一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及丁腈橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展，傳統(tǒng)的橡膠材料已經(jīng)滿足不了當(dāng)代電纜護(hù)套材料的設(shè)計(jì)和使用要求，目前經(jīng)常使用玻璃纖維來增強(qiáng)電纜護(hù)套材料，其成本低且強(qiáng)度適中，耐熱、耐屈撓性能較好，多年來已被廣泛使用以解決多種問題，但使用這些材料會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題，天然纖維復(fù)合橡膠材料是電纜護(hù)套領(lǐng)域的新方向，事實(shí)上，大部分植物纖維復(fù)合材料性能較低，熱穩(wěn)定性及與其他物料的粘結(jié)性差，如何制備一種熱穩(wěn)定及力學(xué)性能好，環(huán)保，成本低的電纜用護(hù)套材料成為目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料及其制備方法，環(huán)保，成本低，熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能優(yōu)異。
[0004]本發(fā)明提出的一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁腈橡膠50-60份，順丁橡膠40-50份，硫磺1-2份，氧化鋅2_5份，防老劑ΟΡΗ) 1-1.5份，微晶石蠟0.5-1份，硬脂酸2-4份，改性椰子殼纖維50-70份，碳黑Ν330 40-50份，乙二酸二辛酯1-2份，促進(jìn)劑NS 1-2份，芐基胺1-1.5份，偶聯(lián)劑ΚΗ-550 1-2份，馬來酸酐接枝聚丙烯1_2份，高嶺土 20-30份，混氣炭黑15-30份；
[0005]在改性椰子殼纖維的制備過程中，將椰子殼纖維浸泡于NaOH溶液中，晾干，然后浸于冰醋酸中，將析出的纖維過濾，置于含有若干滴濃硫酸的醋酸酐中浸泡，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在熱空氣中恒溫放置4h ;然后放入高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼纖維。
[0006]優(yōu)選地，丁腈橡膠、順丁橡膠、改性椰子殼纖維的重量比為55-60:45-50:60_65。
[0007]優(yōu)選地，改性椰子殼纖維、偶聯(lián)劑KH-550的重量比為60-65:1.5_2。
[0008]優(yōu)選地，在改性椰子殼纖維的制備過程中，將椰子殼纖維浸泡于濃度為l_3g/L的NaOH溶液中20-25h，晾干，然后浸于冰醋酸中l(wèi)_2h，將析出纖維的溶液過濾，置于含有2_5滴濃硫酸的醋酸酐中浸泡10-15min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在150-155°C熱空氣中真空恒溫處理4-8h ;然后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2_5%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡15-28min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼纖維。
[0009]優(yōu)選地，在改性椰子殼纖維的制備過程中，將椰子殼纖維浸泡于濃度為1.5-2.5g/L的NaOH溶液中21-23h，晾干，然后浸于冰醋酸中l(wèi)_2h，將析出纖維的溶液過濾，置于含有3-4滴濃硫酸的醋酸酐中浸泡12-14min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在152-154°C熱空氣中真空恒溫處理5-6h ;然后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-4.5%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡16-20min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼纖維。
[0010]本發(fā)明還提出的一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料的制備方法，包括如下步驟:
[0011]按配比將丁腈橡膠、順丁橡膠、防老劑opro、微晶石蠟、硬脂酸放入密煉機(jī)中混煉均勻，混煉溫度為60-70°C ;將得到的物料與按配比稱取的乙二酸二辛酯、芐基胺、偶聯(lián)劑KH-550、馬來酸酐接枝聚丙烯、高嶺土、混氣炭黑、改性椰子殼纖維、碳黑N330放入開煉機(jī)中混煉完全，混煉溫度為83-88°C;然后向得到的物料中按配比加入硫磺、促進(jìn)劑NS、氧化鋅混煉完全，混煉溫度為100-110°C ;采用雙螺桿擠出機(jī)擠出、切粒，然后在注塑機(jī)上注塑成型得到電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料。
[0012]優(yōu)選地，在電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料的制備過程中，采用雙螺桿擠出機(jī)擠出、切粒，其中螺桿速度為30-38r/min，各級溫度:第一區(qū)135-140°C，第二區(qū)170-175°C，第三區(qū)160-165°C，第四區(qū)175-180°C，第五區(qū)183_186°C，機(jī)頭溫度190_194°C ;將粒料徹底干燥后在注塑機(jī)上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)135-140°C，二段區(qū)145-150°C，三段區(qū)120-130°C，四段區(qū)45-50°C，五段區(qū)40_45°C，射嘴溫度35_38°C ;注射壓力:射膠一區(qū) 52-54MPa,射膠二區(qū) 50_55MPa,射膠三區(qū) 40_45MPa,射膠四區(qū) 35_40MPa。
