一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料，由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50‑60份、丁氰橡胶20‑30份、丁苯橡胶20‑30份、促进剂1‑2份、硬脂酸0.8‑1.6份、氧化锌2‑3份、阻燃剂30‑40份、抗菌剂15‑20份、防老剂1‑3份、纳米二氧化钛18‑24份、白炭黑58‑72份、硫磺0.5‑0.9份；本发明专利技术还公开了所述电缆橡胶材料的制备方法。本发明专利技术采用三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶作为橡胶基体，白炭黑和纳米二氧化钛作为填料，纳米二氧化钛取代部分白炭黑作为增强剂，可有效提高橡胶材料的耐磨性；阻燃剂和抗菌剂的科学复配，赋予电缆橡胶材料良好的阻燃性能和抗菌性能，使制得的电缆橡胶材料耐腐蚀，提高电缆的安全性和使用寿命。

A corrosion resistant flame retardant cable rubber material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，具体地，涉及一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
电线电缆是指用于电力、通信及相关用途的材料，随着社会的发展，电线电缆越来越广泛的应用于各个领域，如运输、通信、建筑等，因此，对电线电缆的专业领域的要求也越来越高。电线电缆的缓冲层大多由橡胶组成，橡胶：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶材料具有高自弹性、电绝缘性能、耐化学品性和气密性等特点。大部分橡胶都是可燃或易燃的，电缆的缓冲层在意外起火的情况下，橡胶则会在高温下分解为可燃性低分子物质。可燃性低分子物质则会讯速地与氧气进行剧烈的氧化反应，氧化反应放出大量的热则会进一步促进橡胶的分解，同时氧化反应中的生成物如低分子醇、醛也会与氧气进行氧化反应直至橡胶烧尽。所以橡胶制成的电缆发生火灾的危险性和对环境的危害性大大增加，因此，提高电缆用橡胶材料的阻燃性很重要。同时，电缆在比较苛刻的环境中工作时，对耐腐蚀性要求比较高，目前的橡胶耐腐蚀性能不够强，不能符合质量要求，影响电缆的安全性和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，通过采用三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶作为橡胶基体，白炭黑和纳米二氧化钛作为填料，纳米二氧化钛取代部分白炭黑作为增强剂，可有效提高橡胶材料的耐磨性；阻燃剂和抗菌剂的科学复配，赋予电缆橡胶材料良好的阻燃性能和抗菌性能，使制得的电缆橡胶材料耐腐蚀，符合质量要求，提高电缆的安全性和使用寿命。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50-60份、丁氰橡胶20-30份、丁苯橡胶20-30份、促进剂1-2份、硬脂酸0.8-1.6份、氧化锌2-3份、阻燃剂30-40份、抗菌剂15-20份、防老剂1-3份、纳米二氧化钛18-24份、白炭黑58-72份、硫磺0.5-0.9份；所述耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料由如下步骤制成：步骤一、将三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶置于开炼机上薄通6次，包辊后加入纳米二氧化钛和一半的白炭黑，待其混炼均匀，下料，停放8h，得到母炼胶；步骤二、将开炼机辊距调整为1mm，加入母炼胶，包辊后先加入氧化剂、硬脂酸和防老剂，混炼均匀后再加入剩余的一半白炭黑、阻燃剂和抗菌剂，吃光粉后加入硫磺和促进剂，打三角包5次，下料，再停放8h；步骤三、返炼，打三角包5次，打卷3次，按厚度20-30mm出片，常温风机冷却，制得阻燃电缆橡胶材料。