一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣橡膠及其制備方法
【專利摘要】一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠及其制備方法，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分：天然橡膠50.0-70.0份、丁苯橡膠30.0-50.0份、氧化鋅4.0-8.0份、硬脂酸0.4-0.8份、防老劑-MB1.5-2.0份、防老劑-DNP0.3-0.6份、石蠟8.0-10.0份、滑石粉60.0-90.0份、碳酸鈣110.0-140.0份、過氧化二異丙苯0.8-1.2份、N,N-間苯撐雙馬來酰亞胺0.8-1.2份。有益效果為混合膠進行硫化的過程中，將通常使用的硫化劑由TMTD換為過氧化二異丙苯。解決了使用TMTD硫化劑，造成的銅導體發(fā)黑的技術(shù)問題。過氧化二異丙苯，硫化膠形成的交聯(lián)鍵為-C-C-碳-碳鍵，使得硫化膠具有很好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐高溫老化性能。
【專利說明】一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橡膠材料領(lǐng)域，尤其涉及一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于天然橡膠是結(jié)晶性橡膠，自補強性大，其硫化膠無論是純膠或是加入填料的混合膠都具有非常好的抗拉強度和彈性，而且低溫柔軟，因為是非極性橡膠所以電絕緣性能好，并且有良好的加工性能。丁苯橡膠可在天然橡膠用的機械設(shè)備上進行加工，其硫化體系和所用的配合劑，與天然橡膠相同，價格便宜，并能改善天然橡膠的加工工藝，因此根據(jù)電纜產(chǎn)品性能的需要，天然橡膠與丁苯橡膠可以任意比例的搭配使用，廣泛應用于電線電纜的絕緣和護套上。
[0003]目前，關(guān)于天然-丁苯混合膠的制備方法，硫化過程，多采用TMTD硫化體系，如中國專利201110419094.2提供了一種天然_ 丁苯混合膠及其制備方法，其組成原料的重量比為:天然橡膠14.85-14.95、丁苯橡膠14.85-14.95、促進劑DM 0.65-0.75、高效修補劑MBl.10-1.20、偶聯(lián)劑 DNP 0.20-0.30、氧化鋅 3.60-3.70、硬脂酸 0.10-0.20、半精煉石蠟1.55-1.60、輕質(zhì)碳酸鈣 38.00-38.10,32# 機械油 2.30-2.35、超細滑石粉 21.45-21.55、促進劑 TMTD 0.50-0.60、促進劑 ZDC 0.20-0.30 和硫化劑 VA-7 0.15-0.20。但由于 TMTD 硫化劑含有13%的硫磺成分，因此當絕緣材料生產(chǎn)過程進行橡皮硫化時溫度加熱達到100°C以上，即慢慢分解出游離硫，游離硫與導電線芯的銅導體作用，產(chǎn)生氧化銅，導致導電線芯發(fā)黑，另一方面，此過程 形成活性含銅基團，不斷的擴散遷移到絕緣橡皮中，活性銅的催化老化作用，使得絕緣橡皮發(fā)粘，加速了絕緣橡皮的老化；采用TMTD硫化體系的天然-丁苯膠料，由于二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)硫化劑屬于硫磺給予體硫化體系，在室溫下易溶于天然橡膠中，并隨溫度升高溶解度增大，其硫化臨界溫度低在生產(chǎn)過程中易焦燒，其貯存時間短，如若配方中的物料投入量過多，又沒有及時使用，造成資源的浪費，大大增加了產(chǎn)品成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，其特征在于:包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0-70.0份、丁苯橡膠30.0-50.0份、氧化鋅4.0-8.0份、硬脂酸0.4-0.8份、防老劑-MB1.5-2.0份、防老劑-DNP
0.3-0.6份、石蠟8.0-10.0份、滑石粉60.0-90.0份、碳酸鈣110.0-140.0份、過氧化二異丙苯0.8-1.2份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺0.8-1.2份。
[0005]包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.4份、防老劑-MB1.7份、防老劑-DNP 0.4份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣140.0份、過氧化二異丙苯1.0份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺1.2份。
[0006]所述天然橡膠型號為5號天然橡膠。[0007]—種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠的制備方法，包括以下步驟:
1)天然橡膠塑煉:按比份將權(quán)I所述天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫50-70 0C，塑煉10-15分鐘；
2)混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中按比份加入權(quán)I所述氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min，整個混煉過程膠溫70°C ±10°C，將混煉完成的混合膠排出；
