一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶，它是由下列质量份的原料制成：生胶100，气相二氧化硅28-42,羟基硅油3-5,含氢硅油0.5-0.9,导电炭黑13-18，抗静电剂3-5。本发明的混炼胶制得的产成品具有良好的柔韧性，极大地提高了产品的使用寿命。良好抗静电效果，达到了106-107，并且达到了长时间储存、停放表面电阻率不发生变化；而且更兼具了优异的加工工艺性能和综合物理机械性能，同时满足了挤出线缆的其它必备指标要求。
【专利说明】一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶及其制备方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶加工领域，具体涉及一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼 胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，制造电线电缆用抗静电保护层时，是采用在电线电缆表面喷涂抗静电剂达 到抗静电的作用，但这种制作方法缺点很多，在制作后期处理方面，工艺复杂，工序繁多，占 用大量工作场所，成本高昂。
[0003] 这种方法使得电线电缆抗静电时间短，表面电阻率高，达不到与人体皮肤相似的 电阻率，且表面电阻率不均匀，容易脱落，使得产品在使用中极易出现质量事故。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶及其制备方法，本发 明的目的是为了从根本上解决电线电缆的抗静电问题，使得表面电阻率达到与人体皮肤相 似的电阻值（10的5-9次方)，彻底从各个方面解决以上所述的各种问题。提供一种不需要 进行后期喷涂工艺处理，抗静电性能持久稳定，表面电阻率完全满足产品功能需要，又不影 响电线电缆的生产制作工艺，达到完好合格品质的硅橡胶混炼胶。此种混炼胶也同样适用 于抗静电的挤出胶管，胶辊以及抗静电的模压、注射成型制品。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶，其特征在于，它是由下列质量份的原 料制成：生胶100,气相二氧化硅28-42,羟基硅油3-5,含氢硅油0.5-0. 9,导电炭黑13-18， 抗静电剂3-5。
[0006] 所述的一种挤出电线电缆专用抗静电硅橡胶混炼胶，其特征在于：所述的生胶平 均乙烯基含量为0. 16-0. 28%，它由下列质量份的组份组成：乙烯基为3. 0-10. 0的硅橡胶生 胶或高乙烯基硅油，乙烯基含量为0. 03-0. 09%的硅橡胶生胶； 所述的气相二氧化硅为粒径为5-30纳米、比表面积为150-380cm2/g、PH为3. 8-4. 3 ; 所述的羟基硅油的粘度20-30CS、分子链链节为6-8个链节占比为60-80%、羟基含量为 7. 5-8. 0% ； 所述的含氢硅油的粘度20-30CS、含氢值为1. 3-1. 6% ; 所述的导电炭黑为具有导电性能的比表面积为350-400m2/g，高细炉法炭黑或乙炔炭 里. ， 所述的抗静电剂为季铵含量85%以上的季铵盐抗静电剂。
[0007] 所述的一种挤出电线电缆专用抗静电硅橡胶混炼胶的制备方法，其特征在于包括 以下步骤： A、捏合机中按质量份加入硅橡胶生胶，再按质量份把气相二氧化硅和助剂分4-6次加 入到捏合机中，每一次投料搅拌至吃粉成型后，再进行下一次投料，要求温度< 90°C，投加 完全部组份后，再继续搅拌0. 5-1小时，降温至< 80°C ; B、在捏合机中按质量份把导电炭黑和抗静电剂分8-10次加入加料机中，投料搅拌至 吃粉成型后，继续搅拌30分钟，温度< 90°C ; 捏合机全程真空，真空度保持为-0. 〇6MPa以上，进行搅拌自然升温至150°C，恒温 25-35分钟出料，冷却、包辊、过滤后，获得成品。
