一種電纜用高耐老化橡膠護套及其制備方法與流程
1.本發(fā)明涉及電纜技術領域，具體的，涉及一種電纜用高耐老化橡膠護套及其制備方法。
背景技術：
2.電纜護套是保護電纜免受外界各種物理和化學損傷的部件，電纜護套常用的橡膠有天然橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、氯化聚乙烯等，這些橡膠中氯化聚乙烯是由聚乙烯經(jīng)氯化改性得到的一種含氯聚合物，由于氯化聚乙烯主鏈的飽和性及所含的氯原子，使其具有良好的抗撕裂性和耐油性、耐電暈性以及阻燃性等，在市場上更受青睞。
3.但是氯化聚乙烯橡膠電纜護套在戶外長時間使用時，會因氧、高溫、低溫等的影響而發(fā)生老化進而導致電纜護套變形、開裂，影響其使用。因此，急需開發(fā)一種電纜用高耐老化橡膠護套，以解決上述問題。
技術實現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明提出一種電纜用高耐老化橡膠護套及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術中氯化聚乙烯電纜護套長時間使用易老化變形、開裂的問題。
5.本發(fā)明的技術方案如下：本發(fā)明提出了一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15-20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇 10-15份，增塑劑24-32份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-1份，硫化劑2-4份，促進劑1-1.5份，阻燃劑20-30份。
6.作為進一步的技術方案，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇由以下方法制備：將納米硫酸鋇加入聚酰亞胺乳液中，攪拌1-2小時，水洗、烘干，得到聚酰亞胺改性納米硫酸鋇。
7.作為進一步的技術方案，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺與納米硫酸鋇的質(zhì)量比為1：30。
8.作為進一步的技術方案，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和/或高分子量聚酰亞胺。
9.作為進一步的技術方案，當所述聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺時，高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的5%。
10.作為進一步的技術方案，所述低分子量聚酰亞胺的分子量為1500，所述高分子量聚酰亞胺的分子量為50000-80000。
11.作為進一步的技術方案，所述增塑劑為對苯二甲酸二辛脂和/或己二酸二丁基二甘酯，所述阻燃劑為氫氧化鎂和/或三氧化二銻。
12.作為進一步的技術方案，所述硫化劑為過氧化二異甲苯，所述促進劑為三烯丙基異氰脲酸酯，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種。
13.本發(fā)明還提出了所述電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法，包括以下步驟：
s1、將氯化聚乙烯樹脂在密煉機中塑煉，得到塑煉料；s2、將塑煉料與白炭黑、聚酰亞胺改性納米硫酸鋇、增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑、促進劑、阻燃劑投入密煉機中混煉，再加入硫化劑，混煉后得到混煉膠料；s3、將混煉膠料送入開煉機煉膠，切割下片、冷卻，得到電纜用高耐老化橡膠護套。
14.本發(fā)明的工作原理及有益效果為：1、本發(fā)明中，通過在橡膠護套中加入納米硫酸鋇來提高橡膠護套的耐老化性能，在加入納米硫酸鋇前，先采用聚酰亞胺對納米硫酸鋇進行改性，使聚酰亞胺包覆在納米硫酸鋇表面，利用聚酰亞胺與氯化聚乙烯之間的相容性改善納米硫酸鋇在橡膠護套中的分散性，從而更有效的發(fā)揮納米硫酸鋇對橡膠護套的耐老化改性效果，使得制備的橡膠護套在空氣箱熱老化試驗（100℃、7d）后的拉伸強度保持率高至93.2%-98.2%，斷裂伸長率保持率高至95.8%-98.6%，遠超標準的要求。
15.2、本發(fā)明中，通過在橡膠護套中加入聚酰亞胺改性納米硫酸鋇，還顯著提高了橡膠護套的機械性能，使制備的橡膠護套的拉伸強度高至21.6-25.1mpa，斷裂伸長率高至529%-655%。
16.3、聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，低分子量的聚酰亞胺與高分子量的聚酰亞胺協(xié)同，進一步提高了橡膠護套的耐老化性能。
具體實施方式
17.下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都涉及本發(fā)明保護的范圍。
18.下述實施例及對比例中，低分子量聚酰亞胺的分子量為1500，高分子量聚酰亞胺的分子量為50000-80000，氯化聚乙烯中氯含量為36%。
