本发明属于电线电缆料技术领域，具体地，涉及一种耐磨电缆料及制备方法。
背景技术：
随着经济的发展，电缆的需求市场广阔，推动着电缆料生产技术的进步，电缆料不仅用途广泛，而且对其性能指标有特殊的要求，比如绝缘性，拉伸强度，使用温度，阻燃性能等指标均有严格的要求，不断的提高电缆料的性能，是经济和社会发展的迫切需求，传统的电缆料多存在阻燃性差，高温易变形，力学性能差，使用寿命短等问题，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，急需改变原有电缆料配方，改进材料性能，以适应电缆市场多样的需求。
聚氯乙烯电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯，对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯等增塑剂以及碳酸钙等无机填充物，助剂和润滑剂等添加剂，经过混配捏合挤出而制备的粒子。然而，现有的pvc电缆料，耐磨性能差。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种耐磨电缆料，本发明通过采用丁腈橡胶、改性凹凸棒土、润滑剂与其他成分复配使用，使丁腈橡胶电缆料的配伍更加合理，从而使丁腈橡胶电缆料的物理性能较现有技术中的普通电缆料大幅度地提高，使硅橡胶电缆料耐磨性提高。
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。简称nbr，由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
聚醋酸乙烯酯：用作聚乙烯醇、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物的原料，广泛应用于于制备涂料、粘合剂等。
改性凹凸棒土：对凹凸棒土进行适当的热处理，可以脱去凹凸棒土中的吸附水、沸石水、部分结晶水以及八面体中的结构水，造成晶格内部和沸石孔道中断键，增加活性中心，使其杂乱堆积的针棒状团变得疏松多孔，增加孔隙容积和比表面积，但热处理温度不易过高，否则会引起凹凸棒土孔径塌陷、纤维束堆积，针状纤维束紧密烧结在一起，孔隙容积和比表面积减少，吸附性能降低，因此热处理温度最佳为180-220℃；酸处理可以使凹凸棒土在水溶液中的结构电荷和表面电荷发生相应改变，从而改变凹凸棒土胶体的带电性和吸附活性，进而对凹凸棒土的物理化学性质产生影响，尤其是对凹凸棒土的阳离子交换容量和比表面积，本发明选择用盐酸溶液进行酸化，成本低，效果好。实验研究表明，随着酸浓度的增加，凹凸棒土的比表面积增加，但是如果酸浓度持续增加，则会使凹凸棒土的比表面积减少，经过试验盐酸溶液浓度为10-20mol/l范围内效果较佳；选用铬酸氧化液中浸泡可改变凹凸棒土的表面活性，使其更具有亲水性。
根据本发明的一个方面提供一种耐磨电缆料，所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶30-40份、聚醋酸乙烯酯10-25份、改性凹凸棒土13-20份、抗氧化剂10-15份、改性纳米沸石粉9-19份、硬脂酸钙15-21份、硼酸锌7-18份、增塑剂11-17份和润滑剂10-15份。
优选地，丁腈橡胶35-39份、聚醋酸乙烯酯13-22份、改性凹凸棒土15-19份、抗氧化剂11-14份、改性纳米沸石粉10-17份、硬脂酸钙17-20份、硼酸锌9-17份、增塑剂12-15份和润滑剂12-14份。
优选地，丁腈橡胶36份、聚醋酸乙烯酯18份、改性凹凸棒土17份、抗氧化剂13份、改性纳米沸石粉15份、硬脂酸钙18份、硼酸锌15份、增塑剂14份和润滑剂13份。
优选地，所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为180-220℃，处理时间为5-7h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为10-20mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为3-6h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.5-0.9h，30-45℃条件下浸泡6-8min，50-75℃处理1-2min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为450-600℃，制得所述改性凹凸棒土。
优选地，所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过80-90目筛，于1000-1200℃下煅烧1-2h后，取出，再加入为沸石质量7-9倍的质量分数为3-5％的双氧水里，于45-50℃下搅拌均匀后，浸泡6-7h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量4-5倍的浓度2-4mol/l的氢氧化钾溶液，于45-65℃下，搅拌20-25min，再浸泡3-5h，1600-1800r/min离心处理20-30min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过60-80目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量1.5-2.4％的邻苯二甲酸二辛酯、3-5％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至60-75℃时，保温8-10分钟，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
优选地，所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
根据本发明的另一个方面，提供所述的耐磨电缆料制备方法，所述方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在96-110℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为180-200℃，挤出机螺杆转速25-30转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结合了丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌等原料的优点，提升了传统聚氯乙烯电缆料性能，使其具备卓越的力学性能，耐耐磨、气候老化，使用寿命长，能够适应特定的使用环境条件，市场应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种耐磨电缆料，本发明通过采用丁腈橡胶、改性凹凸棒土、润滑剂与其他成分复配使用，使丁腈橡胶电缆料的配伍更加合理，从而使丁腈橡胶电缆料的物理性能较现有技术中的普通电缆料大幅度地提高，使硅橡胶电缆料耐磨性提高。
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。简称nbr，由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
聚醋酸乙烯酯：用作聚乙烯醇、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物的原料，广泛应用于于制备涂料、粘合剂等。
