胶；接着向一次混炼胶中添加快压出炉黑N550和煅烧陶土、石蜡油进行二次混炼，得到二次混炼胶；最后向二次混炼胶中添加硫化剂BIBP、硫化助剂TAIC、低1,2结构的聚丁二烯、防老剂Naugard445、防老剂MB、偶联剂、微晶石蜡进行三次混炼，得到三次混炼胶，将三次混炼胶冷却出料。本发明通过先塑炼，然后进行多步骤混炼，有效的提高了电缆橡胶材料中各组分的性能在混炼的过程中得到最大化的利用，进而整体提高了电缆橡胶材料的强度和耐油性；添加的低密度聚乙烯防止了因三元乙丙橡胶含量增加引起的耐油性的降低,添加极性的EVM改善耐温、耐油和加工工艺性能，同时添加快压出炉黑N550和煅烧陶土，起到了增大体积、降低成本、改善机械性能的作用；通过添加硫化剂BIBP和硫化助剂TAIC、低1,2结构的聚丁二烯，双叔丁基过氧异丙基苯BIPB代替传统的DCP具有明显的优点：无DCP在交联时产生难闻的气味；BIPB耐温比DCP高，可使EPDM与EVM提高10℃左右下进行混炼，二者易混炼均匀；BIPB的活性氧含量高，用量比DCP少30％；BIPB挥发性低，可以避免由甲烷引起的水泡；BIPB在橡胶混合物中受热分解产生游离基，引起交联反应，使得橡胶主链上丙烯链节切断，提高硫化橡胶的耐热性、改善压缩变形，降低脆化温度，改善低温曲挠性能，但BIPB在硫化橡胶时，发生的离子型分解会降低BIPB的利用效率，降低了交联密度、机械性能差，老化性差，用硫化助剂TAIC可提高交联效率，加快硫化速度，降低过氧化物分解温度，同时能显著提高交联密度，且TAIC与TAC和HV-2硫化助剂相比，TAIC的焦烧安全性好。低1,2结构的聚丁二烯是优秀的反应性增塑剂和低温性能调节剂，而其少量的1,2结构丁二烯又可以在游离基交联体系中参与胶料交联，因此硫化体系能提高交联密度，减少硫化气味，与EVM共硫化协同性好，改善了电缆橡胶材料的耐温、耐油性能。Naugard 445是一种高效率、芳香胺类、不变色的自由基捕捉型抗氧剂抗，高温挥发小、耐油，与防老剂MB有很强的协同效应，MB能抑制铜害，应用于电线电缆等含金属橡胶制品。由于EPDM与EVM并用提高耐温，Naugard 445在高温下的抗热氧氧化性强，在聚合物的高温加工时，表现出优异的性能。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：本发明通过选择合适的组分，调节组分的含量，优化制备工艺，得到了高强度、高耐油性的潜油泵电力用电缆护套橡胶材料，应用到潜油泵用电力电缆中，延长了电缆的使用寿命和使用的安全性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出详细说明。

(实施例1)

本实施例的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其原料按重量份包括：

三元乙丙橡胶100份、低密度聚乙烯8份、EVM 5份、氧化锌3份、硬脂酸1份、低1,2结构的聚丁二烯8份、快压出炉黑N55030份、煅烧陶土160份、石蜡油15份、硫化剂BIBP 2份、硫化助剂TAIC 1份、防老剂Naugard4451份、防老剂MB 2份、偶联剂A-1721.5份、Pb3O43份、微晶石蜡4份。

(实施例2)

本实施例原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100份、低密度聚乙烯12份、EVM 9份、氧化锌6份、硬脂酸1份、低1,2结构的聚丁二烯12份、快压出炉黑N55020份、煅烧陶土200份、石蜡油20份、硫化剂BIBP 2.5份、硫化助剂TAIC 1.5份、防老剂Naugard4452份、防老剂MB 1份、偶联剂A-1721份、Pb3O45份、微晶石蜡5份。

(实施例3)

本实施例原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100份、低密度聚乙烯13份、EVM 10份、氧化锌5份、硬脂酸1份、低1,2结构的聚丁二烯14份、快压出炉黑N55030份、煅烧陶土190份、石蜡油22份、硫化剂BIBP 2.3份、硫化助剂TAIC 1.8份、防老剂Naugard4451份、防老剂MB1.5份、偶联剂A-1722份、Pb3O43份、微晶石蜡3份。

(实施例4)

本实施例原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100份、低密度聚乙烯15份、EVM 18份、氧化锌8份、硬脂酸1份、低1,2结构的聚丁二烯20份、快压出炉黑N55025份、煅烧陶土200份、石蜡油25份、硫化剂BIBP 2份、硫化助剂TAIC 2.3份、防老剂Naugard4451.5份、防老剂MB1.5份、偶联剂A-1722份、Pb3O45份、微晶石蜡5份。

