[发明专利]纳米复合乙丙橡胶电缆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶电缆材料及制备方法，尤其是一种纳米复合乙丙橡胶电缆材料及其制备方法。

背景技术

电缆是国民经济的血管和神经，随着各种基础设施建设以及未来电气化、信息化的发展趋势，电缆的需求越来越广泛；然而，由于电缆的外绝缘材料主要是由乙丙橡胶或聚乙烯等聚烯烃构成，因而普遍存在着易燃烧的缺陷。为克服这一缺陷，人们作了一些尝试和努力，如在2007年7月18日公开的中国发明专利申请公布说明书CN 100999598A中披露的“一种耐辐照低烟无卤阻燃乙丙橡胶电缆料的制备方法”。它是将100份的乙丙橡胶、90～150份的氢氧化铝、1～10份的硅酮阻燃协同剂、3～10份的铅化合物、1～5份的防老剂、0.1～3.3份的抗铜剂、1～5份的γ射线吸收剂、2～3.5份的液体过氧化物硫化剂和0.1～2份的酚类热稳定剂在密炼机中混炼后，再经双螺杆挤出机风冷造粒，得到耐辐照低烟无卤阻燃乙丙橡胶电缆料。但是，无论是电缆料，还是其制备方法，均存在着不足之处，首先，电缆料的阻燃性能虽得到了提高，却导致了其力学性能，尤其是柔韧性大幅度的下降，从而使其不能适用于矿山、船用等移动频繁需要高柔韧性的场合；其次，电缆料的抗氧化性能也难以满足某些极端条件，如核电站等场合的使用要求；最后，制备方法不能获得同时具有较高柔韧性、耐老化性和无卤阻燃性要求的电缆外绝缘材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种柔韧性、耐老化性和无卤阻燃性均有提高的纳米复合乙丙橡胶电缆材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述纳米复合乙丙橡胶电缆材料的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：纳米复合乙丙橡胶电缆材料包含三元乙丙橡胶、无机金属氢氧化物、防老剂和过氧化物，特别是，

所述电缆材料中还含有纳米复配物、有机改性剂和硫化活性剂，所述三元乙丙橡胶、纳米复配物、有机改性剂、无机金属氢氧化物、防老剂、硫化活性剂和过氧化物间的重量比为100∶1～20∶0.5～10∶50～200∶0.5～10∶10～20∶0.1～10；

所述纳米复配物为重量比为1∶0.5～2的纳米蒙脱土和纳米碳酸钙；

所述有机改性剂为硅烷偶联剂，或钛酸酯偶联剂，或甲基丙烯酸，或丙烯酸；

所述硫化活性剂为重量比为1∶1～3的氧化锌和硬脂酸；

所述过氧化物为过氧化二异丙苯。

作为纳米复合乙丙橡胶电缆材料的进一步改进，所述的纳米蒙脱土为层间距为0.9～1.2nm、阳离子交换能力为60～110meq/100g的层状硅酸盐；所述的纳米碳酸钙的粒径为10～100nm；所述的三元乙丙橡胶的第三单体为亚乙基降冰片烯，其乙烯含量为73％、门尼粘度于125℃时为60；所述的无机金属氢氧化物为氢氧化镁，或氢氧化铝；所述的防老剂为重量比为3∶1～3的2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体和2-巯基苯并咪唑。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述纳米复合乙丙橡胶电缆材料的制备方法的完成步骤如下：

步骤1，按照各原料间的重量配比，将相应重量的三元乙丙橡胶、纳米复配物、有机改性剂、无机金属氢氧化物、防老剂、硫化活性剂和过氧化物依次加入开炼机或密炼机中，于40～130℃下混炼6～35min，得到混炼胶；

步骤2，将混炼胶置于平板硫化机上，于140～200℃下硫化5～40min，制得纳米复合乙丙橡胶电缆材料。

相对于现有技术的有益效果是，其一，对制得的产物按照《硫化橡胶或热塑性橡胶-拉伸应力应变性能的测定》(GB/T 528-1998)、《橡胶燃烧性能的测定氧指数法》(GB 10707-89)和《硫化橡胶或热塑性橡胶 热应力加速老化和耐热试验》(GB/T 3512-2001)的国家标准进行相应的测试，其结果如表1所示：

表1