一种改性矿用电缆护套材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿用电缆技术领域，尤其涉及一种改性矿用电缆护套材料。
【背景技术】
[0002]目前矿用电缆经过高速发展已形成相当的规模，生产能力已大大超过今年的预测需求数值，矿用电缆大多在井下恶劣环境中使用，矿井下大多高温、易燃且腐蚀性强，氢氧化铝因具有低烟或无烟、永久阻燃、无毒、不渗出、不迀移、成本低廉、不污染环境等特点，符合阻燃剂向环保型发展的大趋势，在矿用电缆护套中的应用越来越广泛，但氢氧化铝在使用时，由于氢氧化铝填料亲水疏油的表面特性，与橡胶基体的相容性较差，加工中易形成不规则的聚集体，在护套内部分散不均匀从而产生界面缺陷，并且为达到规定的阻燃要求，添加量较大，这对材料的机械性能和加工性能影响较大，矿用电缆面临临亟待提高产品技术含量的问题，如何制备一种加工性能好，阻燃效果优异，力学性能好的护套材料成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种改性矿用电缆护套材料加工性能好，力学性能好，阻燃性能优升。
[0004]本发明提出的一种改性矿用电缆护套材料，其原料按重量份包括:顺丁橡胶30-40份，EVA树脂45-50份，三乙醇胺1.3-1.9份，改性氢氧化铝8_13份，微胶囊化红磷15-22份，氧化锌0.5-1.5份，促进剂TAC 1-2份，促进剂HVA-20.5-1份，三烯丙基异氰脲酸酯1-1.8份，二叔丁基过氧化物1-2份，交联剂DCP 0.5-1.3份，防老剂D 0.5-1.5份，防老剂4010NA 1-1.5份，炭黑N990 40-50份，硅藻土 20-30份，煅烧陶土 20-28份；
[0005]在改性氢氧化铝的制备方法中，向九水硝酸铝中加入水混合均匀，继续加入尿素混合得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将得到的物料加正丁醇配成浆料，加热，加入异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合，抽滤，洗涤，将得到的物料与异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝。
[0006]优选地，在改性氢氧化铝的制备方法中，向2-4份九水硝酸铝中加入15-25份水混合均匀，继续加入10-14份尿素混合2-4h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至90-94?，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到120-130°C，继续回流15-30min，将得到的物料加正丁醇配成浓度为12_16wt%的浆料，加热到60-70°C，加入1-2份异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合15-20min，抽滤，洗涤，将得到的物料与1-2份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌15-30min，水浴温度为72-76 0C，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝，热风干燥的温度为85-90 °C。
[0007]优选地，改性氢氧化销的粒径为2-4.5 μ m。
[0008]优选地，改性氢氧化铝、微胶囊化红磷的重量比为10-12:16-20。
[0009]优选地，顺丁橡胶、EVA树脂、三乙醇胺的重量比为35-38:46-48:1.5-1.7。
[0010]优选地，顺丁橡胶、改性氢氧化铝的重量比为35-38:10-12。
[0011]优选地，其原料按重量份包括:顺丁橡胶35-38份，EVA树脂46-48份，三乙醇胺1.5-1.7份，改性氢氧化铝10-12份，微胶囊化红磷16-20份，氧化锌0.8-1.2份，促进剂TAC1.4-1.6份，促进剂HVA-2 0.6-0.8份，三烯丙基异氰脲酸酯1.2-1.4份，二叔丁基过氧化物1.4-1.8份，交联剂DCP 0.8-1份，防老剂D 1.2-1.4份，防老剂401ONA 1.1-1.3份，炭黑N990 42-46份，硅藻土 26-28份，煅烧陶土 22-25份。
[0012]优选地，其原料按重量份包括:顺丁橡胶36份，EVA树脂47份，三乙醇胺1.6份，改性氢氧化铝11份，微胶囊化红磷18份，氧化锌0.9份，促进剂TAC 1.5份，促进剂HVA-20.7份，三烯丙基异氰脲酸酯1.3份，二叔丁基过氧化物1.6份，交联剂DCP 0.9份，防老剂D 1.3份，防老剂4010NA 1.2份，炭黑N990 45份，硅藻土 27份，煅烧陶土 24份。
[0013]本发明按如下工艺制备:将顺丁橡胶、EVA树脂、三乙醇胺、改性氢氧化铝、微胶囊化红磷、氧化锌、促进剂TAC、促进剂HVA-2、三烯丙基异氰脲酸酯、二叔丁基过氧化物、交联剂DCP、防老剂D、防老剂4010NA、炭黑N990、硅藻土、煅烧陶土、混炼，混炼温度为110-120°C，混炼时间为20-30min，薄通4_6次，成型，硫化得到改性矿用电缆护套材料。