进一步地，所述促进剂为乙烯硫脲、二甲基二硫代氨基甲酸锌或六次甲基四胺中的一种或两种以上的混合物。进一步地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂NBC、防老剂CPPD中的一种或两种以上的混合物。进一步地，纳米二氧化钛取代部分白炭黑作为增强剂，可有效提高橡胶材料的耐磨性。进一步地，所述阻燃剂由如下方法制备：(1)按照固液比为1g：4.5-5.5mL将Al(OH)3加入无水乙醇中，再加入氢氧化铝质量75％的硅烷偶联剂KH570，先500r/min搅拌30min，再常温超声30min，抽滤，将沉淀置于60℃真空干燥箱中干燥8-9h，制得改性氢氧化铝；(2)将微胶囊化红磷与改性氢氧化铝按照质量之比为1:6-7混合均匀，得到阻燃剂。进一步地，所述抗菌剂由如下方法制备：(1)将H2O2与蒸馏水按照质量之比为3:7混合均匀，配制成H2O2溶液；(2)向烧瓶中放置1.5g木质素、6g冰乙酸和40mL蒸馏水，搅拌混合均匀，将烧瓶置于60℃油浴锅内，300r/min不断搅拌，在搅拌的过程中采用恒压滴液漏斗将1.5mL的H2O2溶液匀速缓慢滴加进烧瓶，控制滴加时间为2h；(3)滴加完成后，继续恒温搅拌反应4h，采用旋转蒸发仪将反应液体积浓缩至原来的20％，再加入3倍体积的无水乙醇，静置后抽滤取固体物，真空冷冻干燥，得到改性木质素；(4)将硝酸银和改性木质素分别溶于蒸馏水中，配制成质量分数为0.2％的硝酸银水溶液和质量分数为0.2％的改性木质素水溶液；(5)将硝酸银水溶液与改性木质素水溶液按体积比为0.8:9.2混合，再加入0.1g柠檬酸钠，室温下搅拌15min后通氮气30s除尽空气并密封，将混合液置于254nm紫外灯下照射30min，然后将混合液在10KD透析袋中透析3d，最后真空冷冻干燥，制得抗菌剂。一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶置于开炼机上薄通6次，包辊后加入纳米二氧化钛和一半的白炭黑，待其混炼均匀，下料，停放8h，得到母炼胶；步骤二、将开炼机辊距调整为1mm，加入母炼胶，包辊后先加入氧化剂、硬脂酸和防老剂，混炼均匀后再加入剩余的一半白炭黑、阻燃剂和抗菌剂，吃光粉后加入硫磺和促进剂，打三角包5次，下料，再停放8h；步骤三、返炼，打三角包5次，打卷3次，按厚度20-30mm出片，常温风机冷却，制得阻燃电缆橡胶材料。本专利技术的有益效果：本专利技术在电缆橡胶材料的原料中加入了阻燃剂，该阻燃剂为改性氢氧化铝和微胶囊化红磷复配得到的，通过硅烷偶联剂改性的氢氧化铝，其颗粒小，且颗粒比较分散，可清楚地区分各个晶粒之间的晶界，同时，根据细晶强化理论，晶界多、颗粒细的改性氢氧化铝颗粒可在橡胶体系中更好地均匀分散，从而对橡胶体系具有增强作用，并可显著改善该体系的塑性和韧性，充分发挥其阻燃性能；改性氢氧化铝比表面积大，受热面积大，热分解速率快，比普通氢氧化铝更能发挥其阻燃效果；同时，当并用微胶囊红磷时，橡胶燃烧时形成的炭层和氧化磷层更加致密，不仅有利于隔热而且有利于阻隔氧气入侵，并能够阻隔可燃物质的快速挥发和燃烧；因此，在少量微胶囊红磷的协同作用下可进一步提高橡胶材料的阻燃性能；本专利技术在电缆橡胶材料的原料中加入了抗菌剂，该抗菌剂为纳米银-改性木质素复合抗菌剂，在制备过程中，Ag+被还原形成纳米晶核时，表面活性非常高，有许多还未被还原的Ag+，改性木质素表面的-OH中的O原子提供孤电子对，与未配位的Ag+形成共价键而在银纳米微晶表面包覆上大量的木质素分子，在颗粒表面形成修饰保护层，由于聚合物分子链的空间位阻作用，阻碍了颗粒的聚集长大，起到了限制粒径大小和改善其分散性的作用，增加银纳米微晶和橡胶基体之间的界面相容性，使抗菌剂均匀高度分散于橡胶基体中，发挥纳米银粒子的抗菌性能；同时，纳米银的抗菌活性与其尺寸有关，银纳米微晶的粒径较小，可以通过细胞膜对细菌进行内部杀伤，粒径较小时，颗粒的比表面积较大有利于Ag+的溶出，提高杀菌能力；本专利技术的电缆橡胶材料采用三