一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术属于橡胶复合材料技术领域，具体涉及一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和用途。本发明专利技术提供了一种三元乙丙橡胶复合材料，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶80

【技术实现步骤摘要】
一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于橡胶复合材料
，具体涉及一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着高压直流电缆铺设距离的不断增长，对电缆附件的需求也在不断扩大。预制式附件在已经运行的陆上高压直流交联聚乙烯电缆线路已得到广泛使用。相对于传统的交流电缆附件，直流电缆附件内部的电气、机械问题更为突出。
[0003]高压直流电缆附件的设计是一种涉及电气、机械、材料和热力学的复杂过程。由于电场应力集中现象，高压直流电缆与附件间的复合界面是电力输电系统的最薄弱环节和运行故障的典型部位。橡胶材料需要一定的过盈量或扩张率来实现附件与电缆配合的接触面压。当电缆附件和电缆绝缘间的界面压力达到0.1
‑
0.25MPa范围时，能够满足电气强度要求，且不会造成安装困难或电缆绝缘损坏。随着橡胶材料的老化，发生应力松弛，导致电缆附件和电缆绝缘间的界面压力降低，影响使用寿命，引起事故发生。
[0004]目前常用改善电缆附件性能的方法就是借助高J
‑
E非线性电导率的材料进行调控，使电缆附件材料具有优异的非线性电导率特性，使其在电缆终端具有均化电场的作用，降低事故概率。
[0005]由于电缆附件用橡胶材料长期处于拉伸扩张状态，其解除后恢复原状的能力，即回弹性用来表征橡胶材料的耐老化性能。回弹性是指形变应力解除后迅速恢复其原状的程度，采用定拉伸永久变形表征其回弹性的优异。但是，现有技术中一般都是通过优化三元乙丙橡胶复合材料的门尼粘度和直流击穿强度来提升材料的使用寿命，对材料的回弹性能研究较少，并未关注回弹性对材料使用寿命的影响。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中一般都是通过优化三元乙丙橡胶复合材料的门尼粘度和直流击穿强度来提升材料的使用寿命，对材料的回弹性能研究较少，并未关注回弹性对材料使用寿命的影响，现有技术中的三元乙丙橡胶基电缆复合材料不具备优异的回弹性能，无法满足高压直流电缆附件的长期使用等缺陷，从而提供一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和用途。
[0007]为此，本专利技术提供了以下技术方案，
[0008]本专利技术提供了一种三元乙丙橡胶复合材料，包括如下重量份原料：
[0009]三元乙丙橡胶
ꢀꢀꢀꢀ
80
‑
120份；
[0010]液体乙丙橡胶
ꢀꢀꢀꢀ1‑
30份；
[0011]补强填料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
60份；
[0012]并且，所述三元乙丙橡胶、液体乙丙橡胶和补强填料重量份需满足以下关系：
[0013][0014]其中，a表示三元乙丙橡胶的重量份、b表示液体乙丙橡胶的重量份、c表示补强填料的重量份。
[0015]液体乙丙橡胶是相对低分子量数均分子量＜60000的乙烯、丙烯、非共轭二烯烃的三元共聚物，与三元乙丙橡胶混炼过程中首先能够起到增塑剂的作用，有助于改善三元乙丙橡胶的加工性能并提高补强填料的分散性，减少由传统增塑剂含量过高而引起的三元乙丙橡胶力学性能降低，增塑剂挥发、渗出等问题；其次，在硫化过程中液体乙丙橡胶还能够与三元乙丙橡胶共同参与交联，这是由于液体乙丙橡胶本身带有三乙烯基团对三元乙丙橡胶混炼胶交联反应程度有明显的提高；另外，由于液体乙丙中的少量非共轭二烯烃在胶料中发生聚合反应，并部分接枝于橡胶分子链上，对三元乙丙橡胶具有优异的补强作用，从而提高了三元乙丙硫化胶的交联程度和力学强度，提高了材料的回弹性能。
[0016]可选的，所述三元乙丙橡胶、液体乙丙橡胶和补强填料重量份需满足以下关系：
[0017][0018]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述a为100重量份，b为1
‑
30重量份，c为20
‑
60重量份，优选地c为40份，并且c/a<b<c/2，优选地b＝10c/a+c/5。
[0019]液体乙丙橡胶的含量b例如可以为7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。
[0020]补强填料的含量c例如可以为25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份或55重量份。
[0021]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述液体乙丙橡胶为美国尤尼罗伊尔化学公司TRILENE56、TRILENE65、TRILENE66、TRILENE67、TEILENECP80、TRILENE4038、狮子化学的液体乙丙橡胶CP80中的任意一种。
