一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶100份，马来酸酐8-10份，椰子壳纤维30-40份，硅藻土15-20份，尼龙PA-665-10份，煅烧陶土10-15份，白炭黑30-40份，炭黑20-30份，凹凸棒土20-40份，氧化锌4-4.5份，硫磺1.5-2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份，双(3-三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物3-4份，硬脂酸1.5-2份，其中椰子壳纤维的粒径为20-30mm。本发明物理机械性能好，耐热氧老化、耐臭氧及抗紫外线性能较优异。
【专利说明】一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合电缆护套【技术领域】，尤其涉及一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆 护套材料。
【背景技术】
[0002] 决定天然纤维增强聚合物复合材性能的关键因素是两者之间的界面结合力，椰子 壳中纤维素含量高达53%，人们在吃完椰子肉后把椰子壳丢弃，为考虑到壳内层纤维的应 用，造成极大浪费，天然橡胶中为线性的天然高分子化合物，化学成分主要是顺-1，4-聚异 戊二烯，含有大量的不饱和双键，容易与空气中的氧进行自动催化反应，分子断链或多度交 联，橡胶发生黏化和龟裂，物理性能下降，耐热氧老化性，耐臭氧性及抗紫外线性能较差限 制了在电缆护套材料中的应用。
【发明内容】
[0003] 本发明提出了一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，物理机械性能好，耐 热氧老化、耐臭氧及抗紫外线性能较优异。
[0004] 本发明提出的一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其原料按重量份 包括：天然橡胶100份，马来酸酐8-10份，椰子壳纤维30-40份，硅藻土 15-20份，尼龙 PA-665-10份，煅烧陶土 10-15份，白炭黑30-40份，炭黑20-30份，凹凸棒土 20-40份，氧化 锌4-4. 5份，硫磺1. 5-2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份，双（3-三 乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3-4份，硬脂酸1. 5-2份，其中椰子壳纤维的粒径为20-30mm ;
[0005] 在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中24-30h，真空烘箱的温度为 50-55°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在125-130°C，转矩流变仪转速为50-55rpm，然 后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为5-7min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子 壳纤维送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为60-70°C，干燥时间为30-34h， 然后将得到的物料送入密炼机中塑炼5-7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫 化物混合l_2min，将温度升高至50-60°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭 黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3-5min，然后加入硫磺 混合5-10min，薄通5-6遍，出片，放置30-34h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温 度为155-160°C，硫化时间为2-3min得到改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料；
[0006] 优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶100份，马来酸酐8-9份，椰子壳纤维 35-38份，硅藻土 16-18份，尼龙PA-666-8份，煅烧陶土 12-14份，白炭黑34-38份，炭黑 25-28份，凹凸棒土 22-24份，氧化锌4-4. 5份，硫磺1. 8-2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯 并噻唑次磺酰胺1. 5-1. 8份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3. 5-3. 8份，硬脂酸 1. 6-1. 8份，其中椰子壳纤维的粒径为25-28_。
[0007] 优选地，其原料按重量份包括：天然橡胶100份，马来酸酐8. 5份，椰子壳纤维37 份，硅藻土 17. 5份，尼龙PA-666. 5份，煅烧陶土 13. 5份，白炭黑36份，炭黑26份，凹凸棒 土 23份，氧化锌4. 2份，硫磺1. 95份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 6份， 双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3. 6份，硬脂酸1. 65份，其中椰子壳纤维的粒径为 25-28mm〇
[0008] 优选地，在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中26_28h，真空烘箱 的温度为52-54°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在126-128°C，转矩流变仪转速为 52-54rpm，然后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为5-6min，得到改性天然橡胶，将改性天 然橡胶与椰子壳纤维送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为65-68°C，干燥 时间为31-33h，然后将得到的物料送入密炼机中塑炼6-7min，然后加入双（3-三乙氧基 硅烷基丙基）四硫化物混合1. 5-2min，将温度升高至55-58°C加入N-环己基-2-苯并噻 唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合 3-4min，然后加入硫磺混合6-8min，薄通5-6遍，出片，放置31-33h后送入平板硫化机上沿 压延方向硫化，硫化温度为156-158°C，硫化时间为2. 5-3min得到改性椰子壳天然橡胶复 合电缆护套材料。
[0009] 优选地，在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温 度为53°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在127°C，转矩流变仪转速为53rpm，然后加 入马来酸酐进行混炼，混炼时间为5. 5min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子壳 纤维送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为67°C，干燥时间为32h，然后将得 到的物料送入密炼机中塑炼6min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合 1. 8min，将温度升高至57°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒 土、氧化锌、硬脂酸、娃藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合4min，然后加入硫磺混合7min，薄通 6遍，出片，放置32h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温度为157°C，硫化时间为 2. 5min得到改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