[0014]本发明中，EVA树脂、顺丁橡胶及改性氢氧化铝共同作用，EVA树脂化学稳定性良好，抗老化，顺丁橡胶硫化后力学性能及耐老化性好，其中通过一定的工艺制备超微细化氢氧化铝，增加氢氧化铝的表面积，增强阻燃效果，同时提高材料制品的力学性能和耐热性，进一步在制备的氢氧化铝表面进行改性，并采用异丁基三乙氧基硅烷、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯进行改性，异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯分子在粉体表面形成单分子层，与EVA树脂、顺丁橡胶的物理缠绕作用强，异丁基三乙氧基硅烷是3个单烷氧层，有机分子部分有不饱和基团，改性氢氧化铝、硅烷与EVA树脂、顺丁橡胶之间很容易形成稳固的空间结构，异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丁基三乙氧基硅烷也可发生酯基交换反应，二者共同作用于改性氢氧化铝填料、EVA树脂、顺丁橡胶之间，互相补充，产生了协同作用，不仅增强了与高聚物基料的相容性，综合地提高了复合材料的力学性能，且改性氢氧化铝填料的润湿分散性优异，在制品中分散均匀，且与三乙醇胺配合作用，制品物料分散更加均匀，物料间分子间结合力增大，不仅有效改善加工性能，制品阻燃效果好，且添加少量即可满足制品阻燃要求，成本相对降低，与氧化锌、促进剂TAC、促进剂HVA-2、三烯丙基异氰脲酸酯、二叔丁基过氧化物、交联剂DCP共同作用，协同作用好，交联密度适用，制品力学性能好，改性氢氧化铝及微胶囊化红磷混合使用，可进一步改善制品的阻燃性能，选用炭黑N990并与硅藻土、煅烧陶土共同作用，填充效果好，制品力学性能进一步增强。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]本发明提出的一种改性矿用电缆护套材料，其原料按重量份包括:顺丁橡胶30份，EVA树脂50份，三乙醇胺1.3份，改性氢氧化铝13份，微胶囊化红磷15份，氧化锌1.5份，促进剂TAC I份，促进剂HVA-2 I份，三烯丙基异氰脲酸酯I份，二叔丁基过氧化物2份，交联剂DCP 0.5份，防老剂D 1.5份，防老剂4010嫩I份，炭黑N990 50份，硅藻土 20份，煅烧陶土 28份。
[0017]在改性氢氧化铝的制备方法中，向2份九水硝酸铝中加入25份水混合均匀，继续加入10份尿素混合4h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至90°C，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到130°C，继续回流15min，将得到的物料加正丁醇配成浓度为16wt%的浆料，加热到60°C，加入2份异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合15min，抽滤，洗涤，将得到的物料与2份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌15min，水浴温度为72°C，抽滤，洗涤，热风干燥得到粒径为2-4.5 μ m的改性氢氧化铝，热风干燥的温度为90°C。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种改性矿用电缆护套材料，其原料按重量份包括:顺丁橡胶40份，EVA树脂45份，三乙醇胺1.9份，改性氢氧化铝8份，微胶囊化红磷22份，氧化锌0.5份，促进剂TAC 2份，促进剂HVA-2 0.5份，三烯丙基异氰脲酸酯1.8份，二叔丁基过氧化物I份，交联剂DCP 1.3份，防老剂D 0.5份，防老剂4010NA 1.5份，炭黑N990 40份，硅藻土30份，煅烧陶土 20份。
[0020]在改性氢氧化铝的制备方法中，向4份九水硝酸铝中加入15份水混合均匀，继续加入14份尿素混合2h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至94°C，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到120°C，继续回流30min，将得到的物料加正丁醇配成浓度为12wt%的浆料，加热到70°C，加入I份异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯混合20min，抽滤，洗涤，将得到的物料与I份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌30min，水浴温度为76°C，抽滤，洗涤，热风干燥得到粒径为2-4.5 μ m的改性氢氧化铝，干燥温度为85 °C。
[0021]实施例3
[0022]本发明提出的一种改性矿用电缆护套材料，其原料按重量份包括:顺丁橡胶35