一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料的制作方法

文档序号:16014313发布日期:2018-11-20 21:15阅读:134来源:国知局
本发明涉及电缆护套材料
技术领域
,尤其涉及一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料。
背景技术
目前,随着科学技术的发展,无论是工业还是人类的日常生活,均向着电气化的方向发展,电缆则在工业以及电力领域中,其地位也在逐渐升高。电缆护套是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘材料,随着电力电缆的迅速发展,对电缆保护提出的更高要求。船用电缆由于长期处在海水强腐蚀、高湿等恶劣的环境中,要求其电缆护套不仅具有较高的阻燃和机械防护性能,还要具有较强的耐腐蚀能力。技术实现要素:基于
背景技术
存在的技术问题,本发明提出了一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,具有很好的机械性能,阻燃、耐腐蚀性能,延长船用电缆的使用寿命。本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶50-60份、氯丁橡胶28-36份、氯化聚乙烯15-22份、硫磺0.8-1.5份、过氧化二异丙苯0.5-1份、氧化镁4-5份、促进剂cz0.5-1份、促进剂tmtd1-2份、白炭黑20-30份、硅藻土17-25份、改性玄武岩纤维3-7份、硅烷偶联剂1-2份、苯乙烯化苯酚0.2-0.6份、防老剂1-2份、邻苯二甲酸二辛脂2-5份、石蜡油1-2份。优选地,所述改性玄武岩纤维的制备如下:将玄武岩纤维加入到氢氧化钠溶液中,搅拌,干燥,得物料a;将碳纳米管和十二烷基硫酸钠加入到水中,超声分散,然后将其喷涂到物料a表面,干燥,得物料b;将无水乙醇和去离子水混合,搅拌,加入正硅酸乙酯,加入氨水调节ph至11,升温至60-70℃,搅拌反应4-6h,冷却,向其中加入二甲基甲酰胺,搅拌,静置24h,干燥,得物料c;将物料c加入到去离子水中,搅拌分散,加入物料b,搅拌1-2h,加入异氰酸丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌1-2h,过滤,洗涤,干燥,即得。优选地,所述改性玄武岩纤维的制备如下:将3-5份玄武岩纤维加入到10-20份的3-5%氢氧化钠溶液中,搅拌20-30min,干燥,得物料a;将2-3份碳纳米管和0.01-0.03份十二烷基硫酸钠加入到水中,超声分散1-2h,然后将其喷涂到物料a表面,干燥,得物料b;将130-140份无水乙醇和50-60份去离子水混合,搅拌20-30min,加入17-22份正硅酸乙酯,加入氨水调节ph至11,升温至60-70℃,搅拌反应4-6h,冷却,向其中加入0.5-1份二甲基甲酰胺,搅拌10-20min,静置24h,干燥,得物料c;将物料c加入到130-140份去离子水中,搅拌分散30-40min,加入物料b,搅拌1-2h,加入20-30份10%的异氰酸丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌1-2h,过滤,洗涤,干燥,即得。优选地,所述聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、氯化聚乙烯的重量比为53-57:30-33:17-20。优选地,所述硫磺、过氧化二异丙苯、氧化镁的重量比为1-1.3:0.8-1:4.1-4.5。优选地,所述防老剂为防老剂rd、防老剂405按照2-3:3-5的重量比组成的。优选地,所述硅烷偶联剂为kh550、kh570中的一种。本发明所述船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料可以按照常规的制备工艺制备而成。有益效果:发明中采用聚氨酯橡胶、氯丁橡胶为基料,其共混物具有较好的力学性能、耐热老化性能和耐化学腐蚀性能,并加入一定量的氯化聚乙烯改善共混物的耐热性、拉伸强度和撕裂强度;硫磺、过氧化二异丙苯、氧化镁相互配合,得到的硫化物具有较好的物理机械性能、拉伸强度和撕裂强度;改性玄武岩纤维具有优异的电绝缘性、阻燃性和耐腐蚀性,其改性工艺中,用碱液对玄武岩纤维表面进行腐蚀,增强其表面粗糙度,使得喷涂的碳纳米管能够很好的负载在其表面,改善玄武岩纤维的脆性行为,再利用溶胶凝胶法制备二氧化硅纳米粒子,干燥后分散到水中形成胶体,将玄武岩纤维加入其中,从而将二氧化硅纳米粒子沉积包覆在玄武岩纤维表面,增大纤维表面粗糙度,从而改善玄武岩纤维的浸润性,再将该复合材料与异氰酸丙基三乙氧基硅烷作用,在其表面接枝异氰酸根,提高该复合材料在聚氨酯复合基材中的分散性,与白炭黑、硅藻土配合作用,提高材料的机械性能、拉伸强度和耐腐蚀性;加入的苯乙烯化苯酚、防老剂、邻苯二甲酸二辛脂、石蜡油相互配合,提高材料的抗老化、耐低温等性能;本发明制备的电缆护套具有很好的机械性能,阻燃、耐腐蚀性能,延长船用电缆的使用寿命。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本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶50份、氯丁橡胶36份、氯化聚乙烯15份、硫磺1.5份、过氧化二异丙苯0.5份、氧化镁4份、促进剂cz1份、促进剂tmtd1份、白炭黑20份、硅藻土25份、改性玄武岩纤维7份、硅烷偶联剂1份、苯乙烯化苯酚0.6份、防老剂1份、邻苯二甲酸二辛脂2份、石蜡油1份。