本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料。
背景技术：
三元乙丙橡胶自问世以来，就因其优良的耐臭氧、耐天候老化和耐热老化性能以及良好的电绝缘性、耐热变形和耐化学品腐蚀等性能，相对密度小，填充量大，受到电缆工业的重视。目前，它已替代传统的丁苯、天然、丁基橡胶，在船用及移动用低、中压电缆上得到广泛的应用。随着社会的发展，人们对电缆的性能提出了更高的要求，再加上电缆材料的使用环境往往复杂多变，尤其北方地区的冬天，昼夜温差大，电缆材料要求具有耐高低温性能。现有的三元乙丙橡胶电缆材料其耐高低温性、强度和耐老化性能不是很理想，限制了其应用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其强度高、耐老化性能优异，耐高温和耐寒性好，用其制作的电缆材料综合性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶40-60份、甲基乙烯基苯基硅橡胶40-60份、乙烯-辛烯共聚物3-10份、白炭黑5-20份、云母10-35份、煅烧陶土20-50份、水滑石30-50份、硬脂酸2-5份、氧化锌3-6份、硫磺0.8-2份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1-1.7份、乙二醇0.5-2份、聚乙二醇1-2.5份、 3-氨丙基三甲氧基硅烷0.8-2份、促进剂1-3份、增塑剂3-7份、防老剂1-3.8份。
在具体实施例中，本发明所述耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料中，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的重量份可以为40、42、43、45、46、47.5、48、49、52、53、54.5、56、57.5、58、58.6、59、59.3、60份；甲基乙烯基苯基硅橡胶的重量份可以为40、42、43、45、46、47、48.5、49、49.5、51、52、53.4、55、56、56.7、57、57.6、58、58.3、59、59.4、60份；乙烯-辛烯共聚物的重量份可以为3、3.4、4、4.6、5、5.3、6、6.4、6.8、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10份；白炭黑的重量份可以为5、6、7、8、9、10、10.6、12、13、15、16、18、19、19.4、20份；云母的重量份可以为10、10.6、12、13、15、16、18、19、21、23、24.5、26、28、29.3、31、32、34.6、35份；煅烧陶土的重量份可以为20、22、23、24、25、26.3、27、28.5、29、29.4、32、34、35、36、37.5、38、39、42、43、45、46、48.5、49、49.3、50份；水滑石的重量份可以为30、32、34、35、36、38、39、42、43、45.6、46、47.5、48、48.6、49、49.4、50份；硬脂酸的重量份可以为2、2.3、2.5、3、3.4、3.8、4、4.5、4.6、5份；氧化锌的重量份可以为3、3.4、3.8、4、4.3、4.8、5、5.2、5.7、6份；硫磺的重量份可以为0.8、0.9、1、1.2、1.35、1.5、1.6、1.75、1.8、1.86、1.9、2份；双-2,4的重量份可以为1、1.05、1.2、1.26、1.3、1.38、1.4、1.46、1.5、1.53、1.6、1.67、1.7份；乙二醇的重量份可以为0.5、0.7、0.85、0.9、1、1.2、1.26、1.3、1.34、1.5、1.6、1.75、1.8、1.85、1.9、1.94、2份；聚乙二醇的重量份可以为1、1.2、1.34、1.4、1.46、1.5、1.6、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份；3-氨丙基三甲氧基硅烷的重量份可以为0.8、0.9、1、1.2、1.26、1.3、1.5、1.6、1.78、 1.9、2份；促进剂的重量份可以为1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、1.94、2、2.1、2.26、2.4、2.5、2.67、2.8、2.89、2.9、3份；增塑剂的重量份可以为3、3.4、4、4.5、4.8、5、5.3、5.7、5.9、6、6.3、6.7、7份；防老剂的重量份可以为1、1.05、1.2、1.3、1.46、1.5、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.4、2.5、2.67、2.8、2.9、3、3.4、3.5、3.67、3.7、3.8份。
优选地，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：将甘油、豆油、催化剂混合后升温进行反应，反应结束后进行冷却得到豆油单甘脂；将得到的豆油单甘脂与马来酸酐混合后，加入催化剂和异辛醇，在氮气的保护下加热进行反应，反应结束后经冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
优选地，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在30-50份甘油中加入0.005-0.01份氧化铅搅拌均匀，加入20-30份豆油，搅拌并升温至200-225℃后进行反应3-5.5h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将20-50份得到的豆油单甘脂与20-50份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.01-0.025份钛酸正丁酯和5-15份异辛醇，在氮气的保护下搅拌并升温至180-210℃后进行反应10-15h，反应结束后抽真空3-5h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