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶作为橡胶基体，白炭黑和纳米二氧化钛作为填料，纳米二氧化钛取代部分白炭黑作为增强剂，可有效提高橡胶材料的耐磨性；阻燃剂和抗菌剂的科学复配，赋予电缆橡胶材料良好的阻燃性能和抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50-60份、丁氰橡胶20-30份、丁苯橡胶20-30份、促进剂1-2份、硬脂酸0.8-1.6份、氧化锌2-3份、阻燃剂30-40份、抗菌剂15-20份、防老剂1-3份、纳米二氧化钛18-24份、白炭黑58-72份、硫磺0.5-0.9份；/n所述耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料由如下步骤制成：/n步骤一、将三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶置于开炼机上薄通6次，包辊后加入纳米二氧化钛和一半的白炭黑，待其混炼均匀，下料，停放8h，得到母炼胶；/n步骤二、将开炼机辊距调整为1mm，加入母炼胶，包辊后先加入氧化剂、硬脂酸和防老剂，混炼均匀后再加入剩余的一半白炭黑、阻燃剂和抗菌剂，吃光粉后加入硫磺和促进剂，打三角包5次，下料，再停放8h；/n步骤三、返炼，打三角包5次，打卷3次，按厚度20-30mm出片，常温风机冷却，制得阻燃电缆橡胶材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，由如下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50-60份、丁氰橡胶20-30份、丁苯橡胶20-30份、促进剂1-2份、硬脂酸0.8-1.6份、氧化锌2-3份、阻燃剂30-40份、抗菌剂15-20份、防老剂1-3份、纳米二氧化钛18-24份、白炭黑58-72份、硫磺0.5-0.9份；
所述耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料由如下步骤制成：
步骤一、将三元乙丙橡胶、丁氰橡胶和丁苯橡胶置于开炼机上薄通6次，包辊后加入纳米二氧化钛和一半的白炭黑，待其混炼均匀，下料，停放8h，得到母炼胶；
步骤二、将开炼机辊距调整为1mm，加入母炼胶，包辊后先加入氧化剂、硬脂酸和防老剂，混炼均匀后再加入剩余的一半白炭黑、阻燃剂和抗菌剂，吃光粉后加入硫磺和促进剂，打三角包5次，下料，再停放8h；
步骤三、返炼，打三角包5次，打卷3次，按厚度20-30mm出片，常温风机冷却，制得阻燃电缆橡胶材料。


2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，所述促进剂为乙烯硫脲、二甲基二硫代氨基甲酸锌或六次甲基四胺中的一种或两种以上的混合物。


3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，所述防老剂为防老剂MB、防老剂NBC、防老剂CPPD中的一种或两种以上的混合物。


4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，纳米二氧化钛取代部分白炭黑作为增强剂，可有效提高橡胶材料的耐磨性。


5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的阻燃电缆橡胶材料及其制备方法，其特征在于，所述阻燃剂由如下方法制备：
(1)按照固液比为1g：4.5-5.5mL将Al(OH)3加入无水乙醇中，再加入氢氧化铝质量75％的硅烷偶联剂KH570，先500r/min搅拌30min，再常温超声30min，抽滤，将沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻跃琴，
申请(专利权)人：杭州睿琦化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33