[0008] 各物料的品种和用量选择： 1、硅橡胶生胶乙烯基含量选择需要用高、中、低或高、低乙烯基含量组成的硅橡胶生胶 进行配合，但最佳的选择是高、低乙烯基组较好，主要是因为这种组合有利于在高的产品硬 度(邵氏70-80度）下面保证硅橡胶高抗撕性能，及拉伸强度和较高的伸长率。否则最终线 缆成品易发脆，易断裂。平均乙烯基含量为〇. 26-0. 36%，以生胶质量份为100份计算，其中， 高乙烯基含量（3. 0-10. 0%)的生胶或硅油的用量约为8-13%质量份，其余的质量份全部是 低乙烯基含量的生胶约为87-92%。
[0009] 2、硅橡胶生胶的分子量的选择最优使用分子量为55-65万的生胶，可以保证填料 得到很好地分散，同时，可以改善混炼胶的流动性能，因为挤出线缆用混炼胶，流动性一定 要好，是一个关键性的指标。
[0010] 3、补强填料的选择：选用比表面积为150-380m2/g的气相二氧化硅进行补强。比 表面积越大，补强效果越好，但会混炼胶可塑度会降低，流动性变差，而且成本越高。因而选 择低比面积的气相二氧化硅在成本、品质、性能等方面均能得到最优效果。一般不选择沉淀 法二氧化硅，因为其较高的含水率会在挤出产品生产中产生气泡，使得挤出线缆产品报废。
[0011] 4、结构控制剂的远择：选用中等粘度约30CS、羟值含量约为8%以上、分子链中为 6-8个线性结构链节占总链节为60-80%，低线性结构链节占比很少的羟基硅油，因为选择 这些指标，可以保证结构控制剂在生产过程不易被挥发掉，使其大部分留在胶料中，较高的 羟值和较大留存量，使混炼胶可以得到相对长时间的储存期、储存稳定性，最终得到良好加 工流动性。
[0012] 本发明的有益效果为： 1、本发明使得挤出线缆在抗静电应用方面填补了国际、国内技术空白，从根本上解决 了抗静电硅橡胶混炼胶不能用于挤出生产的技术难题。达到了其它生产方式如模压、注射 成型等同等或更好的抗静电效果。
[0013] 2、本发明制成的抗静电电线电缆具有较高的物理机械性能，良好的加工工艺性 能，胶料流动性好，产品无气孔、气泡； 3、尤其是抗静电效果优异，一般抗静电表面电阻率要求在106-109之间，可以根据要求 做出稳定数值的表面电阻率，不受后期停放加工的影响，产品长时间放置表面电阻率不产 生变化。
[0014]
【具体实施方式】： 一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶， (一）主要原材料 高乙烯基硅橡胶生胶，乙烯基含量为5. 0%，分子量55万；低乙烯基硅橡胶生胶，乙烯基 含量为0. 03-0. 05%，分子量为60-65万，产地均为浙江合盛硅业有限公司。
[0015] 气相二氧化H-200,广州吉必盛；羟基硅油，扬州宏润；含氢硅油，浙江大地；导电 炭黑，宜兴明远；抗静电剂，家兴惠达。
[0016] (二）挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶的配比 品名 型号 用量 备注 高乙烯基硅胶 5. 0 10 低乙烯基硅胶 0.05 90 气相二氧化硅 H200 32 羟基硅油 209 8 含氢硅油 204 0.8 导电炭黑 VX72 16 抗静电剂 SP 5 (三） 挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶的主要生产加工设备 设备 型号 产地 双辊开炼机 12寸 无锡晨光机械厂 捏合机 620L 江苏强盛捏合机厂 滤胶机 150 无锡晨光机械厂 平板硫化机 25吨 无锡晨光机械厂 线缆挤出机 50 常州 烘道及输送钢带 9米 常州 (四） 检测仪器设备 设备 型号 产地 硬度计 LX-A 江都市新真威试验机械有限公司 电子拉力机 500N 江都市新真威试验机械有限公司 可塑度计 台湾 表面电阻率检测仪 QUICK 499 江苏速骏电子有限公司 (五） 试样制备 一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶的制备方法，包括以下步骤： A、 捏合机中按质量份加入硅橡胶生胶，再按质量份把气相二氧化硅和助剂分4-6次加 入机中，每一次投料搅拌至吃粉成型后，再进行下一次投料，温度小于90度，投加完全部组 份后，继续搅拌〇. 5-1小时，温度小于80度； B、 捏合机中按质量份把导电炭黑和抗静电剂分8-10次加入机中，投料搅拌至吃粉成 型后，继续搅拌30分钟，温度小于90度； C、 捏合机全程真空，真空度保持为-0. 06MPa以上，进行搅拌自然升温至150度，恒温30 分钟出料，冷却、包棍、过滤后，获得成品； 2、外观及工艺、物理性能检测 A、外观和工艺性能检测 硫化条件：专用50挤出机机身、机头温度小于50度；8米烘道分三段，工艺温度为一段 260度，二段320度，三段220度。
