一种耐老化电缆外皮的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐老化电缆外皮的制备方法，包括以下步骤：（1）、将丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯进行混炼，然后加入硅微粉、炭黑、环氧大豆油、防老剂AW、纳米二氧化钛、凹凸棒土、氯化石蜡、镁尖晶石，混炼处理2‑3min；（2）、硫化；（3）、挤出；改变了原有的橡胶材料的配方，提升了橡胶的绝缘性及耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化电缆外皮的制备方法
本专利技术属于高性能材料领域，涉及橡胶领域，具体涉及一种耐老化电缆外皮的制备方法。
技术介绍
电线电缆用以传输电（磁）能，信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体；一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。在电学领域中，橡胶材料可以用作电线、电缆的外皮，对橡胶的绝缘性具有较高的要求，而且对橡胶的强度及耐热性也有很高的要求，为了提升橡胶的性能，现在橡胶炼制时往往加入大量的白炭黑对橡胶进行补强，但是，白炭黑的密度小，易扬尘，在使用及运送过程中易产生粉尘污染，对工人的身体健康易造成危害。电缆使用范围十分广泛，比如在空调设备中，对外机线缆要求较高，由于电缆的使用环境的复杂性，要求电缆外皮不仅具有良好的耐紫外线防老效果，对冷热冲击的要求也更高。
技术实现思路
本申请提供了一种耐老化电缆外皮的制备方法，改变了原有的橡胶材料的配方，提升了橡胶的绝缘性及耐高温性能。本专利技术通过以下技术方案实现：一种耐老化电缆外皮的制备方法，包括以下步骤：（1）、将丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯进行混炼，温度为90-102℃，混炼处理1-2min，然后加入硅微粉、炭黑、环氧大豆油、防老剂AW、纳米二氧化钛、凹凸棒土、氯化石蜡、镁尖晶石，混炼处理2-3min；（2）、将步骤（1）处理好的橡胶加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆进行硫化处理，硫化温度在160-175℃，硫化时间为35-75s；（3）、将步骤（2）处理好的胶料使用挤出机挤出，挤出机的长径比为18:1，压缩比为1.72；各原料的重量比如下：丁苯橡胶75-80份、顺丁橡胶25-40份、氯化聚乙烯92-95份、硅微粉9-10份、炭黑8-12份、环氧大豆油12-15份、硫磺1.5-2.6份、二硫化四甲基秋兰姆0.85-1.2份、防老剂AW0.8-1.2份、纳米二氧化钛6-8份、凹凸棒土35-50份、氯化石蜡8-12份、镁尖晶石8-12份。所述凹凸棒土使用以下方法处理：（1）、将凹凸棒土破碎，过100目筛；（2）、将凹凸棒土放入5mol/L的盐酸溶液中，超声震荡处理80-100min，然后水洗至中性；（3）、将步骤（2）处理好的凹凸棒土使用质量分数为12%的四氢呋喃溶液浸泡处理50-75min，然后水洗去残余溶剂；（4）、将步骤（3）处理好的凹凸棒土在580℃下处理22-25min，然后降温至460℃下处理30-35min，然后缓慢降温至常温，降温幅度为2℃/min，降温过程中通入干燥的氮气保护；（5）、将步骤（4）处理好的凹凸棒土与偶联剂按重量比85-92：1的比例混合，然后在45℃下使用高速搅拌机混合均匀，然后使用25kHz的超声波处理15-20min，所述偶联剂由硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂按重量比2.5:1制成。所述硫磺与二硫化四甲基秋兰姆的比例为1.8:1。