19.實施例1一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10份，對苯二甲酸二辛脂21份，己二酸二丁基二甘酯3份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷0.5份，過氧化二異甲苯2份，三烯丙基異氰脲酸酯1份，氫氧化鎂20份；其制備方法包括以下步驟：s1、將氯化聚乙烯樹脂在密煉機70℃中塑煉5min，得到塑煉料；s2、將塑煉料與白炭黑、聚酰亞胺改性納米硫酸鋇、對苯二甲酸二辛脂、己二酸二丁基二甘酯、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷、三烯丙基異氰脲酸酯、氫氧化鎂投入密煉機中混煉10min，再加入過氧化二異甲苯，混煉2min，得到混煉膠料；s3、將混煉膠料送入開煉機煉膠，切割下片、冷卻，得到電纜用高耐老化橡膠護套；其中，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇由以下方法制備：將2.5g聚氧乙烯醚溶解在100ml水中，得到聚氧乙烯醚水溶液，加熱至45℃，向加熱后的聚氧乙烯醚水溶液中滴入10ml含10g聚酰亞胺的二甲基甲酰胺溶液，攪拌均勻，冷卻得到聚酰亞胺乳液，將納米硫酸鋇加入聚酰亞胺乳液中，攪拌1.5小時，烘干，得到聚酰亞胺改性納米硫酸鋇，其中，聚酰亞胺與納
米硫酸鋇的質(zhì)量比為1：30，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺的混合物，且高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的5%。
20.實施例2一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10份，對苯二甲酸二辛脂21份，己二酸二丁基二甘酯3份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷0.5份，過氧化二異甲苯2份，三烯丙基異氰脲酸酯1份，氫氧化鎂20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺的混合物，且高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的4%；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
21.實施例3一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10份，對苯二甲酸二辛脂21份，己二酸二丁基二甘酯3份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷0.5份，過氧化二異甲苯2份，三烯丙基異氰脲酸酯1份，氫氧化鎂20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺的混合物，且高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的6%；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
22.實施例4一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10份，對苯二甲酸二辛脂21份，己二酸二丁基二甘酯3份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷0.5份，過氧化二異甲苯2份，三烯丙基異氰脲酸酯1份，氫氧化鎂20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為高分子量聚酰亞胺；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
23.實施例5一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10份，對苯二甲酸二辛脂21份，己二酸二丁基二甘酯3份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷0.5份，過氧化二異甲苯2份，三烯丙基異氰脲酸酯1份，氫氧化鎂20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
24.實施例6一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 18份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇12份，己二酸二丁
基二甘酯28份，乙烯基三乙氧基硅烷0.6份，過氧化二異甲苯3份，三烯丙基異氰脲酸酯1.2份，三氧化二銻25份；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺的混合物，且高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的5%。
25.聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
26.實施例7一種電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇15份，對苯二甲酸二辛脂32份，乙烯基三甲氧基硅烷1份，過氧化二異甲苯4份，三烯丙基異氰脲酸酯1.5份，氫氧化鎂10份，三氧化二銻20份；聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺的混合物，且高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的5%。
27.聚酰亞胺改性納米硫酸鋇以及電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法均同實施例1。
28.對比例1與實施例1的區(qū)別僅在于將聚酰亞胺改性納米硫酸鋇替換為質(zhì)量比為1：30的聚酰亞胺與納米硫酸鋇的混合物。
29.對比例2與實施例1的區(qū)別僅在于將聚酰亞胺改性納米硫酸鋇替換為納米硫酸鋇。