优选地，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在38-45份甘油中加入0.005-0.007份氧化铅搅拌均匀，加入22-28份豆油，搅拌并升温至208-220℃后进行反应3.5-5h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将28-45份得到的豆油单甘脂与25-45份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.015-0.02份钛酸正丁酯和7-14份异辛醇，在氮气的保护下搅拌升温至185-205℃后进行反应11-14h，反应结束后抽真空3.5-4.5h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
优选地，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在42份甘油中加入0.0058份氧化铅搅拌均匀，加入25份豆油，搅拌并升温至215℃后进行反应4.3h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将40份得到的豆油单甘脂与36份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.018份钛酸正丁酯和12份异辛醇，在氮气的保护下搅拌升温至200℃后进行反应12.6h，反应结束后抽真空4.2h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
优选地，所述促进剂为促进剂TMTD、促进剂BZ、促进剂NA-22、促进剂DM中的一种或者多种的组合。
优选地，所述防老剂为防老剂OD、防老剂ODA、防老剂AW、防老剂H中的一种或者多种的组合。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶48-56份、甲基乙烯基苯基硅橡胶45-55份、乙烯-辛烯共聚物5-7份、白炭黑9-15份、云母18-30份、煅烧陶土28-36份、水滑石39-45份、硬脂酸2.8-4.2份、氧化锌3.8-5.6份、硫磺1.1-1.8份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.2-1.5份、乙二醇0.9-1.4份、聚乙二醇1.5-2.2份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.1-1.8份、促进剂1.3-2.5份、增塑剂5-5.8份、防老剂1.9-3份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶55份、甲基乙烯基苯基硅橡胶45份、乙烯-辛烯共聚物6.2份、白炭黑13份、云母22份、煅烧陶土32份、水滑石40份、硬脂酸3.5份、氧化锌5.2份、硫磺1.6份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.45份、乙二醇1份、聚乙二醇1.6份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份、促进剂2份、增塑剂5.3份、防老剂2.6份。
本发明所述耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，可以按照常规的橡胶制备工艺，由各原料按配比进行混炼、硫化得到。
甲基乙烯基苯基硅橡胶主链由硅烷键组成，其耐高温性好，在乙烯-辛烯共聚物的辅助下，与通过马来酸酐改性得到的马来酸酐接枝三元乙丙橡胶相容性好，两者混合加入到体系中赋予电缆材料优异的耐高温性和耐寒性，同时提高了体系的体积电阻率，改善了材料的电绝缘性和耐油性；采用了硫磺、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)复合作为硫化剂，并调节了两者的含量，在促进剂的辅助下，实现了马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、甲基乙烯基苯基硅橡胶的共硫化，且硫化速度快，提高了体系的交联密度和交联程度，提高了胶料的拉伸强度、降低了电缆材料的压缩永久变形率；选择了白炭黑、云母、煅烧陶土和水滑石配合作为电缆材料的填料，改善了电缆材料的物理性能、电绝缘性能和气体阻隔性能，在白炭黑表面含有大量的羟基，酸性较强，并易于吸附极性物质如硫化剂和促进剂，易迟延硫化，为保证白炭黑在橡胶中的配合效果，加入了乙二醇和聚乙二醇配合作为白炭黑的活化剂，改善了白炭黑的补强作用；优选方式中，增塑剂的制备工艺简单，过程易于控制，且产品产率高，加入到体系中，能插入体系中的聚合物分子链之间，消弱了聚合物分子链间的引力，增大了它们之间的距离，增加了聚合物分子链移动的可能性，降低了聚合物分子链间的缠结，改善了体系的加工性能，赋予电缆材料高的柔韧性，能进一步增加马来酸酐接枝三元乙丙橡胶与甲基乙烯基苯基硅橡胶的相容性，改善体系的性能，且其能代替石油资源，保证了国家能源和经济安全，降低了环境污染。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶40份、甲基乙烯基苯基硅橡胶 60份、乙烯-辛烯共聚物10份、白炭黑5份、云母35份、煅烧陶土20份、水滑石50份、硬脂酸2份、氧化锌6份、硫磺0.8份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.7份、乙二醇0.5份、聚乙二醇2.5份、3-氨丙基三甲氧基硅烷0.8份、促进剂3份、增塑剂3份、防老剂1份。
实施例2
