一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料包括硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶、聚氨酯、改性氧化铝、尼龙6、四甲基哌啶氧、纳米碳酸钙、羧化碳纳米管、偶联剂、过氧化二异丙苯、改性酶解木质素、氧化锌、硬脂酸、超细氢氧化铝、乙二醇二磷酸四乙酯、二甘醇二磷酸四乙酯、微胶囊化红磷、三烯丙基异三聚氰酸酯、丙烯酸、促进剂、防老剂、软化剂。本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其阻燃性好，耐磨性高，机械强度高，使用寿命长。
【专利说明】一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆材料【技术领域】，尤其涉及一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料。
【背景技术】
[0002]硅橡胶是特种合成橡胶中的重要品种之一，与一般的有机橡胶相比，硅橡胶兼有高键能和高柔顺性，具有优异的耐热、耐候、耐老化性和电气性，低压缩永久变形性，目前在航空航天、电子电气、电线电缆等领域具有广泛的应用。但是，随着工业化水平的不断提高，人们对硅橡胶的要求也越来越高，作为高分子的硅橡胶具有易燃的缺点，用作电缆材料的硅橡胶其机械性、耐磨性和阻燃性不能满足社会的要求，需要进行改性。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其阻燃性好，耐磨性高，机械强度高，使用寿命长。
[0004]本发明提出了一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶50-65份、三元乙丙橡胶5-15份、丁基橡胶3-8份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶5-12份、聚氨酯3-10份、改性氧化铝10-23份、尼龙63_8份、四甲基哌啶氧0.3-2份、纳米碳酸钙10-23份、羧化碳纳米管20-35份、偶联剂2-3.8份、过氧化二异丙苯2-3.8份、改性酶解木质素5-18份、氧化锌2-3份、硬脂酸1-1.8份、超细氢氧化铝5-20份、乙二醇二磷酸四乙酯2-6份、二甘醇二磷酸四乙酯1-3.5份、微胶囊化红磷2-10份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2-1.3份、丙烯酸1-2.5份、促进剂1.2-2.8份、防老剂2-3.5份、软化剂0.2-1份。
[0005]优选地，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶55-58份、三元乙丙橡胶8-9.3份、丁基橡胶6-7.2份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶10-10.7份、聚氨酯8-9.2份、改性氧化铝17-20份、尼龙65-5.7份、四甲基哌啶氧1.1-1.5份、纳米碳酸钙18-20份、羧化碳纳米管29-31.2份、偶联剂2.9-3.2份、过氧化二异丙苯2.9-3.2份、改性酶解木质素9-9.9份、氧化锋2.3-2.8份、硬脂酸1.3-1.6份、超细氢氧化铝12-17份、乙二醇二磷酸四乙酯3.5-4.2份、二甘醇二磷酸四乙酯1.7-2.4份、微胶囊化红磷6-7.3份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.8-1.1份、丙烯酸1.9-2.1份、促进剂2-2.5份、防老剂2.7-3.1份、软化剂0.6-0.86份。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶57份、三元乙丙橡胶8.5份、丁基橡胶6.5份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶10.3份、聚氨酯9份、改性氧化铝18份、尼龙65.3份、四甲基哌啶氧1.2份、纳米碳酸钙19份、羧化碳纳米管30份、偶联剂3份、过氧化二异丙苯3份、改性酶解木质素9.5份、氧化锌2.6份、硬脂酸1.4份、超细氢氧化铝13份、乙二醇二磷酸四乙酯4份、二甘醇二磷酸四乙酯2份、微胶囊化红磷6.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯I份、丙烯酸2份、促进剂2.3份、防老剂2.8份、软化剂0.8份。
[0007]优选地，所述改性氧化铝的改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或者多种的组合。
[0008]优选地，所述改性酶解木质素按照以下工艺进行制备:按重量份将20-40份酶解木质素、20-35份水和10-30份甲醛搅拌混合后，调节体系的pH为8_9，升温至62_70°C，力口入20-40份尿素，升温至85-90°C，搅拌反应2_4h后滴加2_5份浓度为lmol/L的盐酸溶液，经静置、水洗、过滤、干燥得到所述改性酶解木质素。
[0009]优选地，所述超细氢氧化铝的细度为9500-9800目。
[0010]优选地，所述促进剂为促进剂DM、促进剂CZ、促进剂NA-22、促进剂TMTD、促进剂E、促进剂DBX中的一种或者多种的组合。
[0011 ] 优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂AW、防老剂RD、防老剂FR中的一种或者多种的组合。
