一种电缆用耐寒性护套料及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶材料，具体公开了一种电缆用耐寒性护套料及其制备方法。

背景技术：

1、氯丁橡胶是由2-氯-1,3-丁二烯单体聚合得到的橡胶，分子链的排列规整，结晶度较高，因此具有良好的力学性能、耐候性、耐化学腐蚀性，常用于电缆护套料的制备。但由于规整性，氯丁橡胶分子间作用力和结晶度较大，耐寒性不佳，满足不了部分高寒地区的需求，因此，需对其进行耐寒改性。

2、在氯丁橡胶的侧链进行接枝可以破坏其分子结构的规整性，使其不易结晶，增加耐寒性，然而规整性的破坏可能导致力学性能以及其他性能的降低，因此需研究一种合适的接枝改性工艺，以平衡力学性能与耐寒性能。综上，研究一种耐寒性能好、力学性能好的电缆用氯丁橡胶耐寒性护套料及其制备方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电缆用耐寒性护套料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电缆用耐寒性护套料的制备方法：包括以下步骤：s1：取氯丁橡胶加入混合溶剂，充分搅拌溶解，加入1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，搅拌0.5~1h，加入引发剂，升温至70℃，搅拌反应5~6h，加入阻聚剂、抗氧剂，搅拌混匀，除去溶剂，得改性氯丁橡胶；

3、s2：密炼机中加入氯丁橡胶、改性氯丁橡胶、硬脂酸、防护蜡、防老剂，混炼50~60秒；加入增塑剂，混炼4~5分钟；加入增塑填料，混炼至温度达到110℃后排出胶料；将胶料移至开炼机进行薄通出片，冷却到室温，得电缆用耐寒性护套料。

4、较为优化地，所述电缆用耐寒性护套料包括以下原料，按质量份数计：60~70份氯丁橡胶、35~45份改性氯丁橡胶、0.5~1份硬脂酸、2~3份防护蜡、4~6份防老剂、8~10份增塑剂、100~105份增塑填料。

5、较为优化地，所述改性氯丁橡胶包括以下原料，按质量份数计：100份氯丁橡胶、10~12份1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯、5~8份丙烯酸、18~22份甲基丙烯酸甲酯。

6、较为优化地，所述混合溶剂为体积比（5~6）:1的二甲苯、乙醇，加入量为氯丁橡胶质量的7~10倍；所述引发剂为过硫酸钾，加入量为氯丁橡胶质量的0.5~0.8%；所述阻聚剂、抗氧剂的加入量分别为氯丁橡胶质量的0.4~0.5%。

7、较为优化地，所述混合溶剂为体积比5:1的二甲苯、乙醇，加入量为氯丁橡胶质量的8倍；所述引发剂为过硫酸钾，加入量为氯丁橡胶质量的0.8%；所述阻聚剂、抗氧剂的加入量分别为氯丁橡胶质量的0.5%。

8、较为优化地，所述增塑填料的制备包括以下步骤：取复合填料，在乙醇和水的混合溶剂中分散均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷，40~60℃搅拌4~6h，得乙烯基化填料；加入2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯、过氧化苯甲酰，搅拌均匀，78~80℃反应6~8h，冷却至55~60℃，加入戊二醛、2辛癸酸甘油酯、氨基硫脲，保温搅拌2~3h，除去溶剂，得增塑填料。

9、较为优化地，所述复合填料包括质量比10：（0.6~0.8）：（0.5~0.8）的炭黑、氧化锌、氧化镁。

10、较为优化地，所述增塑填料包括以下原料，按质量份数计：50份复合填料、2~4份乙烯基三甲氧基硅烷、10~12份2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯、20~25份戊二醛、20~25份辛癸酸甘油酯、1~2份氨基硫脲。

11、较为优化地，所述乙醇和水的混合溶剂包括体积比1:1的水和无水乙醇，该混合溶剂添加量为复合填料质量10~12倍；所述过氧化苯甲酰的加入量为乙烯基化填料质量的0.3~0.4%。

12、较为优化地，所述乙醇和水的混合溶剂包括体积比1:1的水和无水乙醇，该混合溶剂添加量为复合填料质量10倍；所述过氧化苯甲酰的加入量为乙烯基化填料质量的0.3%。