3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠膠片冷卻至室溫溫度，放入模型框中存放；
4)混合膠加硫化劑過程:先將步驟3)制得的混合膠片的1/2加入密閉式煉膠機，向其中按比份加入權(quán)I所述硫化劑過氧化二異丙苯、硫化助劑N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，既得。
[0008]過氧化二異丙苯，硫化膠形成的交聯(lián)鍵為-C-C-碳-碳鍵，使得硫化膠具有很好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的耐高溫老化性能。過氧化二異丙苯，配合使用間苯撐雙馬來酰亞胺，可以很好的控制膠料的硫化特性。過氧化物硫化體系最多硫化劑用量為2.4份，比TMTD硫化體系少用1/3的硫化劑，既經(jīng)濟又環(huán)保，工人操作方便，省時省力；防老劑MB在硫化過程能鈍化銅表面，形成金黃色化 學穩(wěn)定的保護膜；在老化過程中，MB還能增進橡膠分子間的交聯(lián)。防老劑DNP是卓越的銅抑制劑，它與活性銅離子形成穩(wěn)定的螯合物，因此可有效的抑制活性銅對橡皮的催化老化。防老劑MB亦有類似的作用。防老劑MB和防老劑DNP兩者并用有協(xié)同效果，能賦予絕緣橡皮優(yōu)異的耐熱性，防止銅線發(fā)黑和絕緣橡皮發(fā)粘。過氧化物二異丙苯的使用，也充分發(fā)揮出了防老劑MB和防老劑DNP防止銅線發(fā)黑和橡皮老化的作用。過氧化物二異丙苯分解溫度139-150°C，硫化溫度160°C以上，此配方的天然-丁苯混合膠料貯存穩(wěn)定、生產(chǎn)過程中不容易發(fā)生焦燒現(xiàn)象，使天然-丁苯膠混合料在生產(chǎn)過程中尤其是在間歇生產(chǎn)過程中，充分發(fā)揮貯存時間長的優(yōu)勢，更加節(jié)省成本、減少浪費。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明在混合膠進行硫化的過程中，將通常使用的硫化劑由TMTD換為過氧化二異丙苯。解決了使用TMTD硫化劑，造成的銅導體發(fā)黑的技術(shù)問題。
【具體實施方式】
[0010]對照組(TMTD硫化體系)
包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.5份、防老劑-MB 2.5份、防老劑-DNP 0.5份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣133.0份、硫化劑-TMTD 2.8份、促進劑-M 1.0份。
[0011]制備方法:
1)天然橡膠塑煉:將天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫50-70°C，塑煉10-15分鐘；
2)混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min,整個混煉過程膠溫70°C ± 10°C，將混煉完成的混合膠排出；3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠片，冷卻至室溫，放入模型框中存放；
4)混合膠加硫化劑過程:先將1/2部分混合膠片加入密閉式煉膠機中，向其中加入硫化劑-TMTD、促進劑-M，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，供連續(xù)硫化工序擠包絕緣使用。
[0012]實施例1
一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.4份、防老劑-MB1.7份、防老劑-DNP 0.4份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣140.0份、過氧化二異丙苯0.8份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺0.8份。
[0013]制備方法:
1)天然橡膠塑煉:將天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫50-70°C，塑煉10-15分鐘； 2)混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min,整個混煉過程膠溫70°C ± 10°C，將混煉完成的混合膠排出；
3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠片，冷卻至室溫，放入模型框中存放；
4)混合膠加硫化劑過程:先將1/2部分混合膠片加入密閉式煉膠機中，向其中加入硫化劑過氧化二異丙苯、硫化助劑N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，供連續(xù)硫化工序擠包絕緣使用。
[0014]實施例2
一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.4份、防老劑-MB1.7份、防老劑-DNP 0.4份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣140.0份、過氧化二異丙苯1.0份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺1.2份。
