一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括：将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯进行混炼得到一次混炼胶；在一次混炼胶中加入蒙脱土、纳米氮化铝、硫酸钡和预分散酚醛中空微球，混炼1?5min，加入5,5’?二甲基?5,10?二氢吖啶、N?(1,3?二甲基丁基)?N'?苯基对苯二胺、防老剂2246、N?苯基?2?萘胺、聚丁基双酚?A、三(壬基苯基)亚磷酸酯、歧化松香酸钾皂、维生素C和季戊四醇，混炼2?5min，加入硬脂酸、增塑剂TP?759、丁基硫醇锡、酚醛树脂、二水合氯化亚锡、十八烷基胺和促进剂混炼3?8min，薄通得到二次混炼胶；将二次混炼胶硫化得到。
【专利说明】
一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，其主要聚合物链是完全饱和的，具有可以抵抗热、光、氧气的性质，另外，其本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性，是电缆护套常用的橡胶材料之一。随着社会的发展，人们对电缆的性能提出了更高的要求，对其所用的电缆护套材料的质量和数量也提出了更高的要求。但是现有的三元乙丙橡胶电缆护套材料其耐热性仍不是很理想，且强度较低，在使用的过程中存在易发生老化的现象，从而限制了其使用范围。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其步骤简单，条件温和，得到的改性三元乙丙橡胶电缆护套材料强度高，耐老化性好，能满足舰船、石油平台等多领域的使用要求。
[0004]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0005]S1、按重量份将50-75份三元乙丙橡胶、15-35份氯丁橡胶、10-15份聚丙烯和2-5份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为35-45 0C，混炼的时间为3-8min;
[0006]S2、将混炼机的温度设置为55-75°C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入5_15份蒙脱土、3-15份纳米氮化铝、5-20份硫酸钡和5-20份预分散酚醛中空微球，混炼1-5min，然后加入0.3-1.5份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、0.5-1.5份N_( I，3-二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺、0.2-1.5份防老剂2246、0.5-1.5份N-苯基-2-萘胺、0.1-0.5份聚丁基双酚-A、0.1-0.5份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.2-1份歧化松香酸钾皂、0.5-1.5份维生素C和2-5份季戊四醇，混炼2-5min，调节温度为80-95 °C后依次加入0.5-1.5份硬脂酸、0.5_3份增塑剂TP-759、0.1-0.5份丁基硫醇锡、1-2份酚醛树脂、0.1_1份二水合氯化亚锡、0.5_2份十八烷基胺和0.5-1.5份促进剂混炼3-8min，然后薄通3_8次得到二次混炼胶；
[0007]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为130-145Γ，一段硫化的时间为5-15min，一段硫化的压力为8-13MPa，二段硫化的温度为150-170°C，二段硫化的时间为10-25min，二段硫化的压力为12-15MPa。
[0008]优选地，在SI中，在混炼过程中，双辊开炼机的辊距为2.5-3.5mm。
[0009]优选地，在SI中，三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯的重量比为 55-70: 20-30:12-15:3.2-4o
[0010]优选地，在S2中，将一次混炼胶加入混炼机混炼之前还包括将一次混炼胶在室温下停放15-24h。
[0011]优选地，在S2中，蒙脱土、纳米氮化铝、硫酸钡和预分散酚醛中空微球的重量比为7-12:6-11:10-16:9-17。
[0012]优选地，在S2中，5，5 ’ -二甲基-5，I O-二氢吖啶、N- (I，3_ 二甲基丁基)-N ’ -苯基对苯二胺、防老剂2246、N-苯基-2-萘胺、聚丁基双酚-A、三(壬基苯基)亚磷酸酯、歧化松香酸钾皂、维生素C和季戊四醇的重量比为0.8-1.2:0.7-1.1:0.8-1.3:0.8-1.2:0.32-0.4:0.25-0.4:0.7-1:0.8-1.3:2.8-40
[0013]优选地，在S2中，酚醛树脂、二水合氯化亚锡、十八烷基胺和促进剂的重量比为1.2-1.8:0.35-7:0.9-1.7:0.8-1.2 ο
[0014]优选地，所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0015]S1、按重量份将60份三元乙丙橡胶、25份氯丁橡胶、15份聚丙烯和3.8份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为40°C，混炼的时间为5min;
[0016]S2、将混炼机的温度设置为700C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入12份蒙脱土、10份纳米氮化铝、10份硫酸钡和11份预分散酚醛中空微球，混炼3.2min，然后加入I份5，5’-二甲基-5，10-二氢吖啶、0.8份N-(I，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1.1份防老剂2246、0.9份N-苯基-2-萘胺、0.35份聚丁基双酚-A、0.32份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.85份歧化松香酸钾皂、I份维生素C和3份季戊四醇，混炼3min，调节温度为85°C后依次加入1.2份硬脂酸、2份增塑剂TP-759、0.35份丁基硫醇锡、1.6份酚醛树脂、0.65份二水合氯化亚锡、1.2份十八烷基胺和0.9份促进剂混炼6min，然后薄通5次得到二次混炼胶；
