一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括：氯化丁基橡胶：4-9份，氯磺化聚乙烯：15-20份，二甲基二硫代氨基甲酸锌：0.3-0.8份，二硫化二苯并噻唑：0.4-0.9份，活性剂氧化锌：1.5-2.4份，硬脂酸：1.5-2.5份，二丁基二硫代氨基甲酸镍：0.5-1份，氯化石蜡：0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇：0.3-0.8份，古马隆：0.3-0.9份，硼酸锌：1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯：2.5-3份，补强剂高耐磨炭黑：5.0-6.5份，填充剂超细滑石粉：2.5-3.5份，填充剂碳酸钙：2-3份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。本发明还公开了一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料的制备方法。本发明中，所述电缆用护套材料机械性能好，拉伸强度高，撕裂强度及耐磨性能好，耐老化性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
【专利说明】一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆护套【技术领域】，尤其涉及一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电力电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高，电力电缆用于传输和分配电能的电缆，常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。电力电缆的保护铅皮在敷设时被损坏或在运行中电缆绝缘受机械损伤，电力电缆最外层一般为橡胶或橡胶合成套，这一层的作用一是绝缘，同时也起保护电缆不受伤害的作用，拉伸强度高、耐撕裂性能优异、物理机械性能好的电力电缆护套材料成为电力电缆行业的需求。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料及其制备方法，所述护套材料所述电缆用护套材料的耐电绝缘性能好，拉伸强度高，物理机械性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
[0004]本发明提出的一种高强耐撕裂电力电缆护套材料，其原料按重量份包括:
[0005]氯化丁基橡胶:4-9份，氯磺化聚乙烯:15-20份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.3-0.8份，二硫化二苯并噻唑:0.4-0.9份，活性剂氧化锌:1.5-2.4份，硬脂酸:1.5-2.5份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.5-1份，氯化石蜡:0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇:0.3-0.8份，古马隆:0.3-0.9份，硼酸锌:1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯:2.5-3份，补强剂高耐磨炭黑:5.0-6.5份，填充剂超细滑石粉:2.5-3.5份，填充剂碳酸钙:2_3份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。
[0006]在【具体实施方式】中，氯化丁基橡胶的重量份可以为4.2、5、5.5、6、7、7.5、8、8.9，氯磺化聚乙烯的重量份可以为15.5、16、17、17.3、18、19、19.6，二甲基二硫代氨基甲酸锌的重量份可以为0.32,0.44,0.5,0.6,0.65,0.7,0.78，二硫化二苯并噻唑的重量份可以为0.45,0.5,0.6,0.65,0.8,0.88,0.89，活性剂氧化锌的重量份可以为 1.6,1.7,1.9、2、2.1、
2.2,2.3,2.35，硬脂酸的重量份可以为1.6,1.7,2.2,2.1,2.3,2.4，二丁基二硫代氨基甲酸镍的重量份可以为0.52,0.6,0.7,0.73,0.8,0.89，氯化石蜡的重量份可以为0.54,0.6、
0.62,0.7,0.8,0.9，表面活化剂聚乙二醇的重量份可以为0.4,0.5,0.6,0.65,0.7,0.8，古马隆的重量份可以为0.32,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8，硼酸锌的重量份可以为1.52,1.6、
1.62,1.75,1.8,1.9,1.98，邻苯二甲酸二辛酯的重量份可以为2.5,2.6,2.7,2.8,2.9，补强剂高耐磨炭黑的重量份可以为5.2,5.5,5.8,6.0,6.2,6.4，填充剂超细滑石粉的重量份可以为 2.6、2.7、2.9、3、3.1、3.3、3.4，填充剂碳酸钙的重量份可以为 2.1,2.2,2.4,2.5,2.7、
2.9 ;氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。
[0007]优选地，氯化丁基橡胶:氯磺化聚乙烯的重量比为1: (3-4)。
[0008]优选地，二甲基二硫代氨基甲酸锌:活性剂氧化锌:硬脂酸的重量比为1:(2-3):(3-5)。
[0009]优选地，二甲基二硫代氨基甲酸锌与二硫化二苯并噻唑的重量比为(2-4): (2-3)。
[0010]优选地，所述填充剂超细滑石粉的粒径为24-40微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
[0011]优选地，其原料按重量份包括:
[0012]氯化丁基橡胶:5-7份，氯磺化聚乙烯:16-18份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.5-0.6份，二硫化二苯并噻唑:0.5-0.7份，活性剂氧化锌:1.8-2.2份，硬脂酸:2.1-2.4份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.6-0.8份，氯化石蜡:0.7-0.9份，表面活化剂聚乙二醇:
0.5-0.7份，古马隆:0.4-0.6份，硼酸锌:1.6-1.8份，邻苯二甲酸二辛酯:2.6-2.9份，补强剂高耐磨炭黑:5.5-6.1份，填充剂超细滑石粉:3.1-3.4份，填充剂碳酸钙:2.5-2.8份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。
[0013]本发明还公开了一种根据上述高强耐撕裂电力电缆用护套材料的制备方法，包括如下步骤:
[0014]S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0015]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼8-11分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼9-13分钟；
[0016]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为105-115摄氏度，混炼时间为20-60秒；