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶60份、甲基乙烯基苯基硅橡胶40份、乙烯-辛烯共聚物3份、白炭黑20份、云母10份、煅烧陶土50份、水滑石30份、硬脂酸5份、氧化锌3份、硫磺2份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1份、乙二醇2份、聚乙二醇1份、3-氨丙基三甲氧基硅烷2份、促进剂1份、增塑剂7份、防老剂3.8份；其中，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在30份甘油中加入0.01份氧化铅搅拌均匀，加入20份豆油，搅拌并升温至225℃后进行反应3h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将50份得到的豆油单甘脂与50份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.01份钛酸正丁酯、15份异辛醇，在氮气的保护下搅拌并升温至180℃后进行反应15h，反应结束后抽真空3h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
实施例3
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶58份、甲基乙烯基苯基硅橡胶52份、乙烯-辛烯共聚物7.5份、白炭黑13份、云母29.3份、煅烧陶土36份、水滑石45.6份、硬脂酸3.8份、氧化锌5.2份、硫磺1.6份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.46份、乙二醇1.9份、聚乙二醇2.34份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.6份、促进剂2份、增塑剂5.9份、防老剂3.5份；其中，所述增塑剂按 照以下工艺进行制备：按重量份在50份甘油中加入0.005份氧化铅搅拌均匀，加入30份豆油，搅拌并升温至200℃后进行反应5.5h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将20份得到的豆油单甘脂与20份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.025份钛酸正丁酯和5份异辛醇，在氮气的保护下搅拌并升温至210℃后进行反应10h，反应结束后抽真空5h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
实施例4
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶48份、甲基乙烯基苯基硅橡胶55份、乙烯-辛烯共聚物5份、白炭黑15份、云母18份、煅烧陶土36份、水滑石39份、硬脂酸4.2份、氧化锌3.8份、硫磺1.8份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.2份、乙二醇0.9份、聚乙二醇2.2份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.1份、促进剂2.5份、增塑剂5份、防老剂3份；其中，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在38份甘油中加入0.007份氧化铅搅拌均匀，加入22份豆油，搅拌并升温至220℃后进行反应3.5h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将45份得到的豆油单甘脂与25份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.02份钛酸正丁酯和7份异辛醇，在氮气的保护下搅拌并升温至205℃后进行反应11h，反应结束后抽真空4.5h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
实施例5
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶56份、甲基乙烯基苯基硅橡胶45份、乙烯-辛烯共聚物7份、白炭黑9份、云母30份、煅烧陶土28份、水滑 石45份、硬脂酸2.8份、氧化锌5.6份、硫磺1.1份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.5份、乙二醇1.4份、聚乙二醇1.5份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.8份、促进剂1.3份、增塑剂5.8份、防老剂1.9份；其中，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在45份甘油中加入0.005份氧化铅搅拌均匀,加入28份豆油，搅拌并升温至208℃后进行反应5h，然后置于冰水中冷却得到豆油单甘脂；按重量份将28份得到的豆油单甘脂与45份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.015份钛酸正丁酯和14份异辛醇，在氮气的保护下搅拌升温至185℃后进行反应14h，反应结束后抽真空3.5h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
实施例6
本发明提出的一种耐高低温改性三元乙丙橡胶复合电缆材料，其原料按重量份包括以下组分：马来酸酐接枝三元乙丙橡胶55份、甲基乙烯基苯基硅橡胶45份、乙烯-辛烯共聚物6.2份、白炭黑13份、云母22份、煅烧陶土32份、水滑石40份、硬脂酸3.5份、氧化锌5.2份、硫磺1.6份、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)1.45份、乙二醇1份、聚乙二醇1.6份、3-氨丙基三甲氧基硅烷1.5份、促进剂2份、增塑剂5.3份、防老剂2.6份；其中，所述增塑剂按照以下工艺进行制备：按重量份在42份甘油中加入0.0058份氧化铅搅拌均匀，加入25份豆油，搅拌并升温至215℃后进行反应4.3h，然后置于冰水中冷却后得到豆油单甘脂；按重量份将40份得到的豆油单甘脂与36份马来酸酐混合后搅拌均匀，加入0.018份钛酸正丁酯和12份异辛醇，在氮气的保护下搅拌升温至200℃后进行反应12.6h，反应结束后抽真空4.2h，然后进行冷却、洗涤、干燥得到所述增塑剂。
对本发明所述耐高低温改性三元乙丙橡胶复合材料进行性能检测，其检测 结果如下表所示：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。