[0017] (1)外观检测 ①挤出成品电线32米，观察32米长度表面有无大的和细小的气泡。②用剪刀从16米 处1米电线，剪取〇. 5米电线，然后每20毫米剪一段，观察电线横截面是否有气孔。
[0018] (2)加工工艺性能检测 ①按外观检测用32米样品中，取5米观察电线表面是否有粗细不均的波浪形状，以无 波浪形状为标准；②用游标卡尺每20mm间隔测量10个点的电线直径，记录数据，对比数值 看有无较大偏差，以无明显偏差为标准③可塑度检测，数值在300-350之间。
[0019] B、物理性能检测 试样硫化条件170°C XIOmin，硫化剂为双组份钼金硫化剂， 硬度按GB/T 531-1999测试；扯断拉伸强度和伸长率、撕裂强度按GB/T528-1998测 试。
[0020] C、抗静电性能检测 检测标准：表面电阻率10的6- 9次方。
[0021] ①分别检测混炼胶料、硫化试片、挤出成品电线的表面电阻率。
[0022] ②三种试样停放24小时、48小时、120小时、15天，30天、60天、90天的表面电阻 率。
[0023] (五）结论 1、本产品生产的成品表面无气泡，横截面无气孔，达到挤出线缆产品的必须指标要求。
[0024] 2、成品表面粗细均匀，无波浪，数个检测点截面直径数值一致，满足线缆指标要 求。
[0025] 3、本产品硬度70度，在高硬度下，有着良好的物理机械性能，7. 4MPa的拉伸强度、 34KN/M的高撕裂强度及386%的伸长率，保证成品线缆在加工和应用当中，不易发生脆化， 断裂，能够保持良好的柔韧性，极大地提高了产品的使用寿命。
[0026] 本产品重点在于获得了良好抗静电效果，达到了 106_107,并且达到了长时间储存、 停放表面电阻率不发生变化；而且更兼具了优异的加工工艺性能和综合物理机械性能，同 时满足了挤出线缆的其它必备指标要求。
【权利要求】
1. 一种挤出电线电缆专用型抗静电硅橡胶混炼胶，其特征在于，它是由下列质量份的 原料制成：生胶100,气相二氧化硅28-42,羟基硅油3-5,含氢硅油0.5-0. 9,导电炭黑 13-18,抗静电剂3-5。
2. 根据权利要求1所述的一种挤出电线电缆专用抗静电硅橡胶混炼胶，其特征在 于：所述的生胶平均乙烯基含量为0. 16-0. 28%，它由下列质量份的组份组成：乙烯基为 3. 0-10. 0的硅橡胶生胶或高乙烯基硅油，乙烯基含量为0. 03-0. 09%的硅橡胶生胶； 所述的气相二氧化硅为粒径为5-30纳米、比表面积为150-380cm2/g、PH为3. 8-4. 3 ; 所述的羟基硅油的粘度20-30CS、分子链链节为6-8个链节占比为60-80%、羟基含量为 7. 5-8. 0% ； 所述的含氢硅油的粘度20-30CS、含氢值为1. 3-1. 6% ; 所述的导电炭黑为具有导电性能的比表面积为350-400m2/g，高细炉法炭黑或乙炔炭 里. 所述的抗静电剂为季铵含量85%以上的季铵盐抗静电剂。
3. 如权利要求1所述的一种挤出电线电缆专用抗静电硅橡胶混炼胶的制备方法，其特 征在于包括以下步骤： A、 捏合机中按质量份加入硅橡胶生胶，再按质量份把气相二氧化硅和助剂分4-6次加 入到捏合机中，每一次投料搅拌至吃粉成型后，再进行下一次投料，要求温度< 90°C，投加 完全部组份后，再继续搅拌0. 5-1小时，降温至< 80°C ; B、 在捏合机中按质量份把导电炭黑和抗静电剂分8-10次加入加料机中，投料搅拌至 吃粉成型后，继续搅拌30分钟，温度< 90°C ; C、 捏合机全程真空，真空度保持为-0. 06MPa以上，进行搅拌自然升温至150°C，恒温 25-35分钟出料，冷却、包辊、过滤后，获得成品。
【文档编号】C08L83/06GK104140682SQ201410359518
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】任兆军 申请人:滁州君越高分子新材料有限公司