[0012]优选地，所述软化剂为植物油。
[0013]本发明中，以硅橡胶为橡胶主料，并添加了三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶和聚氨酯为共用胶，主料和共用胶配合使得到的电缆材料具有高的拉伸强度、断裂伸长率和耐磨性，改性氧化铝、尼龙6、纳米碳酸钙、羧化碳纳米管在电缆材料中分散均匀，性能协同，进一步提高了电缆材料的强度和耐磨性；改性酶解木质素在橡胶中分散性好，与超细氢氧化铝、乙二醇二磷酸四乙酯、二甘醇二磷酸四乙酯和微胶囊化红磷配合作为阻燃体系，在电缆材料燃烧的过程中，阻燃体系可以分解产生大量的气体，形成膨胀致密且连续均匀的保护层，隔绝热源起到保护作用，同时可以降低热源周围的温度，起到抑烟抑燃的作用，同时提高了电缆材料的拉伸强度和断裂伸长率，另外，加入的乙烯-醋酸乙烯酯橡胶在丙烯酸的辅助下可以作为外加酸源，与阻燃体系配合提高电缆材料的阻燃性能的同时改善了电缆材料的耐油性和耐热性。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0015]在具体实施例中，本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料中，硅橡胶的重量份可以为 50.3,51,51.6,52,52.4,53,53.8,54,54.6,55.3,56,56.7,57.4,58.6、59,59.4,60,60.3,61,61.3,62,62.5,63,63.4,64,64.7 份，三元乙丙橡胶的重量份可以为
5.2、6、6.3、7、7.5,8.3、9、9.4,10,10.3、11、11.5,12,12.6,13,13.4,14,14.7 份，丁基橡胶的重量份可以为 3.2,3.8、4、4.2,4.6、5、5.3,5.8,6.3,6.8、7、7.5,7.8 份，乙烯-醋酸乙烯酯橡胶的重量份可以为 5.3、6、6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.3,10.5、11、11.2,11.7 份，聚氨酯的重量份可以为 3.2,3.7、4、4.5、5、5.3,5.8、6、6.4,6.8、7、7.5,8.6、9.4 份，改性氧化铝的重量份可以为 10.5、11、11.6、12、12.3、13、13.8、14、14.6、15、15.6、16、16.4,17.5,18.3、19、19.4,20.6,21,21.8,22,22.3 份，尼龙 6 的重量份可以为 3.2,3.6、4、4.5,4.8、6、6.4,6.8、7,7.2,7.7 份，四甲基哌啶氧的重量份可以为 0.35,0.4,0.46,0.5,0.56,0.6,0.63,0.7、
0.74,0.8,0.86,0.9,0.94、1.0、1.05、1.16、1.23、1.3、1.38、1.4、1.45、1.56、1.6、1.68、
1.7,1.79,1.8,1.85,1.9,1.93 份，纳米碳酸钙的重量份可以为 10.3、11、11.5、12、12.6、13、13.8、14、14.6、15、15.3、16、16.7、17、17.5,18.9,19.5,20.3,21,21.6,22,22.3 份，羧化碳纳米管的重量份可以为 20.6,21,21.5,22,22.3,23,23.6,24,24.5,25,25.6,26,26.9、27,27.5、28、28.4,29.4,30.6、31、31.5、32、32.6、33、33.8、34、34.7 份，偶联剂的重量份可以为 2.1、2.26,2.3、2.35,2.4、2.46,2.5、2.6、2.67,2.7、2.78,2.9、3.0、3.05,3.1、3.15、3.2、3.26,3.3、3.34,3.4、3.45,3.5、3.56,3.6、3.67,3.7、3.75 份，过氧化二异丙苯的重量份可以为 2.1,2.2,2.35,2.4,2.56,2.6,2.68,2.8,2.95,3.35,3.5,3.56,3.67,3.7,3.74份，改性酶解木质素的重量份可以为 5.3、6、6.4、7、7.5、8、8.6,9.6、10、10.3、11、11.5、12、12.8、13、13.4、14、14.6、15、15.7、16、16.9、17、17.5 份，氧化锌的重量份可以为 2.1,2.2、2.35,2.4,2.46,2.5,2.56,2.68,2.7,2.74,2.86,2.9,2.94 份，硬脂酸的重量份可以为1.06,1.1、1.15,1.2,1.28,1.39,1.5,1.54,1.67 份，超细氢氧化铝的重量份可以为 5.6、6、
6.4、7、7.5、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.5,12.8,13.4、14、14.5、15、15.9、16、16.7,17.5、18,18.6、19、19.3份，乙二醇二磷酸四乙酯的重量份可以为2.3,2.8、3、3.4,3.8,4.3,4.8、5,5.3,5.8份，二甘醇二磷酸四乙酯的重量份可以为1.03,1.2,1.35,1.5,1.56,1.79,1.8、1.86、1.9、2.3、2.45、2.5、2.6、2.67、2.8、2.89、2.9、3.0、3.1、3.25、3.3、3.36、3.4、3.45 份，微胶囊化红磷的重量份可以为 2.3,2.8、3、3.5、4、4.5、5、5.6,6.7、7、7.5、8、8.6、9、9.3 份，三烯丙基异三聚氰酸酯的重量份可以为0.26,0.3,0.38,0.4,0.46,0.5,0.59,0.7,0.75、
