一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，由以下重量份的原料制备得到：橡胶100重量份，改性含硫纳米二氧化硅5～10重量份，氧化聚乙烯蜡5～10重量份，炭黑10～15重量份，抗氧化剂0.5～1重量份。本发明专利技术通过含硫硅烷偶联剂改性修饰纳米级二氧化硅，得到具有优良分散性的含硫纳米二氧化硅，然后将其同时作为硫化剂和补强剂加入母料，无需额外加入硫化剂，即可有效增强线缆绝缘层材料的绝缘性能和机械性能，且能进一步简化工艺流程和工艺时间，对提高产量具有着重要的意义。

A Modified Sulfur-containing Nano-silica Reinforced Cable Insulation Layer Material and Its Application

The invention provides a modified sulfur-containing nano-silica reinforced cable insulation material, which is prepared from the following weight parts of raw materials: rubber 100 weight parts, modified sulfur-containing nano-silica 5-10 weight parts, oxidized polyethylene wax 5-10 weight parts, carbon black 10-15 weight parts, antioxidant 0.5-1 weight parts. By modifying and modifying nano-silica with sulfur-containing silane coupling agent, the sulfur-containing nano-silica with excellent dispersibility is obtained, and then it is added as both vulcanizing agent and reinforcing agent into masterbatch without additional vulcanizing agent, which can effectively enhance the insulation and mechanical properties of cable insulating layer material, and can further simplify the process flow and process time, and extract the sulfur-containing nano-silica. High yield is of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料及其应用
本专利技术涉及电线电缆生产
，尤其涉及一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料及其应用。
技术介绍
橡胶材料具有优异的耐化学、耐低温度性能和耐气候老化等性能，因而被广泛地应用于线缆绝缘层的制备。以橡胶为基料及载体，以二氧化硅(SiO2)颗粒作为填充剂，制成线缆的绝缘层，可以有效增强橡胶材料绝缘、耐磨、阻燃等性能，降低现有绝缘层的密度，并提高柔韧性。但通常使用的二氧化硅填充剂粒径较大(微米级及以上)，与有机基体之间的相容性差，使得二氧化硅颗粒难以均匀分散在基体中。而使用气相法制备获得纳米二氧化硅用作填充剂时，颗粒表面具有较多活性羟基和较大的表面能，很容易团聚，同样存在分散性差的问题，这极大地影响了二氧化硅颗粒的增强效果。此外，橡胶材料制备线缆绝缘层需要加入硫化剂，通过硫化过程形成交联网状结构以进一步提高绝缘层各方面性能。在硫化过程中，硫化剂的分散效果会明显影响交联的效果和均匀性，并直接导致绝缘层性能的变化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术利用含硫小分子对纳米二氧化硅进行改性，然后将改性后二氧化硅加入线缆绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：橡胶母料100重量份，改性含硫纳米二氧化硅5～10重量份，氧化聚乙烯蜡5～10重量份，炭黑10～15重量份，抗氧化剂0.5～1重量份；所述的改性含硫纳米二氧化硅由5～20重量份含硫硅烷偶联剂和80～95重量份的纳米二氧化硅反应得到，所述含硫硅烷偶联剂是通式为(R1O)3SiR2SnR2(SiOR1)3的多硫链硅烷偶联剂或通式为(R1O)3SiR2SR3的硫代羧酸酯类硅烷偶联剂中的一种或几种，其中，R1代表‑(CH2)xCH3，R2代表‑(CH2)y‑，R3代表‑CO(CH2)zCH3，n为2～10，x为0...

【技术特征摘要】
1.一种改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：橡胶母料100重量份，改性含硫纳米二氧化硅5～10重量份，氧化聚乙烯蜡5～10重量份，炭黑10～15重量份，抗氧化剂0.5～1重量份；所述的改性含硫纳米二氧化硅由5～20重量份含硫硅烷偶联剂和80～95重量份的纳米二氧化硅反应得到，所述含硫硅烷偶联剂是通式为(R1O)3SiR2SnR2(SiOR1)3的多硫链硅烷偶联剂或通式为(R1O)3SiR2SR3的硫代羧酸酯类硅烷偶联剂中的一种或几种，其中，R1代表-(CH2)xCH3，R2代表-(CH2)y-，R3代表-CO(CH2)zCH3，n为2～10，x为0～3，y为0～5，z为1～6。2.根据权利要求1所述的改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于：所述的橡胶母料为异戊二烯橡胶母料、丁基橡胶母料、丁苯橡胶母料、丁腈橡胶母料、硅橡胶母料中一种或几种。3.根据权利要求1所述的改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于：纳米二氧化硅的尺寸为5～50nm。4.根据权利要求1所述的改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于：所述的多硫链硅烷偶联剂为(C2H5O)3Si(CH2)3]2S4或(C2H5O)3Si(CH2)3]2S2，所述的硫代羧酸酯类硅烷偶联剂为CH3CH2O)3Si(CH2)3SCO(CH2)6CH3。5.根据权利要求1所述的改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于：所述的改性含硫纳米二氧化硅由溶胶凝胶法、喷雾热分解法或两步法制备得到。6.根据权利要求5所述的改性含硫纳米二氧化硅增强的线缆绝缘层材料，其特征在于：所述溶胶凝胶法的具体步骤如下：向三口烧瓶中以1:1～5:1的体积比加入无水乙醇和去离子水，然后滴加氨水至pH为9～11，待溶液搅拌均匀后，向其中缓慢滴加占溶剂体积5～20％体积分数的正硅酸乙酯，在室温下反应3～4h，然后向三口烧瓶中加入占溶剂体积1～6％体积分数的含硫硅烷偶联剂的N-甲基吡咯烷酮溶液，室温下氮气氛反应6～12h，反应结束后溶液离心取沉淀，多遍水洗和醇洗至中性，40～60℃下烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛龙建，汪鑫，郑颖杰，谭迪，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42