改性凹凸棒土：对凹凸棒土进行适当的热处理，可以脱去凹凸棒土中的吸附水、沸石水、部分结晶水以及八面体中的结构水，造成晶格内部和沸石孔道中断键，增加活性中心，使其杂乱堆积的针棒状团变得疏松多孔，增加孔隙容积和比表面积，但热处理温度不易过高，否则会引起凹凸棒土孔径塌陷、纤维束堆积，针状纤维束紧密烧结在一起，孔隙容积和比表面积减少，吸附性能降低，因此热处理温度最佳为180-220℃；酸处理可以使凹凸棒土在水溶液中的结构电荷和表面电荷发生相应改变，从而改变凹凸棒土胶体的带电性和吸附活性，进而对凹凸棒土的物理化学性质产生影响，尤其是对凹凸棒土的阳离子交换容量和比表面积，本发明选择用盐酸溶液进行酸化，成本低，效果好。实验研究表明，随着酸浓度的增加，凹凸棒土的比表面积增加，但是如果酸浓度持续增加，则会使凹凸棒土的比表面积减少，经过试验盐酸溶液浓度为10-20mol/l范围内效果较佳；选用铬酸氧化液中浸泡可改变凹凸棒土的表面活性，使其更具有亲水性。
实施例1
本实施例所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶40份、聚醋酸乙烯酯10份、改性凹凸棒土20份、抗氧化剂10份、改性纳米沸石粉19份、硬脂酸钙15份、硼酸锌18份、增塑剂11份和润滑剂15份。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为220℃，处理时间为5h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为20mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为3h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.9h，30℃条件下浸泡8min，50℃处理2min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为450℃，制得所述改性凹凸棒土。
所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过90目筛，于1000℃下煅烧2h后，取出，再加入为沸石质量7倍的质量分数为5％的双氧水里，于45℃下搅拌均匀后，浸泡7h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量4倍的浓度4mol/l的氢氧化钾溶液，于45℃下，搅拌25min，再浸泡3h，1800r/min离心处理20min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过80目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量1.5％的邻苯二甲酸二辛酯、5％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至60℃时，保温10min，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
所述的耐磨电缆料制备方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在96℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为200℃，挤出机螺杆转速25转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
本发明电缆料的性能测试结果为：拉伸强度为18.9mpa，断裂伸长率为438％，经irm902油90℃×70h处理后，拉伸强度和断裂伸长率分别为17.8mpa、388％，经136℃×168h热空气老化后，拉伸强度保持率98.6％，断裂伸长率保持率为98.2％，在120℃环境下能长时间稳定工作，极限氧指数为42％，在25℃×30h、臭氧浓度0.025-0.030％条件下，无裂纹出现。
实施例2
本实施例所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶30份、聚醋酸乙烯酯25份、改性凹凸棒土13份、抗氧化剂15份、改性纳米沸石粉9份、硬脂酸钙21份、硼酸锌7份、增塑剂17份和润滑剂10份。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为180℃，处理时间为7h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为10mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为6h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.5h，45℃条件下浸泡6min，75℃处理1min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为600℃，制得所述改性凹凸棒土。
所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过80目筛，于1200℃下煅烧1h后，取出，再加入为沸石质量9倍的质量分数为3％的双氧水里，于50℃下搅拌均匀后，浸泡6h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量5倍的浓度2mol/l的氢氧化钾溶液，于65℃下，搅拌20min，再浸泡5h，1600r/min离心处理30min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过60目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量2.4％的邻苯二甲酸二辛酯、3％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至75℃时，保温8min，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
所述的耐磨电缆料制备方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在110℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为180℃，挤出机螺杆转速30转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
本发明电缆料的性能测试结果为：拉伸强度为19.7mpa，断裂伸长率为528％，经irm902油90℃×70h处理后，拉伸强度和断裂伸长率分别为17.9mpa、398％，经136℃×168h热空气老化后，拉伸强度保持率98.7％，断裂伸长率保持率为98.0％，在100℃环境下能长时间稳定工作，极限氧指数为43％，在25℃×30h、臭氧浓度0.025-0.030％条件下，无裂纹出现。
实施例3
本实施例所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶39份、聚醋酸乙烯酯13份、改性凹凸棒土19份、抗氧化剂11份、改性纳米沸石粉17份、硬脂酸钙17份、硼酸锌17份、增塑剂12份和润滑剂14份。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为190℃，处理时间为6h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为15mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为5h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.6h，35℃条件下浸泡7min，65℃处理2min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为500℃，制得所述改性凹凸棒土。