0.86,0.9,0.94,1.05,1.16、1.2、1.26 份，丙烯酸的重量份可以为 1.05,1.1、1.2、1.26、
1.3、1.35、1.4、1.46、1.5、1.58、1.6、1.67、1.7、1.75、1.8、1.86、1.94,2.05,2.2,2.23,2.3、
2.35,2.4,2.46 份，促进剂的重量份可以为 1.26,1.3,1.34,1.4,1.5,1.56,1.6,1.67,1.7、
1.78,1.8,1.86,1.9,1.94,2.05,2.1,2.2,2.23,2.34,2.4,2.46,2.56,2.6,2.67,2.7,2.74份，防老剂的重量份可以为 2.1,2.13,2.2,2.25,2.3,2.36,2.4,2.45,2.5,2.56,2.6,2.67、
2.78,2.86,2.9,2.94,3,3.01,3.2,3.25,3.3,3.34,3.4,3.46 份，软化剂的重量份可以为0.26,0.3,0.34,0.4,0.45,0.5,0.56,0.67,0.7,0.78,0.9,0.94 份。
[0016]实施例1
[0017]本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶50份、三元乙丙橡胶15份、丁基橡胶8份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶5份、聚氨酯10份、改性氧化铝23份、尼龙68份、四甲基哌啶氧0.3份、纳米碳酸钙23份、羧化碳纳米管35份、偶联剂2份、过氧化二异丙苯3.8份、改性酶解木质素18份、氧化锌2份、硬脂酸1.8份、超细氢氧化铝5份、乙二醇二磷酸四乙酯6份、二甘醇二磷酸四乙酯I份、微胶囊化红磷10份、三烯丙基异三聚氰酸酯1.3份、丙烯酸I份、促进剂1.2份、防老剂3.5份、软化剂0.2份。
[0018]实施例2
[0019]本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶65份、三元乙丙橡胶5份、丁基橡胶3份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶12份、聚氨酯3份、改性氧化铝10份、尼龙63份、四甲基哌啶氧2份、纳米碳酸钙10份、羧化碳纳米管20份、偶联剂3.8份、过氧化二异丙苯2份、改性酶解木质素5份、氧化锌3份、硬脂酸I份、超细氢氧化铝20份、乙二醇二磷酸四乙酯2份、二甘醇二磷酸四乙酯3.5份、微胶囊化红磷2份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2份、丙烯酸2.5份、促进剂2.8份、防老剂2份、软化剂I份；
[0020]其中，所述改性氧化铝的改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷按任意重量份之比的组合；所述超细氢氧化铝的细度为9700目；所述促进剂为促进剂DM;所述防老剂为防老剂4010ΝΑ、防老剂AW、防老剂RD、防老剂FR按任意重量份之比的组合；
[0021]所述改性酶解木质素按照以下工艺进行制备:按重量份将20份酶解木质素、20份水和30份甲醛搅拌混合后，调节体系的pH为8，升温至70°C，加入20份尿素，升温至90°C，搅拌反应2h后滴加5份浓度为lmol/L的盐酸溶液，经静置、水洗、过滤、干燥得到所述改性酶解木质素。
[0022]实施例3
[0023]本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶62份、三元乙丙橡胶11份、丁基橡胶5.8份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶8.6份、聚氨酯8.6份、改性氧化铝18.3份、尼龙66.4份、四甲基哌啶氧1.68份、纳米碳酸钙14份、羧化碳纳米管25份、偶联剂3.4份、过氧化二异丙苯3.5份、改性酶解木质素15份、氧化锌2.7份、硬脂酸1.5份、超细氢氧化铝16份、乙二醇二磷酸四乙酯4.8份、二甘醇二磷酸四乙酯
2.6份、微胶囊化红磷7份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.75份、丙烯酸1.7份、促进剂1.8份、防老剂2.56份、植物油0.9份；
[0024]其中，所述改性氧化铝的改性剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷按重量份之比1:3的组合；所述超细氢氧化铝的细度为9800目；所述促进剂为促进剂ΝΑ-22、促进剂TMTD、促进剂E按1:2:4重量份之比的组合；所述防老剂为防老剂AW、防老剂RD、防老剂FR按重量份之比1:3:2的组合；
[0025]所述改性酶解木质素按照以下工艺进行制备:按重量份将40份酶解木质素、35份水和10份甲醛搅拌混合后，调节体系的pH为9，升温至62°C，加入40份尿素，升温至85°C，搅拌反应4h后滴加2份浓度为lmol/L的盐酸溶液，经静置、水洗、过滤、干燥得到所述改性酶解木质素。
[0026]实施例4
