一種電纜用改性護套材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜護套材料技術領域，尤其涉及一種電纜用改性護套材料。
【背景技術】
[0002] 目前中國電纜總產值已超過美國，成為世界上第一大電纜生產國，但伴隨著中國 電纜行業(yè)高速發(fā)展，行業(yè)整體技術水平需要大幅提高，在電纜整個外面包有高度絕緣的護 套層，為了保護城鄉(xiāng)居住和投資環(huán)境，減少架空電纜達到美化城市的目的，電線電纜已從架 空進入埋地，電纜的護套層在地下敷設時易被損壞，在運行中電纜護套層也易受機械損傷， 電纜的地下鋪設對電纜護套的力學性能要求越來越高，且隨著電纜使用時間的延長且受電 纜存放空間的限制對電纜護套的熱穩(wěn)定性要求也越來越高。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種電纜用改性護套材料，熱穩(wěn)定性能好，使用壽命長，且力學性能 優(yōu)異。
[0004] 本發(fā)明提出的一種電纜用改性護套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯 50-80份，丁腈橡膠30-50份，N，N'_間苯撐雙馬來酰亞胺1-2份，過氧化二異丙苯1. 3-2. 2 份，促進劑4010NA 1-1. 5份，二硫化二苯并噻唑1-2份，三異氰酸三稀丙酯0. 5-1. 5份，改 性納米二氧化鈦20-40份，超細滑石粉30-45份，活性高嶺土 10-15份，炭黑40-50份，三氧 化二銻3-7份，丫 一氨丙基三乙氧基硅烷〇. 5-2. 5份，氧化鋅1-3份，二甲基二硫代氨基甲 酸鋅2-4份，硬脂酸鈣0. 5-1份，納米二氧化硅5-8份，微晶石蠟2-4份；
[0005] 其中改性納米二氧化鈦的制備工藝中，將納米二氧化鈦置于烘箱中烘干，置于無 水乙醇溶液中進行浸泡得到物料A，將N-(e -氨乙基）-Y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷加 入到無水乙醇溶液中攪拌均勻得到物料B，將物料A置于物料B中混合均勻然后超聲分散， 置于水浴中攪拌，過濾，置于烘箱中烘干，研磨并過濾得到物料C，將羥乙基甲基纖維素加入 到蒸餾水中，待羥乙基甲基纖維素溶解完全后與物料C混合均勻，采用超聲波分散，過濾， 置于烘箱中烘干，研磨并過濾得到粒徑為20-30nm的改性納米二氧化鈦。
[0006] 優(yōu)選地，改性納米二氧化鈦中，粒徑20_24nm占30_50wt %，粒徑24_28nm占 45-49wt%，其余為粒徑28-30nm的改性納米二氧化鈦。
[0007] 優(yōu)選地，改性納米二氧化鈦的制備工藝中，按重量份稱取10-20份納米二氧化 鈦置于烘箱中烘干，烘干溫度為110_120°C，置于無水乙醇溶液中進行浸泡，浸泡時間為 2〇-3〇11，得到物料4;將1-1.5份^(0-氨乙基）-丫-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷加入到 無水乙醇溶液中攪拌均勻，無水乙醇溶液與N-(f3 -氨乙基）-Y-氨丙基三甲（乙）氧基 硅烷的體積重量比（ml :g)為100-130:1，得到物料B ;將物料A置于物料B中混合均勻然后 超聲分散l〇_2〇min，置于80-90°C水浴中攪拌40-50min，過濾，置于80-100°C烘箱中烘干， 研磨并過濾得到粒徑為5-30nm的物料C ;將5-10份的羥乙基甲基纖維素加入到蒸餾水中， 蒸餾水與羥乙基甲基纖維素的體積重量比（ml :g)為30-50:1，待羥乙基甲基纖維素溶解完 全后與物料C混合均勻，在溫度為50-60°C下采用超聲波分散15-25min，升溫至75-80°C繼 續(xù)超聲分散5-10min，過濾，置于65-75°C烘箱中烘干，研磨并過濾得到粒徑為20-30nm的改 性納米二氧化鈦。
[0008] 優(yōu)選地，氯磺化聚乙烯、丁腈橡膠的重量比為60-70 :35-45。