[0017]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为140°C，一段硫化的时间为12.5miη，一段硫化的压力为I OMPa，二段硫化的温度为155 °C，二段硫化的时间为15miη，二段硫化的压力为13MPa。
[0018]在改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法中，首先选择了三元乙丙橡胶为主料，并加入了氯丁橡胶和聚丙烯对其进行改性，并通过加入适量的马来酸酐接枝聚丙烯以及将三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和聚丙烯进行单独混炼，使三元乙丙橡胶、氯丁橡胶和聚丙烯实现了良好的相容性，使三者发挥性能协同性，赋予得到的三元乙丙橡胶电缆护套材料优异的耐老化性、冲击韧性、耐油性、耐燃性和耐低温屈挠等性能，同时，提高了护套材料的密度，改善了护套材料的拉伸强度和硬度;之后加入蒙脱土、纳米氮化铝、硫酸钡和预分散酚醛中空微球作为填料体系，使其在体系中实现了均匀分散，提高了护套材料的耐热性、耐水性、耐老化性和机械强度;将维生素C作为防老剂加入体系中，降低了护套材料的着色性，并使更多的维生素C保留在护套材料中，与5，5’_二甲基-5，10-二氢吖啶、N-(l，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、防老剂2246、N-苯基-2-萘胺、聚丁基双酚-A、三(壬基苯基)亚磷酸酯、歧化松香酸钾皂和季戊四醇配合后，存在着优异的协同效应，显著提高了护套材料的抗热老化性、耐候性能、抗黄变性能、加工稳定性能;在加入硫化剂之前加入了丁基硫醇锡，提高了硫化过程的稳定性；以酚醛树脂、二水合氯化亚锡、十八烷基胺作为硫化剂，与促进剂配合作为硫化体系，实现了共混物的同步硫化，使共混物的正硫化时间、最低扭矩和最高扭矩增大，同时缩短了焦烧时间，提高了护套材料的耐热老化性能和耐油性能，同时使体系产生了充分交联，使护套材料的拉伸强度和断裂伸长率实现了平衡;根据硫化的特点，将硫化分为两段硫化，同时调控了硫化的温度、时间和压力，保证橡胶分子交联的前提下防止橡胶分子链过多断裂而引起的软化现象。
【具体实施方式】
[0019]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0020]实施例1
[0021]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0022]S1、按重量份将75份三元乙丙橡胶、15份氯丁橡胶、15份聚丙烯和2份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为45°C，混炼的时间为3min;
[0023]S2、将混炼机的温度设置为55°C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入15份蒙脱土、3份纳米氮化铝、20份硫酸钡和5份预分散酚醛中空微球，混炼lmin，然后加入1.5份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、0.5份N-( I，3-二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺、I.5份防老剂
2246,0.5份N-苯基-2-萘胺、0.5份聚丁基双酚-A、0.1份三(壬基苯基)亚磷酸酯、I份歧化松香酸钾皂、0.5份维生素C和5份季戊四醇，混炼2min，调节温度为95 °C后依次加入0.5份硬脂酸、3份增塑剂TP-759、0.1份丁基硫醇锡、2份酚醛树脂、0.1份二水合氯化亚锡、2份十八烷基胺和0.5份促进剂混炼Smin，然后薄通3次得到二次混炼胶；
[0024]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为145°C，一段硫化的时间为5min，一段硫化的压力为13MPa，二段硫化的温度为150°C，二段硫化的时间为25min，二段硫化的压力为12MPa。
[0025]实施例2
[0026]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0027]S1、按重量份将50份三元乙丙橡胶、35份氯丁橡胶、10份聚丙烯和5份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为35°C，混炼的时间为8min;
[0028]S2、将混炼机的温度设置为75°C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入5份蒙脱土、15份纳米氮化铝、5份硫酸钡和20份预分散酚醛中空微球，混炼5min，然后加入0.3份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、1.5份N-( I，3-二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺、0.2份防老剂2246、1.5份N-苯基-2-萘胺、0.1份聚丁基双酚-A、0.5份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.2份歧化松香酸钾皂、1.5份维生素C和2份季戊四醇，混炼5min，调节温度为80°C后依次加入1.5份硬脂酸、0.5份增塑剂TP-759、0.5份丁基硫醇锡、I份酚醛树脂、I份二水合氯化亚锡、0.5份十八烷基胺和I.5份促进剂混炼3min，然后薄通8次得到二次混炼胶；