实施例2本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶60份、氯丁橡胶28份、氯化聚乙烯22份、硫磺0.8份、过氧化二异丙苯1份、氧化镁5份、促进剂cz0.5份、促进剂tmtd2份、白炭黑30份、硅藻土17份、改性玄武岩纤维3份、硅烷偶联剂2份、苯乙烯化苯酚0.2份、防老剂2份、邻苯二甲酸二辛脂5份、石蜡油2份。实施例3本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶53份、氯丁橡胶30份、氯化聚乙烯17份、硫磺1份、过氧化二异丙苯1份、氧化镁4.1份、促进剂cz0.7份、促进剂tmtd1.2份、白炭黑24份、硅藻土20份、改性玄武岩纤维4份、硅烷偶联剂kh5501.4份、苯乙烯化苯酚0.4份、防老剂1.5份、邻苯二甲酸二辛脂3份、石蜡油1.4份;其中,防老剂为防老剂rd、防老剂405按照2:3的重量比组成的;其中,改性玄武岩纤维的制备如下:将3份玄武岩纤维加入到10份的3%氢氧化钠溶液中,搅拌20min,干燥,得物料a;将2份碳纳米管和0.01份十二烷基硫酸钠加入到水中,超声分散1h,然后将其喷涂到物料a表面,干燥,得物料b;将130份无水乙醇和50份去离子水混合,搅拌20min,加入17份正硅酸乙酯,加入氨水调节ph至11,升温至60℃,搅拌反应4h,冷却,向其中加入0.5份二甲基甲酰胺,搅拌10min,静置24h,干燥,得物料c;将物料c加入到130份去离子水中,搅拌分散30min,加入物料b,搅拌1h,加入20份10%的异氰酸丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌1h,过滤,洗涤,干燥,即得。实施例4本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶57份、氯丁橡胶33份、氯化聚乙烯20份、硫磺1.3份、过氧化二异丙苯0.8份、氧化镁4.5份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd1.7份、白炭黑27份、硅藻土22份、改性玄武岩纤维6份、硅烷偶联剂kh5701.8份、苯乙烯化苯酚0.5份、防老剂1.7份、邻苯二甲酸二辛脂4.5份、石蜡油1.8份;其中,防老剂为防老剂rd、防老剂405按照3:5的重量比组成的;其中,改性玄武岩纤维的制备如下:将5份玄武岩纤维加入到20份的5%氢氧化钠溶液中,搅拌30min,干燥,得物料a;将3份碳纳米管和0.03份十二烷基硫酸钠加入到水中,超声分散2h,然后将其喷涂到物料a表面,干燥,得物料b;将140份无水乙醇和60份去离子水混合,搅拌30min,加入22份正硅酸乙酯,加入氨水调节ph至11,升温至70℃,搅拌反应6h,冷却,向其中加入1份二甲基甲酰胺,搅拌20min,静置24h,干燥,得物料c;将物料c加入到140份去离子水中,搅拌分散40min,加入物料b,搅拌2h,加入30份10%的异氰酸丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌2h,过滤,洗涤,干燥,即得。实施例5本发明提出的一种船用阻燃耐腐蚀的聚氨酯电缆护套材料,其原料按重量份包括:聚氨酯橡胶55份、氯丁橡胶32份、氯化聚乙烯18份、硫磺1.2份、过氧化二异丙苯0.8份、氧化镁4.4份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd1.5份、白炭黑25份、硅藻土23份、改性玄武岩纤维5份、硅烷偶联剂kh5501.5份、苯乙烯化苯酚0.5份、防老剂1.5份、邻苯二甲酸二辛脂4份、石蜡油1.5份;其中,防老剂为防老剂rd、防老剂405按照2.4:3.6的重量比组成的;其中,改性玄武岩纤维的制备如下:将3-5份玄武岩纤维加入到10-20份的3-5%氢氧化钠溶液中,搅拌20-30min,干燥,得物料a;将2-3份碳纳米管和0.01-0.03份十二烷基硫酸钠加入到水中,超声分散1-2h,然后将其喷涂到物料a表面,干燥,得物料b;将130-140份无水乙醇和50-60份去离子水混合,搅拌20-30min,加入17-22份正硅酸乙酯,加入氨水调节ph至11,升温至60-70℃,搅拌反应4-6h,冷却,向其中加入0.5-1份二甲基甲酰胺,搅拌10-20min,静置24h,干燥,得物料c;将物料c加入到130-140份去离子水中,搅拌分散30-40min,加入物料b,搅拌1-2h,加入20-30份10%的异氰酸丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌1-2h,过滤,洗涤,干燥,即得。对比例聚氨酯电缆护套材料的原料成分除不含有改性玄武岩纤维外,其它成分及制备方法同实施例5。将本发明实施例3-5和对比例制备的电缆护套材料放入40℃海水中30d后测试各性能,测试结果见下表。实施例3实施例4实施例5对比例拉伸强度/mpa37.732.841.222.8断裂伸长率/%470487510390拉伸强度的变化率/%-2.8-0.9-1.2-17.9伸长率的变化率/%3.51.51.25.8从表中可以看出,本发明制备的聚氨酯电缆护套材料具有优异的耐海水腐蚀性能,添加的改性玄武岩纤维对材料的拉伸强度和断裂伸长率有明显的改善作用。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。当前第1页12
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