[0010] 本发明中，椰子壳纤维通过酯化进行改性，酯化可以有效改善纤维的疏水性，可降 低纤维表面极性，使其易于在基体中分散，从而改善纤维和聚合物的界面相容性，马来酸酐 接枝天然橡胶能够与酯化的椰子壳纤维发生化学反应，酯化的椰子壳纤维表面包覆一层橡 胶层，降低了相间的界面张力，减少了纤维的集束及端部的薄弱点，提高了相间的粘结力， 应力在柔性界面均匀的传递，获得较高的力学性能，产品的拉伸强度，撕裂强度，硬度及定 伸应力显著增强，同时产品的耐热氧老化性，耐臭氧及抗紫外线性能大大增强，另外椰子壳 纤维表面的羟基基团会吸附N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺从而降低交联密度，偶联剂双 (3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物的加入可明显增加产品的交联密度，因为在双（3-三乙 氧基硅烷基丙基）四硫化物与椰子壳纤维表面的羟基在混炼时发生反应，减少了椰子壳纤 维表面的羟基含量，因此椰子壳纤维吸附N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的量减少，且在 硫化过程中，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物S4环打开，与橡胶中的不饱和双键发 生反应形成交联结构，上述物料配合作用，可在保持较高硬度的前提下，拉伸强度，耐热氧 老化性能显著提高，在其中加入白炭黑、炭黑及凹凸棒土作为填料，其分散性高，并可提高 拉断伸长率，补强效果好，与改性天然橡胶的界面结合力强，应力更容易由橡胶基体转移到 纤维上，大大改善了复合材料的力学性能，耐热氧老化性能，添加尼龙PA-66、硅藻土、补强 炭黑及煅烧陶土补强填充剂，补强效果显著，表面光滑且收缩率小，抗紫外线性能进一步增 强。本发明耐热氧老化性、耐臭氧及抗紫外线性好，物理机械性能优异，使用寿命长。
【具体实施方式】
[0011] 实施例1
[0012] 一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶 100份，马来酸酐8. 5份，椰子壳纤维37份，娃藻土 17. 5份，尼龙PA-666. 5份，煅烧陶土 13. 5份，白炭黑36份，炭黑26份，凹凸棒土 23份，氧化锌4. 2份，硫磺1. 95份，硫化促进剂 N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 6份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3. 6份，硬 脂酸1. 65份，其中椰子壳纤维的粒径为25-28mm ;
[0013] 在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温度为 53°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在127°C，转矩流变仪转速为53rpm，然后加入马来 酸酐进行混炼，混炼时间为5. 5min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子壳纤维送入 真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为67°C，干燥时间为32h，然后将得到的物料 送入密炼机中塑炼6min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合1.8min，将 温度升高至57°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒土、氧化锌、 硬脂酸、娃藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合4min，然后加入硫磺混合7min，薄通6遍，出片， 放置32h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温度为157°C，硫化时间为2. 5min得到 改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
[0014] 实施例2
[0015] 一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶 100份，马来酸酐8份，椰子壳纤维40份，娃藻土 15份，尼龙PA-6610份，煅烧陶土 10份，白 炭黑40份，炭黑20份，凹凸棒土 40份，氧化锌4份，硫磺2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯 并噻唑次磺酰胺1份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物4份，硬脂酸1. 5份，其中椰 子壳纤维的粒径为20_30mm ;
[0016] 在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中30h，真空烘箱的温度为 50°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在130°C，转矩流变仪转速为50rpm，然后加入马来 酸酐进行混炼，混炼时间为7min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子壳纤维送入真 空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为60°C，干燥时间为34h，然后将得到的物料送 入密炼机中塑炼5min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合2min，将温度 升高至50°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂 酸、娃藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合5min，然后加入硫磺混合5min，薄通6遍，出片，放置 30h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温度为160°C，硫化时间为2-3min得到改性 椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料；
[0017] 实施例3
[0018] 一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其原料按重量份包括：天然橡胶 100份，马来酸酐10份，椰子壳纤维30份，娃藻土 20份，尼龙PA-665份，煅烧陶土 15份， 白炭黑30份，炭黑30份，凹凸棒土 20份,氧化锌4. 5份，硫磺1. 5份，硫化促进剂N-环己 基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份，双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3份，硬脂酸2份， 其中椰子壳纤维的粒径为20-30mm ;