30.對實施例1-7及對比例1-2的橡膠護套進行如下性能測試：（1）機械性能：按照gb/t2951.11-2008《電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法第11部分：通用試驗方法—厚度和外形尺寸測量—機械性能試驗》中規(guī)定的方法測試樣品的拉伸強度和斷裂伸長率；（2）耐老化性能：按照gb/t2951.12-2008《電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法第12部分：通用試驗方法-熱老化試驗方法》中規(guī)定的方法進行耐老化試驗，并測試各試樣老化后的拉伸強度和斷裂伸長率，計算各試樣老化后的拉伸強度保持率和斷裂伸長率保持率；結果見下表：表1實施例1-7及對比例1-2的橡膠護套的機械性能和耐老化性能
標準要求為nema wc58《礦和類似用便攜和動力供電電纜》中的要求。
31.從上表中數(shù)據(jù)可以看出，實施例1-7的橡膠護套的拉伸強度高至21.6-25.1mpa，斷裂伸長率高至529%-655%，耐老化后的拉伸強度保持率高至93.2%-98.2%，斷裂伸長率保持率高至95.8%-98.6%，遠高于標準要求，說明本發(fā)明通過對橡膠護套的配方進行優(yōu)化設計，顯著提高了橡膠護套的機械性能和耐老化性能。
32.與對比例1、2相比，實施例1的橡膠護套的機械性能和耐老化性能均提高，說明與直接加入聚酰亞胺和納米硫酸鋇相比，先將聚酰亞胺對納米硫酸鋇進行改性處理，將聚酰亞胺包覆在納米硫酸鋇的表面，可以顯著促進納米硫酸鋇在橡膠護套中的分散均勻性，從而促進納米硫酸鋇作用的發(fā)揮，顯著提高橡膠護套的機械性能和耐老化性。
33.與實施例4、實施例5相比，實施例1的橡膠護套耐老化性能更好，說明高分子量聚酰亞胺與低分子量聚酰亞胺協(xié)同作用，進一步提高了橡膠護套和耐老化性能。
34.以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
技術特征：
1.一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑 15-20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇 10-15份，增塑劑24-32份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-1份，硫化劑2-4份，促進劑1-1.5份，阻燃劑20-30份。2.根據(jù)權利要求1所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇由以下方法制備：將納米硫酸鋇加入聚酰亞胺乳液中，攪拌均勻后烘干，得到聚酰亞胺改性納米硫酸鋇。3.根據(jù)權利要求1所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺與納米硫酸鋇的質(zhì)量比為1：30。4.根據(jù)權利要求1所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述聚酰亞胺改性納米硫酸鋇中，聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和/或高分子量聚酰亞胺。5.根據(jù)權利要求4所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，當所述聚酰亞胺為低分子量聚酰亞胺和高分子量聚酰亞胺時，高分子量聚酰亞胺的添加量為低分子量聚酰亞胺質(zhì)量的5%。6.根據(jù)權利要求4所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述低分子量聚酰亞胺的分子量為1500，所述高分子量聚酰亞胺的分子量為50000-80000。7.根據(jù)權利要求1所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述增塑劑為對苯二甲酸二辛脂和/或己二酸二丁基二甘酯，所述阻燃劑為氫氧化鎂和/或三氧化二銻。8. 根據(jù)權利要求1所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套，其特征在于，所述硫化劑為過氧化二異甲苯，所述促進劑為三烯丙基異氰脲酸酯，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三(β-甲氧基乙氧基) 硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一種。9.根據(jù)權利要求1-8任意一項所述的一種電纜用高耐老化橡膠護套的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1、將氯化聚乙烯樹脂在密煉機中塑煉，得到塑煉料；s2、將塑煉料與白炭黑、聚酰亞胺改性納米硫酸鋇、增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑、促進劑、阻燃劑投入密煉機中混煉，再加入硫化劑，混煉后得到混煉膠料；s3、將混煉膠料送入開煉機煉膠，切割下片、冷卻，得到電纜用高耐老化橡膠護套。
技術總結
本發(fā)明涉及電纜技術領域，提出了一種電纜用高耐老化橡膠護套及其制備方法，所述電纜用高耐老化橡膠護套，包括以下重量份的組分：氯化聚乙烯樹脂100份，白炭黑15-20份，聚酰亞胺改性納米硫酸鋇10-15份，增塑劑24-32份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-1份，硫化劑2-4份，促進劑1-1.5份，阻燃劑20-30份。通過上述技術方案，解決了現(xiàn)有技術中氯化聚乙烯電纜護套長時間使用易老化變形、開裂的問題。開裂的問題。