制备方法为：

(1)配料：按配方准确计量、称重各种材料；

(2)混炼：将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯、EVM进行塑炼，得到塑炼胶，其中塑炼的时间为2～3min，塑炼的温度为100～110℃；

(3)向(2)中得到的塑炼胶中添加氧化锌、硬脂酸、Pb3O4进行一次混炼，得到一次混炼胶，其中一次混炼的时间为3～4min，一次混炼的温度为110～120℃；向一次混炼胶中添加快压出炉黑N550和煅烧陶土、石蜡油进行二次混炼，得到二次混炼胶，其中，二次混炼的时间为2～3min，二次混炼的温度为120～140℃；

(4)向(3)中得到的二次混炼胶中添加硫化剂BIBP、硫化助剂TAIC、低1,2结构聚丁二烯、防老剂Naugard445、防老剂MB、偶联剂、微晶石蜡进行三次混炼，得到三次混炼胶，其中，三次混炼的时间为1～3min，三次混炼的温度为90～100℃；

(5)将(4)中获得的三次混炼胶在开炼机上再翻炼二次后再在压延机上碾页，最终出片厚度0.6～0.7mm，过粉冷却18h以上，得到所述潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料。

将上述各种材料混炼后的胶料的性能见下表：

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述组成及配比，以质量份计为：

所述三元乙丙橡胶为：ENB含量5.7,乙烯含量65,挥发度0.42,灰粉0.03,稳定剂N.S，125℃下测试的门尼粘度为23；所述低密度聚乙烯熔融指数为10～15。

2.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂A-172。

3.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述活化剂为氧化锌、Pb3O4的混合物；它们的含量分别为：氧化锌含量为2～9份、Pb3O4含量为2～5份。

4.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述EVM为VA占比70％的乙烯-乙酸乙烯酯橡胶。

5.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：软化剂为石蜡油，含量为15～25份。

6.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述硫化体系为硫化剂BIBP和硫化助剂TAIC、低1,2结构的聚丁二烯，它们的含量分别为：BIBP1.5～3份，硫化助剂TAIC 2～3份，低1,2结构的聚丁二烯10～18份。

7.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述防老体系为防老剂Naugard445和MB，它们的含量分别为：防老剂Naugard445 1～2份，MB1～2份。

8.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸和微晶石蜡，它们的含量分别为：硬脂酸1～3份，微晶石蜡3～5份。

9.根据权利要求1所述的潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：配料:组成及配比，以质量份计为：

三元乙丙橡胶是ENB含量5.7,乙烯含量65,挥发度0.42,灰粉0.03,稳定剂N.S，125℃下测试的门尼粘度为23，低密度聚乙烯是熔融指数为10～15；偶联剂为A-172；活化剂为氧化锌、Pb3O4的混合物，它们的含量分别为：氧化锌含量为2～9份、Pb3O4含量为2～5份；EVM为VA占比70％的乙烯-乙酸乙烯酯橡胶，含量为5～15份；软化剂为石蜡油，含量为15～25份；硫化体系为硫化剂BIBP和和硫化助剂TAIC、低1,2结构的聚丁二烯，它们的含量分别为：BIBP1.5～3份，硫化助剂TAIC 2～3份，低1,2结构的聚丁二烯10～18份；防老体系为防老剂Naugard445和MB，它们的含量分别为：防老剂Naugard445 1～2份，MB1～2份；加工助剂为硬脂酸和微晶石蜡，它们的含量分别为：硬脂酸1～3份，微晶石蜡3～5份；

步骤二：混炼：将三元乙丙橡胶和低密度聚乙烯、EVM进行塑炼，得到塑炼胶，其中塑炼的时间为2～3min，塑炼的温度为100～110℃；

步骤三：向步骤二中得到的塑炼胶中添加氧化锌、硬脂酸、Pb3O4进行一次混炼，得到一次混炼胶，其中一次混炼的时间为3～4min，一次混炼的温度为110～120℃；向一次混炼胶中添加快压出炉黑N550和煅烧陶土、石蜡油进行二次混炼，得到二次混炼胶，其中，二次混炼的时间为2～3min，二次混炼的温度为120～140℃；

步骤四：向步骤三中得到的二次混炼胶中添加硫化剂BIBP、硫化助剂TAIC、低1,2结构聚丁二烯、防老剂Naugard445、防老剂MB、偶联剂、微晶石蜡进行三次混炼，得到三次混炼胶，其中，三次混炼的时间为1～3min，三次混炼的温度为90～100℃；

步骤五：出片：将步骤四中获得的三次混炼胶在开炼机上再翻炼二次后再在压延机上碾页，最终出片厚度0.6～0.7mm，过粉冷却18h以上，得到所述潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料。