[0009] 優(yōu)選地，氯磺化聚乙烯、丁腈橡膠、y -氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為60-70 : 35-45 :1-1. 5〇
[0010] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯60-70份，丁腈橡膠35-45份，N， N' -間苯撐雙馬來酰亞胺1. 5-1. 8份，過氧化二異丙苯1. 5-2份，促進劑4010NA 1. 2-1. 4 份，二硫化二苯并噻唑1. 5-1. 8份，三異氰酸三稀丙酯1-1. 4份，改性納米二氧化鈦35-38 份，超細滑石粉40-43份，活性高嶺土 12-14份，炭黑44-46份，三氧化二銻4-6份，Y -氨 丙基三乙氧基硅烷1-1. 5份，氧化鋅1-2份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅3-3. 5份，硬脂酸鈣 0. 6-0. 8份，納米二氧化硅6-7份，微晶石蠟3-3. 5份。
[0011] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯67份，丁腈橡膠42份，N，N'_間苯撐 雙馬來酰亞胺1. 6份，過氧化二異丙苯1. 8份，促進劑4010NA 1. 35份，二硫化二苯并噻唑 1. 6份，三異氰酸三稀丙酯1. 3份，改性納米二氧化鈦37份，超細滑石粉41份，活性高嶺土 13. 4份，炭黑45份，三氧化二銻5. 8份，y -氨丙基三乙氧基硅烷1. 2份，氧化鋅1. 8份，二 甲基二硫代氨基甲酸鋅3. 2份，硬脂酸鈣0. 75份，納米二氧化硅6. 6份，微晶石蠟3. 35份。
[0012] 優(yōu)選地，改性納米二氧化鈦的制備工藝中，按重量份稱取17份納米二氧化鈦置于 烘箱中烘干，烘干溫度為116°C，置于無水乙醇溶液中進行浸泡，浸泡時間為26h，得到物料 A;將1.2份N-(f3 -氨乙基）-Y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷加入到無水乙醇溶液中攪 拌均勻，無水乙醇溶液與N-(0 -氨乙基）-y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷的體積重量比 (ml :g)為115:1，得到物料B ;將物料A置于物料B中混合均勻然后超聲分散16min，置于 86°C水浴中攪拌46min，過濾，置于95°C烘箱中烘干，研磨并過濾得到粒徑為5-30nm的物料 C ;將9份的羥乙基甲基纖維素加入到蒸餾水中，蒸餾水與羥乙基甲基纖維素的體積重量比 (ml :g)為46:1，待羥乙基甲基纖維素溶解完全后與物料C混合均勻，在溫度為58°C下采用 超聲波分散23min，升溫至78°C繼續(xù)超聲分散8min，過濾，置于72°C烘箱中烘干，研磨并過 濾得到粒徑為20-30nm的改性納米二氧化鈦。
[0013] 本發(fā)明通過如下工藝制備，按配比將氯磺化聚乙烯、丁腈橡膠加入混煉機中混煉， 待溫度升高至95°C時加入Y -氨丙基三乙氧基硅烷、改性納米二氧化鈦混合；將得到的產 物與按配比稱取的超細滑石粉、活性高嶺土、炭黑、三氧化二銻、氧化鋅、二甲基二硫代氨基 甲酸鋅、硬脂酸鈣、納米二氧化硅、微晶石蠟一起放入開煉機中混煉；然后加入按配比稱取 的N，N' -間苯撐雙馬來酰亞胺、過氧化二異丙苯、促進劑4010NA、二硫化二苯并噻唑、三異 氰酸三稀丙酯混煉，成型得到電纜用改性護套材料。
[0014] 本發(fā)明中，氯磺化聚乙烯的分子鏈上有極性強的氯原子可保護雙鍵降低雙鍵的活 性，制備的護套材料熱穩(wěn)定性能優(yōu)異，丁腈橡膠耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強，改性納 米二氧化鈦與丁腈橡膠、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸鋅混合使用，納米二氧化鈦 粒子微細，粒度分布窄且均勻，熱穩(wěn)定性能優(yōu)異，抗菌效果好，耐老化性能優(yōu)異，但納米二氧 