[0022]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述三元乙丙橡胶选自门尼粘度在ML(1+4)100℃条件下为20
‑
55MU，乙烯含量为45
‑
75％，优选的，所述三元乙丙橡胶为陶氏的4725P、朗盛的2450和埃克森的2504中的任意一种。
[0023]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述补强填料为白炭黑、碳酸钙、高岭土、陶土、碱性硅酸盐、云母粉中的至少一种。
[0024]可选的，还包括：
[0025]硫化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
5份；
[0026]助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6.5
‑
43份。
[0027]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述原料还包括硫化剂。
[0028]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述硫化剂包括过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰中的至少一种。
[0029]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述硫化剂的含量为3
‑
5重量份，例如3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份或4.8重量份。
[0030]可选的，所述三元乙丙橡胶复合材料满足以下(1)
‑
(5)中的至少一项：
[0031](1)所述液体乙丙橡胶的门尼粘度在ML(1+4)100℃条件下低于10MU；
[0032](2)所述三元乙丙橡胶的门尼粘度在ML(1+4)100℃条件下为20
‑
55MU，乙烯含量占
三元乙丙橡胶重量的45
‑
75％；
[0033]典型非限定性的，所述三元乙丙橡胶为陶氏的4025P、朗盛的2450和埃克森的2504中的一种；
[0034](3)所述补强填料包括白炭黑、碳酸钙、高岭土、陶土、碱性硅酸盐和云母粉中的一种或多种；
[0035](4)所述硫化剂包括硫磺、过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰中的一种或多种；
[0036](5)所述助剂包括活性剂、防老剂、硫化促进剂、偶联剂或增塑剂中的一种或多种。
[0037]在本专利技术一种优选地实施方式中，所述原料还包括助剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀ
80
‑
120份；液体乙丙橡胶
ꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
30份；补强填料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
60份；并且，所述三元乙丙橡胶、液体乙丙橡胶和补强填料重量份需满足以下关系：其中，a表示三元乙丙橡胶的重量份、b表示液体乙丙橡胶的重量份、c表示补强填料的重量份。2.根据权利要求1所述三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶、液体乙丙橡胶和补强填料重量份需满足以下关系：3.根据权利要求1或2所述三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，还包括：硫化剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
5份；助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6.5
‑
43份。4.根据权利要求3所述三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，满足以下(1)
‑
(5)中的至少一项：(1)所述液体乙丙橡胶的门尼粘度在ML(1+4)100℃条件下低于10MU；(2)所述三元乙丙橡胶的门尼粘度在ML(1+4)100℃条件下为20
‑
55MU，乙烯含量占三元乙丙橡胶重量的45
‑
75％；(3)所述补强填料包括白炭黑、碳酸钙、高岭土、陶土、碱性硅酸盐和云母粉中的一种或多种；(4)所述硫化剂包括硫磺、过氧化二异丙苯或过氧化二苯甲酰中的一种或多种；(5)所述助剂包括活性剂、防老剂、硫化促进剂、偶联剂或增塑剂中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，满足以下(1)
‑
(6)中的至少一项：(1)所述活性剂包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新，乔博，李文鹏，张翀，赵维佳，史晓宁，闫轰达，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：