所述硅微粉经过改性处理，其改性处理方法如下：（1）、将硅微粉干燥，使用磁选设备进行磁选去除杂质，磁场强度不低于0.65T；（2）、将步骤（1）处理好的硅微粉使用3mol/L的盐酸溶液浸泡，浸泡过程中以200r/min的速度搅拌，然后过滤，水洗至中性；（3）、将步骤（2）得到的硅微粉在350℃下处理30-35min，然后自然降温至120℃保温处理30-50min，自然降温至常温，然后将硅微粉与硅烷偶联剂KH550按重量比110:1。所述镁尖晶石经过改性处理，（1）、将镁尖晶石破碎，过100目筛，使用体积分数为25%的乙醇溶液浸泡处理20-30min，浸泡过程中以250r/min的速度搅拌；（2）、将步骤（1）处理好的镁尖晶石水洗，烘干，然后向镁尖晶石中加入其重量0.08%的六甲基二硅胺烷，使用高速搅拌机在2000r/min的转速下处理25-30min，得到改性镁尖晶石。所述钛酸酯偶联剂为单烷氧磷酸酯型钛酸酯偶联剂。所述纳米二氧化钛使用以下方法进行处理，（1）、将纳米二氧化钛分散在5mol/L的硝酸溶液中，使用25kHz的超声波处理震荡处理60min；（2）、将步骤(1)处理好的纳米二氧化钛水洗至中性，在900℃无氧条件下保温处理30min，自然降温至常温；（3）、将步骤（2）处理好的纳米二氧化钛使用按重量计由膨胀石墨5份、硅烷偶联剂KH56025份、甲苯100份制成的悬浮液浸泡处理80min，浸泡过程中以1000r/min的速度进行搅拌，然后进行抽滤；（4）、将步骤（3）处理好的纳米二氧化钛在氩气保护下在260℃下处理60min，烘干，得到改性纳米二氧化钛。所述纳米二氧化钛与悬浮液的质量比1:4。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的耐老化电缆外皮的制备方法，对橡胶材料的配比进行了改进，使用显著提升了绝缘橡胶材料的绝缘性及耐高温性能，对电缆外皮的耐冷热冲击性能也有明显的提升，而且本申请中使用的添加剂的成本更低，添加后能明显提升橡胶材料的阻燃性能，阻燃效果能达到V0级，使橡胶材料的综合性能明显提升，使电缆在高温条件下能够长时间使用。本申请利用丁苯橡胶、顺丁橡胶和氯化聚乙烯作为主要原料，使橡胶的绝缘性和稳定性较高，使用丁苯橡胶、顺丁橡胶和氯化聚乙烯组合后，加入其他成分，能对胶料进行更好的补强，本申请中不需要使用白炭黑进行补强，而是使用了凹凸棒土、硅微粉作为主要的补强成分，不仅能显著提升橡胶材料的强度，本申请人经过研究发现，在凹凸棒土加入后，不仅能提升橡胶的强度、耐磨性，而且对橡胶的阻燃性及绝缘性具有显著的提升，镁尖晶石的加入能进一步提升橡胶的强度和橡胶的耐磨性，镁尖晶石经过改性处理，能显著提升镁尖晶石的分散效果，避免填料的加入分散不均造成橡胶性能不均或者性能下降，镁尖晶石的加入也能提升橡胶的强度及阻燃性。通过对凹凸棒土进行改性，显著提升了凹凸棒土与其他成分的相容性，凹凸棒土与其他成分结合使用，对橡胶具有明显的补强作用，不需要使用常规的白炭黑，同时，凹凸棒土添加后具有良好的阻燃性能，凹凸棒土经过处理，使其结构更稳定，经过对凹凸棒土的活化处理，提升了凹凸棒土的分散性，在反应时使其分散均匀，另外，由于凹凸棒土具有大量的微孔，具有良好的吸附作用，在橡胶硫化时，可以作为另外的交联点，提升橡胶的力学性能，对于材料的绝缘性及阻燃效果也具有明显的提升效果。硅微粉经过改性具有良好的绝缘性及与橡胶的相容性，添加后能够提升橡胶的力学性能和橡胶的绝缘效果，在橡胶制备过程中，与纳米二氧化钛、凹凸棒土等结合使用能显著降低橡胶的内应力，提升橡胶在使用过程中的稳定性。经过对纳米二氧化钛的表面处理，能够显著提升纳米二氧化钛的表面活性，加入膨胀石墨后，可以改善二氧化钛的自润滑性，结合加入偶联剂等成分，使纳米二氧化钛的表面活性明显提升，而且增强了与其他成分的交联效果，对胶料的防老化及补强效果更好。