化鈦的粒徑小，表面能高，呈現強極性，處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，粒子間很容易粘結在一起 形成二次粒子，在制備電纜護套材料時，納米二氧化鈦不能很好地分散其中，就不能很好的 發(fā)揮其性能，經N-(f3 -氨乙基）-Y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷處理后的納米二氧化鈦 表面被N_(f3 -氨乙基）-Y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷均勻包覆，形成具有相對平整、光 滑小球顆粒，二氧化鈦分散開來，團簇現象減弱，且與羥乙基甲基纖維素作用后，聚合物鏈 段的熱運動產生一定的限制，制備的改性納米二氧化鈦可提高其在氯磺化聚乙烯、丁腈橡 膠基體中的分散性，與二甲基二硫代氨基甲酸鋅預分散劑配合作用，在氯丁橡膠、丁腈橡膠 基體中的界面相容性好，復合材料的熱穩(wěn)定性極為優(yōu)異，產品力學性能、耐老化性能優(yōu)異， 使用壽命大大延長，并加入適量氧化鋅、促進劑4010NA、過氧化二異丙苯、二硫化二苯并噻 唑、三異氰酸三稀丙酯、N，N' -間苯撐雙馬來酰亞胺為硫化體系，明顯防止加工過程中膠料 焦燒，提高交聯度，硫化膠的耐熱穩(wěn)定性能好，其中過氧化二異丙苯、二硫化二苯并噻唑、三 異氰酸三稀丙酯三者共用共硫化效果優(yōu)異，可改善交聯性能，對膠料的焦燒時間和硫化膠 的機械性能影響顯著，產品力學性能好，熱穩(wěn)定性能進一步增強，使用壽命大大延長。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種電纜用改性護套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯50 份，丁腈橡膠50份，N，N'-間苯撐雙馬來酰亞胺1份，過氧化二異丙苯2. 2份，促進劑4010NA 1份，二硫化二苯并噻唑2份，三異氰酸三稀丙酯0. 5份，改性納米二氧化鈦40份，超細滑石 粉30份，活性高嶺土 15份，炭黑40份，三氧化二銻3份，Y -氨丙基三乙氧基硅烷2. 5份， 氧化鋅1份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅4份，硬脂酸鈣0. 5份，納米二氧化硅8份，微晶石蠟 2份。
[0017]改性納米二氧化鈦的制備工藝中，按重量份稱取20份納米二氧化鈦置于烘箱中 烘干，烘干溫度為110°C，置于無水乙醇溶液中進行浸泡，浸泡時間為30h，得到物料A ;將1 份N-(f3 -氨乙基）-y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷加入到無水乙醇溶液中攪拌均勻，無 水乙醇溶液與N-(0 -氨乙基）-y-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷的體積重量比（ml :g)為 130:1，得到物料B ;將物料A置于物料B中混合均勻然后超聲分散lOmin，置于90°C水浴中 攪拌40min，過濾，置于100°C烘箱中烘干，研磨并過濾得到粒徑為5-30nm的物料C;將10份 的羥乙基甲基纖維素加入到蒸餾水中，蒸餾水與羥乙基甲基纖維素的體積重量比（ml :g) 為30:1，待羥乙基甲基纖維素溶解完全后與物料C混合均勻，在溫度為60°C下采用超聲波 分散15min，升溫至80°C繼續(xù)超聲分散5min，過濾，置于75°C烘箱中烘干，研磨并過濾得到 粒徑為20-30nm的改性納米二氧化鈦，改性納米二氧化鈦中，粒徑2〇-24nm占50wt%，粒徑 24_28nm占45wt%，其余為粒徑28_30nm的改性納米二氧化鈦。
[0018] 實施例2
[0019]本發(fā)明提出的一種電纜用改性護套材料，其原料按重量份包括：氯磺化聚乙烯80 份，丁腈橡膠30份，N，N'-間苯撐雙馬來酰亞胺2份，過氧化二異丙苯1. 3份，促進劑4010NA 1. 5份，二硫化二苯并噻唑1份，三異氰酸三稀丙酯1. 5份，改性納米二氧化鈦20份，超細