[0029]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为130°C，一段硫化的时间为15min，一段硫化的压力为8MPa，二段硫化的温度为170°C，二段硫化的时间为1min，二段硫化的压力为15MPa。
[0030]实施例3
[0031]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0032]S1、按重量份将55份三元乙丙橡胶、30份氯丁橡胶、12份聚丙烯和4份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，在混炼过程中，混炼的温度为380C，混炼的时间为7min，双辊开炼机的辊距为3.5mm;
[0033]S2、按重量份将100份一次混炼胶在室温下停放15h，然后加入温度为72°C的混炼机中，然后加入12份蒙脱土、6份纳米氮化铝、16份硫酸钡和9份预分散酚醛中空微球，混炼4min，然后加入0.8份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、1.1份N_( I，3-二甲基丁基)_N ’ -苯基对苯二胺、0.8份防老剂2246、1.2份N-苯基-2-萘胺、0.32份聚丁基双酚_A、0.4份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.7份歧化松香酸钾皂、1.3份维生素C和2.8份季戊四醇，混炼4min，调节温度为85 °C后依次加入1.2份硬脂酸、I份增塑剂TP-759、0.4份丁基硫醇锡、1.2份酚醛树脂、0.7份二水合氯化亚锡、0.9份十八烷基胺和1.2份促进剂混炼4min，然后薄通7次得到二次混炼胶；
[0034]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为136°C，一段硫化的时间为13min，一段硫化的压力为9MPa，二段硫化的温度为166°C，二段硫化的时间为12min，二段硫化的压力为14.2MPa。
[0035]实施例4
[0036]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0037]S1、按重量份将70份三元乙丙橡胶、20份氯丁橡胶、15份聚丙烯和3.2份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，在混炼过程中，混炼的温度为430C，混炼的时间为4min，双辊开炼机的辊距为2.5mm;
[0038]S2、按重量份将100份一次混炼胶在室温下停放24h，然后加入温度为60°C的混炼机的中，然后加入7份蒙脱土、11份纳米氮化铝、10份硫酸钡和17份预分散酚醛中空微球，混炼2.5min，然后加入1.2份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、0.7份N_( I，3-二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺、1.3份防老剂2246、0.8份N-苯基-2-萘胺、0.4份聚丁基双酚-A、0.25份三(壬基苯基)亚磷酸酯、I份歧化松香酸钾皂、0.8份维生素C和4份季戊四醇，混炼3min，调节温度为920C后依次加入0.65份硬脂酸、1.8份增塑剂TP-759、0.32份丁基硫醇锡、1.8份酚醛树脂、0.35份二水合氯化亚锡、1.7份十八烷基胺和0.8份促进剂混炼7min，然后薄通4次得到二次混炼胶；
[0039]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为142°C，一段硫化的时间为8min，一段硫化的压力为12MPa，二段硫化的温度为153°C，二段硫化的时间为18min，二段硫化的压力为13MPa。
[0040]实施例5
[0041]本发明提出的一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤:
[0042]S1、按重量份将60份三元乙丙橡胶、25份氯丁橡胶、15份聚丙烯和3.8份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，在混炼过程中，混炼的温度为400C，混炼的时间为5min，双辊开炼机的辊距为3mm;
[0043]S2、按重量份将100份一次混炼胶在室温下停放20h，然后加入温度为70°C的混炼机中，然后加入12份蒙脱土、10份纳米氮化铝、10份硫酸钡和11份预分散酚醛中空微球，混炼3.2min，然后加入I份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、0.8份N_( I，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1.1份防老剂2246、0.9份N-苯基-2-萘胺、0.35份聚丁基双酚_A、0.32份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.85份歧化松香酸钾皂、I份维生素C和3份季戊四醇，混炼3min，调节温度为85 0C后依次加入1.2份硬脂酸、2份增塑剂TP-759、0.35份丁基硫醇锡、1.6份酚醛树脂、
0.65份二水合氯化亚锡、1.2份十八烷基胺和0.9份促进剂混炼6min，然后薄通5次得到二次混炼胶；
[0044]S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为140°C，一段硫化的时间为
12.5miη，一段硫化的压力为I OMPa，二段硫化的温度为155 °C，二段硫化的时间为15miη，二段硫化的压力为13MPa。