[0019] 在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中24h，真空烘箱的温度为 55°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在125°C，转矩流变仪转速为55rpm，然后加入马来 酸酐进行混炼，混炼时间为5min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子壳纤维送入真 空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为70°C，干燥时间为30h，然后将得到的物料送 入密炼机中塑炼7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合lmin，将温度 升高至60°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂 酸、娃藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3min，然后加入硫磺混合lOmin，薄通5遍，出片，放置 34h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温度为155°C，硫化时间为3min得到改性椰 子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
[0020] 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。
【权利要求】
1. 一种改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特征在于，其原料按重量份包括： 天然橡胶100份，马来酸酐8-10份，椰子壳纤维30-40份，硅藻土 15-20份，尼龙PA-665-10 份，煅烧陶土 10-15份，白炭黑30-40份，炭黑20-30份，凹凸棒土 20-40份，氧化锌4-4. 5 份，硫磺1. 5-2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份，双（3-三乙氧基硅 烷基丙基）四硫化物3-4份，硬脂酸1. 5-2份，其中椰子壳纤维的粒径为20-30mm ; 在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中24-30h，真空烘箱的温度为 50-55°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在125-130°C，转矩流变仪转速为50-55rpm，然 后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为5-7min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子 壳纤维送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为60-70°C，干燥时间为30-34h， 然后将得到的物料送入密炼机中塑炼5-7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫 化物混合l_2min，将温度升高至50-60°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭 黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3-5min，然后加入硫磺 混合5-10min，薄通5-6遍，出片，放置30-34h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温 度为155-160°C，硫化时间为2-3min得到改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
2. 根据权利要求1所述的改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特征在于，其原 料按重量份包括：天然橡胶100份，马来酸酐8-9份，椰子壳纤维35-38份，硅藻土 16-18份， 尼龙PA-666-8份，煅烧陶土 12-14份，白炭黑34-38份，炭黑25-28份，凹凸棒土 22-24份， 氧化锌4-4. 5份，硫磺1. 8-2份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 5-1. 8份， 双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物3. 5-3. 8份，硬脂酸1. 6-1. 8份，其中椰子壳纤维的 粒径为25-28mm。
3. 根据权利要求1或2所述的改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特征在于，其 原料按重量份包括：天然橡胶100份，马来酸酐8. 5份，椰子壳纤维37份，硅藻土 17. 5份， 尼龙PA-666. 5份，煅烧陶土 13. 5份，白炭黑36份，炭黑26份，凹凸棒土 23份，氧化锌4. 2 份，硫磺1. 95份，硫化促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 6份，双（3-三乙氧基硅 烷基丙基）四硫化物3. 6份，硬脂酸1. 65份，其中椰子壳纤维的粒径为25-28mm。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特 征在于，在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中26-28h，真空烘箱的温度为 52-54°C，然后送入转矩流变仪中，温度控制在126-128°C，转矩流变仪转速为52-54rpm，然 后加入马来酸酐进行混炼，混炼时间为5-6min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子 壳纤维送入真空烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为65-68°C，干燥时间为31-33h， 然后将得到的物料送入密炼机中塑炼6-7min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫 化物混合1. 5-2min，将温度升高至55-58°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、 炭黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂酸、硅藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合3-4min，然后加入硫 磺混合6-8min，薄通5-6遍，出片，放置31-33h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化 温度为156-158°C，硫化时间为2. 5-3min得到改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的改性椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料，其特征在 于，在制备过程中，按重量份将天然橡胶置于真空烘箱中27h，真空烘箱的温度为53°C，然 后送入转矩流变仪中，温度控制在127°C，转矩流变仪转速为53rpm，然后加入马来酸酐进 行混炼，混炼时间为5. 5min，得到改性天然橡胶，将改性天然橡胶与椰子壳纤维送入真空 烘箱中干燥以去除水分，真空烘箱的温度为67°C，干燥时间为32h，然后将得到的物料送入 密炼机中塑炼6min，然后加入双（3-三乙氧基硅烷基丙基）四硫化物混合1. 8min，将温度 升高至57°C加入N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、白炭黑、炭黑及凹凸棒土、氧化锌、硬脂 酸、娃藻土、尼龙PA-66、煅烧陶土混合4min，然后加入硫磺混合7min，薄通6遍，出片，放置 32h后送入平板硫化机上沿压延方向硫化，硫化温度为157°C，硫化时间为2. 5min得到改性 椰子壳天然橡胶复合电缆护套材料。
【文档编号】C08K3/04GK104194239SQ201410425093
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】李正祥, 刁宏明, 王赵兰, 刘琴 申请人:安徽蓝德集团股份有限公司