13、较为优化地，所述增塑剂为癸二酸二辛酯。

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：（1）制备改性氯丁橡胶，氯丁橡胶分子结构规整，结晶度高，虽力学性能良好但耐寒性能不强，因此在其侧链接枝改性，降低规整性与结晶速率，以提升耐寒性；本发明改性时选用1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯中含多个苯基，苯环可作为一个旋转点增加分子链的自由度，但其作为刚性结构，引入过多时也会影响橡胶的柔韧性，同时1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯中含多个含三个乙烯基，因此其加入量的多少直接决定氯丁橡胶侧链的支化程度，因此加入量需控制，加入量过少会导致耐寒性提升不大，加入量过多则导致力学性能降低；当氯丁橡胶进行侧链接枝改性时，结构规整性降低，力学性能也受到影响，因此引入甲基丙烯酸甲酯提高力学性能；丙烯酸含有羧基基团，可以后续步骤制备的增塑填料中的金属氧化物产生络合，提高两者相容性；

15、（2）制备增塑填料，先将炭黑、氧化锌、氧化镁按一定比例混合，再进行乙烯基化改性，然后加入2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯进行聚合；2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯的引入能提高橡胶的柔韧性，且与改性氯丁橡胶中的甲基丙烯酸甲酯相容性好，有助于两者亲和性的提升，同时其中多个羟基基团有助于下一步改性；下一步改性时引入辛癸酸甘油酯、氨基硫脲，辛癸酸甘油酯是一种耐寒性增塑剂，氨基硫脲可与氧化锌、氧化镁共同作用，作为硫化剂提高橡胶交联度；因此，该增塑填料兼具增塑剂、耐寒剂、硫化剂的作用，且经过复合后，与氯丁橡胶、改性氯丁橡胶相容性好，改善迁移析出的问题。

技术特征：

1.一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：取氯丁橡胶加入混合溶剂，充分搅拌溶解，加入1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，搅拌0.5~1h，加入引发剂，升温至70℃，搅拌反应5~6h，加入阻聚剂、抗氧剂，搅拌混匀，除去溶剂，得改性氯丁橡胶；

2.根据权利要求1所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述电缆用耐寒性护套料包括以下原料，按质量份数计：60~70份氯丁橡胶、35~45份改性氯丁橡胶、0.5~1份硬脂酸、2~3份防护蜡、4~6份防老剂、8~10份增塑剂、100~105份增塑填料。

3.根据权利要求1所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述改性氯丁橡胶包括以下原料，按质量份数计：100份氯丁橡胶、10~12份1,3,5-三(4-乙烯苯基)苯、5~8份丙烯酸、18~22份甲基丙烯酸甲酯。

4.根据权利要求1所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述增塑填料的制备包括以下步骤：取复合填料，在乙醇和水的混合溶剂中分散均匀，加入乙烯基三甲氧基硅烷，40~60℃搅拌4~6h，得乙烯基化填料；加入2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯、过氧化苯甲酰，搅拌均匀，78~80℃反应6~8h，冷却至55~60℃，加入戊二醛、2辛癸酸甘油酯、氨基硫脲，保温搅拌2~3h，除去溶剂，得增塑填料。

5.根据权利要求4所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述复合填料包括质量比10：（0.6~0.8）：（0.5~0.8）的炭黑、氧化锌、氧化镁。

6.根据权利要求4所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述增塑填料包括以下原料，按质量份数计：50份复合填料、2~4份乙烯基三甲氧基硅烷、10~12份2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯、20~25份戊二醛、20~25份辛癸酸甘油酯、1~2份氨基硫脲。

7.根据权利要求1所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸二辛酯。

8.根据权利要求1~7任意一项所述的一种电缆用耐寒性护套料的制备方法制备得到的电缆用耐寒性护套料。

技术总结本发明涉及橡胶材料技术领域，具体公开了一种电缆用耐寒性护套料及其制备方法；制备方法包括以下步骤：S1：取氯丁橡胶加入混合溶剂，充分搅拌溶解，加入1,3,5‑三(4‑乙烯苯基)苯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，搅拌0.5~1h，加入引发剂，升温至70℃，搅拌反应5~6h，加入阻聚剂、抗氧剂，搅拌混匀，除去溶剂，得改性氯丁橡胶；S2：密炼机中加入氯丁橡胶、改性氯丁橡胶、硬脂酸、防护蜡、防老剂，混炼50~60秒；加入增塑剂、混炼4~5分钟，加入增塑填料，温度达到110℃后排出胶料；将胶料移至开炼机进行薄通出片，冷却到室温，得电缆用耐寒性护套料。技术研发人员：吴怀炯受保护的技术使用者：深圳市英泰格瑞科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10