[0015]制備方法:
1)天然橡膠塑煉:將天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫5(T70°C，塑煉10~15分鐘；
2)混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min,整個混煉過程膠溫70°C ± 10°C，將混煉完成的混合膠排出；
3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠片，冷卻至室溫，放入模型框中存放；
4)混合膠加硫化劑過程:先將1/2部分混合膠片加入密閉式煉膠機中，向其中加入硫化劑過氧化二異丙苯、硫化助劑N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，供連續(xù)硫化工序擠包絕緣使用。[0016]實施例3
一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.4份、防老劑-MB1.7份、防老劑-DNP 0.4份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣140.0份、過氧化二異丙苯1.2份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺1.2份。
[0017]制備方法:
1)天然橡膠塑煉:將天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫5(T70°C，塑煉I (Tl 5分鐘；
2)混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉
1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min,整個混煉過程膠溫70°C ± 10°C，將混煉完成的混合膠排出；
3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠片，冷卻至室溫，放入模型框中存放；
4)混合膠加硫化劑過程:先將1/2部分混合膠片加入密閉式煉膠機中，向其中加入硫化劑過氧化二異丙苯、硫化助劑N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，供連續(xù)硫化工序擠包絕緣使用。
[0018]本發(fā)明產(chǎn)品配方及性能比較，其中對照組中TMTD硫化物購自山東尚舜化工有限公司。
[0019]表一不同硫化體系技術(shù)性能對比
【權(quán)利要求】
1.一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，其特征在于:包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0-70.0份、丁苯橡膠30.0-50.0份、氧化鋅4.0-8.0份、硬脂酸0.4-0.8份、防老劑-MB1.5-2.0份、防老劑-DNP 0.3-0.6份、石蠟8.0-10.0份、滑石粉60.0-90.0份、碳酸鈣110.0-140.0份、過氧化二異丙苯0.8-1.2份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺0.8-1.2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，其特征在于:包括以下按照重量份數(shù)計的原料組分:天然橡膠50.0份、丁苯橡膠50.0份、氧化鋅8.0份、硬脂酸0.4份、防老劑-MB1.7份、防老劑-DNP 0.4份、石蠟10.0份、滑石粉75.0份、碳酸鈣140.0份、過氧化二異丙苯1.0份、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺1.2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠，其特征在于，所述天然橡膠為5號天然橡膠。
4.一種制備權(quán)利要求1所述的一種過氧化物交聯(lián)天然-丁苯絕緣混合膠的方法，包括以下步驟: 天然橡膠塑煉:按比份將權(quán)I所述天然橡膠和丁苯橡膠分別置于煉膠機內(nèi)，控制膠溫50-70 0C，塑煉 10-15 分鐘； 混合膠混煉:向步驟I)塑煉后的橡膠中按比份加入權(quán)I所述氧化鋅、硬脂酸、防老劑，混煉1.5-2min，再向其中加入1/2滑石粉、1/2化學碳酸鈣、石蠟，混煉1.5_2min后，將剩余的滑石粉、化學碳酸鈣加入煉膠機內(nèi)，混煉1.5-2min,整個混煉過程膠溫70°C ± 10°C，將混煉完成的混合膠排出； 3)濾膠:將從煉膠機排出的混合膠，經(jīng)過濾橡機過濾，維持膠溫80°C±10°C，過濾后的混合膠膠片冷卻至室溫，放入模型框中存放； 4)混合膠加硫化劑過程:先將步驟3)制得的混合膠片的1/2加入密閉式煉膠機，向其中按比份加入權(quán)I所述硫化劑過氧化二異丙苯、硫化助劑N，N-間苯撐雙馬來酰亞胺，再將剩余的混合膠片加入密閉式煉膠機，共混1.0-1.2分鐘，排料，下片，既得。
【文檔編號】C08K5/09GK104017246SQ201410261150
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】劉運來, 王趁意, 王利年, 王新年, 姚鳳林, 王東海 申請人:天津天纜集團有限公司