[0027]本发明所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶57份、三元乙丙橡胶8.5份、丁基橡胶6.5份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶10.3份、聚氨酯9份、改性氧化铝18份、尼龙65.3份、四甲基哌啶氧1.2份、纳米碳酸钙19份、羧化碳纳米管30份、偶联剂3份、过氧化二异丙苯3份、改性酶解木质素9.5份、氧化锌2.6份、硬脂酸1.4份、超细氢氧化铝13份、乙二醇二磷酸四乙酯4份、二甘醇二磷酸四乙酯2份、微胶囊化红磷6.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯I份、丙烯酸2份、促进剂2.3份、防老剂2.8份、软化剂0.8份；
[0028]其中，所述改性氧化铝的改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷；所述超细氢氧化铝的细度为9500目；所述促进剂为促进剂DM、促进剂CZ、促进剂NA-22、促进剂TMTD、促进剂E、促进剂DBX按任意重量份之比的组合；所述防老剂为防老剂4010NA ；
[0029]所述改性酶解木质素按照以下工艺进行制备:按重量份将32份酶解木质素、27份水和19份甲醛搅拌混合后，调节体系的pH为8，升温至67 V，加入33份尿素，升温至87 V，搅拌反应3.2h后滴加2.8份浓度为lmol/L的盐酸溶液，经静置、水洗、过滤、干燥得到所述改性酶解木质素。
[0030]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】
1.一种高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶50-65份、三元乙丙橡胶5-15份、丁基橡胶3-8份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶5_12份、聚氨酯3-10份、改性氧化铝10-23份、尼龙63-8份、四甲基哌啶氧0.3-2份、纳米碳酸钙10-23份、羧化碳纳米管20-35份、偶联剂2-3.8份、过氧化二异丙苯2-3.8份、改性酶解木质素5-18份、氧化锌2-3份、硬脂酸1-1.8份、超细氢氧化铝5-20份、乙二醇二磷酸四乙酯2-6份、二甘醇二磷酸四乙酯1-3.5份、微胶囊化红磷2-10份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.2-1.3份、丙烯酸1-2.5份、促进剂1.2-2.8份、防老剂2-3.5份、软化剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶55-58份、三元乙丙橡胶8-9.3份、丁基橡胶6-7.2份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶10-10.7份、聚氨酯8-9.2份、改性氧化铝17-20份、尼龙65-5.7份、四甲基哌啶氧1.1-1.5份、纳米碳酸钙18-20份、羧化碳纳米管29-31.2份、偶联剂2.9-3.2份、过氧化二异丙苯2.9-3.2份、改性酶解木质素9-9.9份、氧化锌2.3-2.8份、硬脂酸1.3-1.6份、超细氢氧化铝12-17份、乙二醇二磷酸四乙酯3.5-4.2份、二甘醇二磷酸四乙酯1.7-2.4份、微胶囊化红磷6-7.3份、三烯丙基异三聚氰酸酯0.8-1.1份、丙烯酸1.9-2.1份、促进剂2-2.5份、防老剂2.7-3.1份、软化剂0.6-0.86份。
3.根据权利要求1或2所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分:硅橡胶57份、三元乙丙橡胶8.5份、丁基橡胶6.5份、乙烯-醋酸乙烯酯橡胶10.3份、聚氨酯9份、改性氧化铝18份、尼龙65.3份、四甲基哌啶氧1.2份、纳米碳酸钙19份、羧化碳纳米管30份、偶联剂3份、过氧化二异丙苯3份、改性酶解木质素9.5份、氧化锌2.6份、硬脂酸1.4份、超细氢氧化铝13份、乙二醇二磷酸四乙酯4份、二甘醇二磷酸四乙酯2份、微胶囊化红磷6.6份、三烯丙基异三聚氰酸酯1份、丙烯酸2份、促进剂2.3份、防老剂2.8份、软化剂0.8份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述改性氧化铝的改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述改性酶解木质素按照以下工艺进行制备:按重量份将20-40份酶解木质素、20-35份水和10-30份甲醛搅拌混合后，调节体系的pH为8-9，升温至62-70°C，加入20-40份尿素，升温至85-90°C，搅拌反应2-4h后滴加2-5份浓度为lmol/L的盐酸溶液，经静置、水洗、过滤、干燥得到所述改性酶解木质素。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述超细氢氧化招的细度为9500-9800目。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂DM、促进剂CZ、促进剂NA-22、促进剂TMTD、促进剂E、促进剂DBX中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂AW、防老剂RD、防老剂FR中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高阻燃高耐磨改性硅橡胶电缆材料，其特征在于，所述软化剂为植物油。
【文档编号】C08K3/26GK104403318SQ201410670196
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】巫春生 申请人:安徽渡江电缆集团有限公司