[0017]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为7-11分钟。
[0018]本发明中，通过添加氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯混合使用，可显著增强护套材料的物理机械性能、耐老化性能及耐电绝缘性能，使用二甲基二硫代氨基甲酸锌与二硫化二苯并噻唑共用具有更高的硫化活性，配合使用硬脂酸及活性剂氧化锌，可较明显的增加护套材料的硬度及机械强度，使用高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙作为补强填充体系，可大大改善护套材料的拉伸强度、撕裂强度及耐磨性能。本发明中，所述电力电缆用护套材料耐电绝缘性能好，拉伸强度高，物理机械性能优异，制备过程简单，生产成本较低。
【具体实施方式】
[0019]本发明提出的一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:4-9份，氯磺化聚乙烯:15-20份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.3-0.8份，二硫化二苯并噻唑:0.4-0.9份，活性剂氧化锌:1.5-2.4份，硬脂酸:1.5-2.5份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.5-1份，氯化石蜡:0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇:0.3-0.8份，古马隆:
0.3-0.9份，硼酸锌:1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯:2.5-3份，补强剂高耐磨炭黑:5.0-6.5份，填充剂超细滑石粉:2.5-3.5份，填充剂碳酸钙:2-3份；氯化丁基橡胶中氯含量为
1.1-1.3%。
[0020]上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0021 ] S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0022]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼8-11分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼9-13分钟；
[0023]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为105-115摄氏度，混炼时间为20-60秒；
[0024]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为7-11分钟。
[0025]实施例1
[0026]一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:5.5份，氯磺化聚乙烯:19.6份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.32份，二硫化二苯并噻唑:0.88份，活性剂氧化锌:1.6份，硬脂酸:2.4份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.52份，氯化石蜡:0.54份，表面活化剂聚乙二醇:0.8份，古马隆:0.32份，硼酸锌:1.75份，邻苯二甲酸二辛酯:2.9份，补强剂高耐磨炭黑:5.8份，填充剂超细滑石粉:2.6份，填充剂碳酸钙:2.4份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.15%。
[0027]本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0028]S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0029]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼10分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼12分钟；
[0030]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为108摄氏度，混炼时间为50秒；
[0031]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100摄氏度，轧片时间为11分钟。
[0032]实施例2
[0033]一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:7.5份，氯磺化聚乙烯:17.3份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.65份，二硫化二苯并噻唑:0.65份，活性剂氧化锌:2.1份，硬脂酸:2.2份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.73份，氯化石蜡:
0.7份，表面活化剂聚乙二醇:0.6份，古马隆:0.6份，硼酸锌:1.52份，邻苯二甲酸二辛酯:
2.9份，补强剂高耐磨炭黑:5.2份，填充剂超细滑石粉:2.7份，填充剂碳酸钙:2.9份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1%。
[0034]本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0035]S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0036]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼8分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼13分钟；
[0037]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为115摄氏度，混炼时间为20秒；
[0038]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为115摄氏度，轧片时间为11分钟。
[0039]实施例3
[0040]一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:8.9份，氯磺化聚乙烯:15.5份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.78份，二硫化二苯并噻唑:0.45份，活性剂氧化锌:2.35份，硬脂酸:1.6份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.89份，氯化石蜡:
0.9份，表面活化剂聚乙二醇:0.32份，古马隆:0.8份，硼酸锌:1.98份，邻苯二甲酸二辛酯:2.5份，补强剂高耐磨炭黑:6.4份，填充剂超细滑石粉:2.5-3.5份，填充剂碳酸钙:2_3份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.3%。