[0045]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。
【主权项】
1.一种改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、按重量份将50-75份二兀乙丙橡胶、15-35份氯丁橡胶、10-15份聚丙稀和2-5份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为.35-450C，混炼的时间为3-8min; S2、将混炼机的温度设置为55-75°C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入5-15份蒙脱土、3-15份纳米氮化铝、5-20份硫酸钡和5-20份预分散酚醛中空微球，混炼l_5min，然后加入0.3-1.5份5，5 ’ -二甲基-5，10-二氢吖啶、0.5_1.5份N_( I，3-二甲基丁基)-N ’ -苯基对苯二胺、0.2-1.5份防老剂2246、0.5-1.5份N-苯基-2-萘胺、0.1-0.5份聚丁基双酚-A、.0.1-0.5份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.2-1份歧化松香酸钾皂、0.5-1.5份维生素C和2-5份季戊四醇，混炼2-5min，调节温度为80-95°C后依次加入0.5-1.5份硬脂酸、0.5_3份增塑剂TP-.759、0.1_0.5份丁基硫醇锡、1_2份酸酸树脂、0.1-1份二水合氣化亚锡、0.5_2份十八烧基胺和0.5-1.5份促进剂混炼3-8min，然后薄通3_8次得到二次混炼胶； S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料;其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为130-145Γ，一段硫化的时间为.5-15min，一段硫化的压力为8-13MPa，二段硫化的温度为150-170°C，二段硫化的时间为10-.25min，二段硫化的压力为12-15MPa。2.根据权利要求1所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在SI中，在混炼过程中，双辊开炼机的辊距为2.5-3.5_。3.根据权利要求1或2所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在SI中，三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯的重量比为55-70:20-30:.12-15:3.2-4。4.根据权利要求1-3中任一项所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在S2中，将一次混炼胶加入混炼机混炼之前还包括将一次混炼胶在室温下停放15-.24h05.根据权利要求1-4中任一项所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在S2中，蒙脱土、纳米氮化铝、硫酸钡和预分散酚醛中空微球的重量比为7-12:6-.11:10-16:9-17。6.根据权利要求1-5中任一项所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在S2中，5，5’_二甲基-5,10-二氢吖啶、N-(l ,3-二甲基丁基)-N’_苯基对苯二胺、防老剂2246、N-苯基-2-萘胺、聚丁基双酚-A、三(壬基苯基)亚磷酸酯、歧化松香酸钾皂、维生素 C 和季戊四醇的重量比为0.8-1.2:0.7-1.1:0.8-1.3:0.8-1.2:0.32-0.4:0.25-0.4:0.7-.1:0.8—1.3:2.8—4o7.根据权利要求1-6中任一项所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，在S2中，酚醛树脂、二水合氯化亚锡、十八烷基胺和促进剂的重量比为1.2-1.8:.0.35-0.7:0.9-1.7:0.8-1.2ο8.根据权利要求1-7中任一项所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、按重量份将60份三元乙丙橡胶、25份氯丁橡胶、15份聚丙烯和3.8份马来酸酐接枝聚丙烯加入双辊开炼机中进行混炼，排胶后得到一次混炼胶，其中，混炼的温度为40°C，混炼的时间为5min; S2、将混炼机的温度设置为70°C，按重量份加入100份一次混炼胶，然后加入12份蒙脱土、10份纳米氮化铝、10份硫酸钡和11份预分散酚醛中空微球，混炼3.2min，然后加入I份5，.5’-二甲基-5，10-二氢吖啶、0.8份N-( I，3_二甲基丁基)-N’_苯基对苯二胺、1.1份防老剂.2246,0.9份N-苯基-2-萘胺、0.35份聚丁基双酚_A、0.32份三(壬基苯基)亚磷酸酯、0.85份歧化松香酸钾皂、I份维生素C和3份季戊四醇，混炼3min，调节温度为85°C后依次加入1.2份硬脂酸、2份增塑剂TP-759、0.35份丁基硫醇锡、1.6份酚醛树脂、0.65份二水合氯化亚锡、.1.2份十八烷基胺和0.9份促进剂混炼6min，然后薄通5次得到二次混炼胶； S3、将二次混炼胶放入平板硫化机中进行硫化得到所述改性三元乙丙橡胶电缆护套材料；其中，所述硫化分为两段硫化，其中，一段硫化的温度为140°C，一段硫化的时间为.12.5miη，一段硫化的压力为I OMPa，二段硫化的温度为155 °C，二段硫化的时间为15miη，二段硫化的压力为13MPa。
【文档编号】C08K5/053GK105881766SQ201610280872
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】肖文, 张传明, 王社峰, 王岳嵩, 叶宇, 宋渊, 盛招军, 盛茂
【申请人】安徽华宇电缆集团有限公司