一種耐低溫高絕緣電纜用橡膠混合物及其製備方法與流程
2024-04-13 20:52:05
1.本發明涉及絕緣電纜技術領域，尤其涉及一種耐低溫高絕緣電纜用橡膠混合物及其製備方法。
背景技術：
2.電線電纜用以傳輸電能，信息和實現電磁能轉換的線材產品。一般為由下列部分組成的集合體；一根或多根絕緣線芯，以及它們各自可能具有的包覆層，總保護層及外護層，電纜亦可有附加的沒有絕緣的導體，電纜的包覆層一般是由橡膠等材質製備所得，而現有的橡膠混合物應用於電纜製作時存在不耐用的問題。
技術實現要素：
3.本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種耐低溫高絕緣電纜用橡膠混合物及其製備方法。
4.為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案：
5.一種耐低溫高絕緣電纜用橡膠混合物，包括以下重量份數的原料：聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4-6份、丁苯膠乳10-15份、環氧大豆油3-5份、鄰苯二甲酸二甲酯3-9份、碳纖維8-10份、改性納米二氧化矽3-8份、增塑劑5-15份、阻燃劑10-40份、抗氧化劑4-8份。
6.優選的，包括以下重量份數的原料：聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4.2-5.8份、丁苯膠乳11-14份、環氧大豆油3.5-4.5份、鄰苯二甲酸二甲酯4-8份、碳纖維8.1-9.5份、改性納米二氧化矽3.5-7.5份、增塑劑6-14份、阻燃劑15-35份、抗氧化劑5-7份。
7.優選的，包括以下重量份數的原料：聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠5份、丁苯膠乳12.5份、環氧大豆油4份、鄰苯二甲酸二甲酯6份、碳纖維9份、改性納米二氧化矽5.5份、增塑劑10份、阻燃劑25份、抗氧化劑6份。
8.優選的，包括以下重量份數的原料：聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4.9-5.1份、丁苯膠乳12-13份、環氧大豆油3.9-4.1份、鄰苯二甲酸二甲酯5.5-6.5份、碳纖維8.8-9.2份、改性納米二氧化矽5-6份、增塑劑9-11份、阻燃劑24-26份、抗氧化劑5.8-6.2份。
9.優選的，所述改性納米二氧化矽是由二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽。
10.優選的，所述矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的0.1％-50％。
11.優選的，所述抗氧化劑為：抗氧化劑1010、抗氧化劑1076、抗氧化劑tnp中的一種。
12.優選的，所述阻燃劑為三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅以及複合阻燃劑sfr-3b中的一種或者多種。
13.上述耐低溫高絕緣電纜用橡膠混合物的製備方法，包括以下步驟：
14.步驟1：按照重量份數稱取各組分；
15.步驟2：將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱並充分混合，得到膠狀物；
16.步驟3：將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳
纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉15-20分鐘，得到混合物料；
17.步驟4：將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
18.優選的，步驟2中，加熱溫度為150-200℃。
19.本發明中通過添加聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳作為主要材料，保證製備所得的橡膠混合物延展性和耐磨性優良，還添加有改性納米二氧化矽和碳纖維，增加了橡膠混合物的使用強度，應用於電纜的製備中，製備所得的電纜使用年限長，耐低溫性能和絕緣性能更佳，不易破損。
具體實施方式
20.下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
21.實施例1
22.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4份、丁苯膠乳10份、環氧大豆油3份、鄰苯二甲酸二甲酯3份、碳纖維8份、改性納米二氧化矽3份、增塑劑5份、阻燃劑10份、抗氧化劑4份；
23.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的0.1％；
24.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至150℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉15分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
25.實施例2
26.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠6份、丁苯膠乳15份、環氧大豆油5份、鄰苯二甲酸二甲酯9份、碳纖維10份、改性納米二氧化矽8份、增塑劑15份、阻燃劑40份、抗氧化劑8份；
27.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的50％；
28.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至200℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉20分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
29.實施例3
30.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4.2份、丁苯膠乳11份、環氧大豆油3.5份、鄰苯二甲酸二甲酯4份、碳纖維8.1份、改性納米二氧化矽3.5份、增塑劑6份、阻燃劑15份、抗氧化劑5份；
31.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的0.1％；
32.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至150℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉15分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機
器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
33.實施例4
34.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠5.8份、丁苯膠乳14份、環氧大豆油4.5份、鄰苯二甲酸二甲酯8份、碳纖維9.5份、改性納米二氧化矽7.5份、增塑劑14份、阻燃劑35份、抗氧化劑7份；
35.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的50％；
36.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至200℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉20分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
37.實施例5
38.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠5份、丁苯膠乳12.5份、環氧大豆油4份、鄰苯二甲酸二甲酯6份、碳纖維9份、改性納米二氧化矽5.5份、增塑劑10份、阻燃劑25份、抗氧化劑6份；
39.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的25％；
40.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至174℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉17分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
41.實施例6
42.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠5.1份、丁苯膠乳13份、環氧大豆油4.1份、鄰苯二甲酸二甲酯6.5份、碳纖維9.2份、改性納米二氧化矽6份、增塑劑11份、阻燃劑26份、抗氧化劑6.2份；
43.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的40％；
44.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至180℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉19分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
45.實施例7
46.稱取聚乙烯樹脂100份、丁腈橡膠4.9份、丁苯膠乳12份、環氧大豆油3.9份、鄰苯二甲酸二甲酯5.5份、碳纖維8.8份、改性納米二氧化矽5份、增塑劑9份、阻燃劑24份、抗氧化劑5.8份；
47.將二氧化矽經矽烷偶聯劑通過表面官能團化處理製成具有反應型的改性納米二氧化矽，矽烷偶聯劑為納米二氧化矽質量的5％；
48.將聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳加熱至160℃並充分混合，得到膠狀物；將環氧大豆油、鄰苯二甲酸二甲酯、改性納米二氧化矽、增塑劑、阻燃劑、碳纖維和抗氧化劑倒入
步驟1所得的膠狀物中，在常溫下混煉16分鐘，得到混合物料；將混合物料使用物料碾壓機器進行碾壓，碾壓至塊狀後通過雙螺杆擠出機進行共混擠出，擠出成粒狀。
49.聚乙烯樹脂是乙烯經聚合製得的一種熱塑性樹脂，無臭，無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良。
50.丁腈橡膠是由丙烯腈與丁二烯單體聚合而成的共聚物，主要採用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。
51.丁苯膠乳是以丁二烯和苯乙烯經低溫聚合而成的穩定乳液。
52.本發明中通過添加聚乙烯樹脂、丁腈橡膠和丁苯膠乳作為主要材料，保證製備所得的橡膠混合物延展性和耐磨性優良，還添加有改性納米二氧化矽和碳纖維，增加了橡膠混合物的使用強度，應用於電纜的製備中，製備所得的電纜使用年限長，耐低溫性能和絕緣性能更佳，不易破損。
53.以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。