[0041]本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0042]S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0043]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼11分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼9分钟；
[0044]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为105摄氏度，混炼时间为60秒；
[0045]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为110摄氏度，轧片时间为8分钟。
[0046]实施例4
[0047]一种高强耐撕裂电力电缆用护套材料，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:6份，氯磺化聚乙烯:17份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.55份，二硫化二苯并噻唑:0.6份，活性剂氧化锌:2.1份，硬脂酸:2.3份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.7份，氯化石蜡:0.8份，表面活化剂聚乙二醇:0.6份，古马隆:0.5份，硼酸锌:1.7份，邻苯二甲酸二辛酯:2.8份，补强剂高耐磨炭黑:5.6份，填充剂超细滑石粉:3.3份，填充剂碳酸钙:2.7份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.25%。
[0048]本实施例中，上述电缆用护套材料的制备方法包括如下步骤:
[0049]S1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙；
[0050]S2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼10分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼10分钟；
[0051]S3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为112摄氏度，混炼时间为40秒；
[0052]S4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为105摄氏度，轧片时间为10分钟。
[0053]将上述实施例1-4所述高强耐撕裂电力电缆用护套材料进行性能测试，其中，老化后抗拉强度的老化条件:烘箱中烘烤168h，烘箱温度为120±2摄氏度；老化后的断裂伸长率是指老化前的最小百分比；浸油后抗拉强度是指浸油前的最小百分比，浸油老化条件为:浸油时间为24h，浸油温度为120±2摄氏度；热延伸测试中，处理温度为200±3摄氏度，处理时间为15min，机械应力为20N/cm2 ;测试结果如下所示:
[0054]
【权利要求】
1.一种高强耐撕裂电力电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括:氯化丁基橡胶:4-9份，氯磺化聚乙烯:15-20份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.3-0.8份，二硫化二苯并噻唑:0.4-0.9份，活性剂氧化锌:1.5-2.4份，硬脂酸:1.5-2.5份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.5-1份，氯化石蜡:0.5-1份，表面活化剂聚乙二醇:0.3-0.8份，古马隆:0.3-0.9份，硼酸锌:1.5-2份，邻苯二甲酸二辛酯:2.5-3份，补强剂高耐磨炭黑:5.0-6.5份，填充剂超细滑石粉:2.5-3.5份，填充剂碳酸钙:2-3份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。
2.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，氯化丁基橡胶:氯磺化聚乙烯的重量比为1: (3-4)。
3.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，二甲基二硫代氨基甲酸锌:活性剂氧化锌:硬脂酸的重量比为1:(2-3): (3-5)。
4.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，二甲基二硫代氨基甲酸锌与二硫化二苯并噻唑的重量比为(2-4): (2-3)。
5.根据权利要求1所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，所述填充剂超细滑石粉的粒径为24-40微米，且氧化镁含量为31.88%，二氧化硅的含量可以为63.37%，水的含量为4.75%。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电力电缆用护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括: 氯化丁基橡胶:5-7份，氯磺化聚乙烯:16-18份，二甲基二硫代氨基甲酸锌:0.5-0.6份，二硫化二苯并噻 唑:0.5-0.7份，活性剂氧化锌:1.8-2.2份，硬脂酸:2.1-2.4份，二丁基二硫代氨基甲酸镍:0.6-0.8份，氯化石蜡:0.7-0.9份，表面活化剂聚乙二醇:0.5-0.7份，古马隆:0.4-0.6份，硼酸锌:1.6-1.8份，邻苯二甲酸二辛酯:2.6-2.9份，补强剂高耐磨炭黑:5.5-6.1份，填充剂超细滑石粉:3.1-3.4份，填充剂碳酸钙:2.5-2.8份；氯化丁基橡胶中氯含量为1.1-1.3%。
7.一种根据权利要求1-5中任一项所述的电力电缆用护套材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: s1、按配比称取氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、活性剂氧化锌、硬脂酸、二丁基二硫代氨基甲酸镍、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、古马隆、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙； s2、将SI中的氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯在密炼机中混炼8-11分钟，然后加入活性剂氧化锌、古马隆、硬脂酸、氯化石蜡、表面活化剂聚乙二醇、氯钼酸钾、邻苯二甲酸二辛酯、补强剂高耐磨炭黑、填充剂超细滑石粉及填充剂碳酸钙在密炼机中混炼9-13分钟； s3、将S2得到的物料中加入二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸锌进行混炼，混炼温度为105-115摄氏度，混炼时间为20-60秒； s4、将S3制备的物料送入开炼机中进行轧片散热得到高强耐撕裂电力电缆护套材料，其中开炼机温度为100-115摄氏度，轧片时间为7-11分钟。
【文档编号】C08K3/38GK104045926SQ201410022877
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】卢蛟, 卢英斌, 黄伟, 叶银珠 申请人:安徽中通电缆科技有限公司