[0013]優(yōu)選地，在電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料的制備過程中，采用雙螺桿擠出機(jī)擠出、切粒，其中螺桿速度為32-35r/min，各級溫度:第一區(qū)138_139°C，第二區(qū)172_174°C，第三區(qū)162-163°C，第四區(qū)176-178°C，第五區(qū)184_185°C，機(jī)頭溫度192_193°C ;將粒料徹底干燥后在注塑機(jī)上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)136-138?，二段區(qū)146-148?，三段區(qū)125-128°C，四段區(qū)46-48°C，五段區(qū)42_44°C，射嘴溫度36_37°C ;注射壓力:射膠一區(qū) 52-54MPa,射膠二區(qū) 53_55MPa,射膠三區(qū) 42_44MPa,射膠四區(qū) 37_39MPa。
[0014]本發(fā)明中，丁腈橡膠與順丁橡膠混合作用可顯著降低分子鏈的極性，制品耐寒性能大大提高，并可使耐油性能處于合理的范圍，丁腈橡膠、順丁橡膠及改性椰子殼纖維共同作用，改性后的椰子殼纖維具有細(xì)小的分支，與丁腈橡膠、順丁橡膠之間有著較好的界面粘合性，相容性及分散性能優(yōu)異，應(yīng)力能從橡膠基體傳遞到纖維上，進(jìn)一步提高機(jī)械強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度，力學(xué)性能優(yōu)異，且改性椰子殼纖維成本低，耐沖擊強(qiáng)度高，作為天然纖維增強(qiáng)材料，與丁腈橡膠、順丁橡膠及界面相容劑偶聯(lián)劑KH-550共同作用，產(chǎn)品的力學(xué)性能，物料間的黏合性進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)品的耐熱性能優(yōu)異，成本低，安全環(huán)保，且經(jīng)過適當(dāng)熱處理，椰子殼纖維內(nèi)部產(chǎn)生空洞和缺陷，丁腈橡膠、順丁橡膠及其他組分可進(jìn)入改性椰子殼纖維的細(xì)胞腔和細(xì)胞壁上的紋孔內(nèi)，形成鑲嵌結(jié)構(gòu)形態(tài)，制品熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)一步增強(qiáng)，且安全環(huán)保，成本低；且通過在制備過程中，對螺桿速度及各級溫度，注塑過程中注射溫度及注射壓力進(jìn)行限定，產(chǎn)品力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性能進(jìn)一步增強(qiáng)，使用乙二酸二辛酯作為軟化劑，不僅可改善膠料的流動性和加工性，有效提高產(chǎn)品的耐撕裂強(qiáng)度，配合加入改性椰子殼纖維、碳黑N330與混氣炭黑配合作用，補(bǔ)強(qiáng)性能優(yōu)異，可減弱大分子鏈之間的作用力，改善潤滑性能，增加橡膠大分子的柔韌性，進(jìn)而改善耐低溫性能，同時(shí)耐磨性能也顯著增強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁腈橡膠50份，順丁橡膠50份，硫磺I份，氧化鋅5份，防老劑OPro I份，微晶石蠟I份，硬脂酸2份，改性椰子殼纖維70份，碳黑N330 40份，乙二酸二辛酯2份，促進(jìn)劑NS I份，芐基胺1.5份，偶聯(lián)劑KH-550 I份，馬來酸酐接枝聚丙烯2份，高嶺土 20份，混氣炭黑30份；
[0017]在改性椰子殼纖維的制備過程中，將椰子殼纖維浸泡于濃度為3g/L的NaOH溶液中20h，晾干，然后浸于冰醋酸中2h，將析出纖維的溶液過濾，置于含有2滴濃硫酸的醋酸酐中浸泡15min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在150°C熱空氣中真空恒溫處理8h ;然后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡28min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼纖維。
[0018]電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料采用如下工藝制備:按配比將丁腈橡膠、順丁橡膠、防老劑opro、微晶石蠟、硬脂酸放入密煉機(jī)中混煉均勻，混煉溫度為60°c ;將得到的物料與按配比稱取的乙二酸二辛酯、芐基胺、偶聯(lián)劑KH-550、馬來酸酐接枝聚丙烯、高嶺土、混氣炭黑、改性椰子殼纖維、碳黑N330放入開煉機(jī)中混煉完全，混煉溫度為88°C ;然后向得到的物料中按配比加入硫磺、促進(jìn)劑NS、氧化鋅混煉完全，混煉溫度為100°C ;采用雙螺桿擠出機(jī)擠出、切粒，然后在注塑機(jī)上注塑成型得到電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料，其中采用雙螺桿擠出機(jī)擠出、切粒過程中，其中螺桿速度為30r/min，各級溫度:第一區(qū)140°C，第二區(qū)1700C，第三區(qū)165°C，第四區(qū)175°C，第五區(qū)186°C，機(jī)頭溫度190°C;將粒料徹底干燥后在注塑機(jī)上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)140°C，二段區(qū)145°C，三段區(qū)120-130°C，四段區(qū)50°C，五段區(qū)40°C，射嘴溫度38°C ;注射壓力:射膠一區(qū)52MPa，射膠二區(qū)55MPa，射膠三區(qū)40MPa，射膠四區(qū)40MPa。
[0019]實(shí)施例2
[0020]一種電纜用改性丁腈橡膠護(hù)套材料，其原料按重量份包括:丁腈橡膠60份，順丁橡膠40份，硫磺2份，氧化鋅2份，防老劑OPro 1.5份，微晶石蠟0.5份，硬脂酸4份，改性椰子殼纖維50份，碳黑N330 50份，乙二酸二辛酯I份，促進(jìn)劑NS 2份，芐基胺I份，偶聯(lián)劑KH-550 2份，馬來酸酐接枝聚丙烯I份，高嶺土 30份，混氣炭黑15份；
[0021]在改性椰子殼纖維的制備過程中，將椰子殼纖維浸泡于濃度為lg/L的NaOH溶液中25h，晾干，然后浸于冰醋酸中l(wèi)h，將析出纖維的溶液過濾，置于含有5滴濃硫酸的醋酸酐中浸泡lOmin，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在155°C熱空氣中真空恒溫處理4h ;然后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡15min，過濾，