具体实施方式实施例1一种耐老化电缆外皮的制备方法，包括以下步骤：（1）、将丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯进行混炼，温度为95-102℃，混炼处理1-2min，然后加入硅微粉、炭黑、环氧大豆油、防老剂AW、纳米二氧化钛、凹凸棒土、氯化石蜡、镁尖晶石，混炼处理150s；（2）、将步骤（1）处理好的橡胶加入硫磺、二硫化四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐老化电缆外皮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、将丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯进行混炼，温度为90‑102℃，混炼处理1‑2min，然后加入硅微粉、炭黑、环氧大豆油、防老剂AW、纳米二氧化钛、凹凸棒土、氯化石蜡、镁尖晶石，混炼处理2‑3min；（2）、将步骤（1）处理好的橡胶加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆进行硫化处理， 硫化温度在160‑175℃，硫化时间为35‑75s；（3）、将步骤（2）处理好的胶料使用挤出机挤出，挤出机的长径比为18:1，压缩比为1.72；各原料的重量比如下：丁苯橡胶75‑80份、顺丁橡胶25‑40份、氯化聚乙烯92‑95份、硅微粉9‑10份、炭黑8‑12份、环氧大豆油12‑15份、硫磺1.5‑2.6份、二硫化四甲基秋兰姆0.85‑1.2份、防老剂AW 0.8‑1.2份、纳米二氧化钛6‑8份、凹凸棒土35‑50份、氯化石蜡8‑12份、镁尖晶石8‑12份。

【技术特征摘要】
1.一种耐老化电缆外皮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、将丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯化聚乙烯进行混炼，温度为90-102℃，混炼处理1-2min，然后加入硅微粉、炭黑、环氧大豆油、防老剂AW、纳米二氧化钛、凹凸棒土、氯化石蜡、镁尖晶石，混炼处理2-3min；（2）、将步骤（1）处理好的橡胶加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆进行硫化处理，硫化温度在160-175℃，硫化时间为35-75s；（3）、将步骤（2）处理好的胶料使用挤出机挤出，挤出机的长径比为18:1，压缩比为1.72；各原料的重量比如下：丁苯橡胶75-80份、顺丁橡胶25-40份、氯化聚乙烯92-95份、硅微粉9-10份、炭黑8-12份、环氧大豆油12-15份、硫磺1.5-2.6份、二硫化四甲基秋兰姆0.85-1.2份、防老剂AW0.8-1.2份、纳米二氧化钛6-8份、凹凸棒土35-50份、氯化石蜡8-12份、镁尖晶石8-12份。2.根据权利要求1所述的一种耐老化电缆外皮的制备方法，其特征在于：所述凹凸棒土使用以下方法处理：（1）、将凹凸棒土破碎，过100目筛；（2）、将凹凸棒土放入5mol/L的盐酸溶液中，超声震荡处理80-100min，然后水洗至中性；（3）、将步骤（2）处理好的凹凸棒土使用质量分数为12%的四氢呋喃溶液浸泡处理50-75min，然后水洗去残余溶剂；（4）、将步骤（3）处理好的凹凸棒土在580℃下处理22-25min，然后降温至460℃下处理30-35min，然后缓慢降温至常温，降温幅度为2℃/min，降温过程中通入干燥的氮气保护；（5）、将步骤（4）处理好的凹凸棒土与偶联剂按重量比85-92：1的比例混合，然后在45℃下使用高速搅拌机混合均匀，然后使用25kHz的超声波处理15-20min，所述偶联剂由硅烷偶联剂KH550、钛酸酯偶联剂按重量比2.5:1制成。3.根据权利要求1所述的一种耐老化电缆外皮的制备方法，其特征在于：所述硫磺与二硫化四甲基秋兰姆的比例为1.8:1。4.根据权利要求1所述的一种耐老...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭平，
申请(专利权)人：合肥卓汇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34