所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过85目筛，于1100℃下煅烧2h后，取出，再加入为沸石质量8倍的质量分数为4％的双氧水里，于48℃下搅拌均匀后，浸泡6h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量5倍的浓度3mol/l的氢氧化钾溶液，于55℃下，搅拌23min，再浸泡4h，1700r/min离心处理25min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过70目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量1.8％的邻苯二甲酸二辛酯、4％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至65℃时，保温9分钟，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
根据本发明的另一个方面，提供所述的耐磨电缆料制备方法，所述方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在98℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为190℃，挤出机螺杆转速28转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
本发明电缆料的性能测试结果为：拉伸强度为19.9mpa，断裂伸长率为458％，经irm902油90℃×70h处理后，拉伸强度和断裂伸长率分别为16.9mpa、388％，经136℃×168h热空气老化后，拉伸强度保持率98.1％，断裂伸长率保持率为98.1％，在100℃环境下能长时间稳定工作，极限氧指数为40％，在25℃×30h、臭氧浓度0.025-0.030％条件下，无裂纹出现。
实施例4
本实施例所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶35份、聚醋酸乙烯酯22份、改性凹凸棒土15份、抗氧化剂14份、改性纳米沸石粉10份、硬脂酸钙20份、硼酸锌9份、增塑剂15份和润滑剂12份。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为185℃，处理时间为7h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为14mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为5h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.7h，38℃条件下浸泡7min，55℃处理2min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为480℃，制得所述改性凹凸棒土。
所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过85目筛，于1100℃下煅烧2h后，取出，再加入为沸石质量8倍的质量分数为5％的双氧水里，于47℃下搅拌均匀后，浸泡7h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量5倍的浓度4mol/l的氢氧化钾溶液，于49℃下，搅拌24min，再浸泡4h，1700r/min离心处理22min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过66目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量2.1％的邻苯二甲酸二辛酯、4％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至68℃时，保温9min，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
根据本发明的另一个方面，提供所述的耐磨电缆料制备方法，所述方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在105℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为195℃，挤出机螺杆转速26转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
本发明电缆料的性能测试结果为：拉伸强度为17.7mpa，断裂伸长率为328％，经irm902油90℃×70h处理后，拉伸强度和断裂伸长率分别为15.9mpa、298％，经136℃×168h热空气老化后，拉伸强度保持率97.5％，断裂伸长率保持率为97.1％，在100℃环境下能长时间稳定工作，极限氧指数为39％，在25℃×30h、臭氧浓度0.025-0.030％条件下，无裂纹出现。
实施例5
本实施例所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：所述耐磨电缆料包括如下重量份数的组分：丁腈橡胶36份、聚醋酸乙烯酯18份、改性凹凸棒土17份、抗氧化剂13份、改性纳米沸石粉15份、硬脂酸钙18份、硼酸锌15份、增塑剂14份和润滑剂13份。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述抗氧剂为纳米硫酸钡。
所述改性凹凸棒土改性方法如下：
(1)以凹凸棒土为原料，对其进行热处理，使其活化，所述热处理温度为185℃，处理时间为5h；
(2)然后进行酸处理，用浓度为16mol/l的盐酸溶液浸泡，浸泡时间为5h；
(3)干燥后进行铬酸氧化液处理，室温条件下在所述铬酸氧化液中浸泡0.6h，35℃条件下浸泡7min，62℃处理2min；
(4)最后进行煅烧处理，处理温度为480℃，制得所述改性凹凸棒土。
所述改性纳米沸石粉改性方法如下：
(1)取沸石粉碎，过85目筛，于1200℃下煅烧2h后，取出，再加入为沸石质量8倍的质量分数为4％的双氧水里，于49℃下搅拌均匀后，浸泡7h后，过滤，干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的沸石粉中倒入相当于沸石粉重量5倍的浓度3mol/l的氢氧化钾溶液，于55℃下，搅拌23min，再浸泡4h，1700r/min离心处理29min、去离子水洗涤、烘干，粉碎，过75目筛；
(3)在步骤(2)处理后的沸石粉中加入相当于其重量1.7％的邻苯二甲酸二辛酯、4％的硅烷偶联剂kh570搅拌均匀后，装入反应釜，然后升温至60℃时，保温8min，取出，冷却，研磨成纳米粉末后即得。
根据本发明的另一个方面，提供所述的耐磨电缆料制备方法，所述方法包括如下步骤：按重量份数依次将丁腈橡胶、聚醋酸乙烯酯、改性凹凸棒土、抗氧化剂、改性纳米沸石粉、硬脂酸钙、硼酸锌和、增塑剂和润滑剂加入高混机中，在100℃的温度下经混炼后挤出造粒，挤出机温度为185℃，挤出机螺杆转速25-30转/分，机头过滤网90目、130目各一层。
本发明电缆料的性能测试结果为：拉伸强度为18.2mpa，断裂伸长率为421％，经irm902油90℃×70h处理后，拉伸强度和断裂伸长率分别为17.1mpa、391％，经136℃×168h热空气老化后，拉伸强度保持率97.5％，断裂伸长率保持率为97.1％，在100℃环境下能长时间稳定工作，极限氧指数为40％，在25℃×30h、臭氧浓度0.025-0.030％条件下，无裂纹出现。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。