一種改性復(fù)合電纜護套材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜護套技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性復(fù)合電纜護套材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著中國電纜行業(yè)高速發(fā)展，新增企業(yè)數(shù)量不斷上升，行業(yè)整體技術(shù)水平得到大幅提高，在線路中，電纜所占的比重正逐漸增加，電纜最外層一般為橡膠或橡膠合成套，這一層的作用絕緣，及保護電纜不受傷害的作用，但在敷設(shè)或運行過程中，電纜的護套層容被損壞或受機械損傷，且長時間的過載運行，易導(dǎo)致電纜的外套層老化干枯，使護套層失去或降低保護性能。護套層橡膠材料性能好壞與添加的填料及補強劑有直接關(guān)系，因高嶺土原料豐富，加工工藝簡單，成本低廉等特點，是橡膠護套層常用的無機礦物填料之一，高嶺土是以高嶺石和多水高嶺石為主要礦物成分的粘土礦，其結(jié)構(gòu)為二八面體，由1:1的硅氧四面體和鋁氧八面體組成，硅氧四面體和鋁氧八面體共用氧原子，但其顆粒微細，表面積大，表面親水，表面具有較高的活性，易發(fā)生團聚，同時由于高嶺土與聚合物的界面性質(zhì)不同，相容性較差，本身填充聚合物時難以分散均勻而產(chǎn)生相分離，一定程度上降低了聚合物的力學(xué)機械性能，使這種微細高嶺土的優(yōu)良性質(zhì)不能得到充分發(fā)揮，如何制備一種耐老化，機械性能好，成本低的改性復(fù)合電纜護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)明提出了一種改性復(fù)合電纜護套材料及其制備方法，所述護套材料所述電纜用護套材料耐老化性能好，物理機械性能優(yōu)異，成本較低。
[0004]本發(fā)明提出的一種改性復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯30-40份，交聯(lián)絕緣聚乙烯20-30份，改性納米高嶺土 15-20份，二硫化二苯并噻唑0.8-1.3份，氧化鋅1-3份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1-2份，防老劑4010NA 0.8-1.5份，高耐磨炭黑40-50份，煅燒陶土 20-30份，納米碳酸鈣15-25份，鄰苯二甲酸二辛酯0.5-2份，硬脂酸1~2份，氯化石錯1-2份，固體媽鋅穩(wěn)定劑1-3份，亞磷酸醋1-3份；
[0005]在改性納米高嶺土的制備過程中，將氫氧化鈉溶液加入到納米高嶺土中，攪拌均勻，使得到的物料的PH值為8-10，超聲分散得到預(yù)混液，向預(yù)混液中加入醋酸鉀混合均勻，置于微型旋渦混合儀上振蕩，研磨，靜置，置于烘箱中恒溫干燥得到復(fù)合物，取出復(fù)合物，研磨，水洗，烘干，研磨，將得到的物料放于水中，加入十六烷基三甲基溴化銨混合均勻得到預(yù)制高嶺土，將硅烷偶聯(lián)劑KH560，置于pH值為5-6的乙醇溶液中至水解完全得到硅烷偶聯(lián)劑水解液，將預(yù)制高嶺土加熱，然后加入硅烷偶聯(lián)劑水解液微波反應(yīng)，自然冷卻，過濾，無水乙醇洗滌，蒸餾水洗滌，干燥，粉碎，研磨得到改性納米高嶺土。
[0006]優(yōu)選地，在改性納米高嶺土的制備過程中，按重量份將取20-40份納米高嶺土，向其中加入氫氧化鈉溶液使得到的物料的PH值為8-10，氫氧化鈉溶液與納米高嶺土的重量體積比(g:ml)為1:15-20，攪拌均勻，超聲分散5-2011^11得到預(yù)混液，向預(yù)混液中加Λ 20-30份醋酸鉀混合均勻，置于微型旋渦混合儀上振蕩2-4min，研磨15_30min，靜置20-40h，在60-80°C烘箱中恒溫干燥15-30h，得到復(fù)合物，取出復(fù)合物，研磨10_15min，水洗3-8次，烘干，研磨，將得到的物料放于90-95°C水中，加入0.03-0.045份十六烷基三甲基溴化銨混合均勻得到預(yù)制高嶺土，稱取0.5-2份硅烷偶聯(lián)劑KH560，置于pH值為5_6的95%的乙醇溶液中至水解完全得到硅烷偶聯(lián)劑水解液，將預(yù)制高嶺土加熱到50-70°C，加入硅烷偶聯(lián)劑水解液微波反應(yīng)10-20min，微波功率為400-500?，自然冷卻，過濾，無水乙醇洗滌1_2次，蒸餾水洗滌2-3次，在100-110°C下干燥20-24h，粉碎，研磨得到改性納米高嶺土。
[0007]優(yōu)選地，改性納米高嶺土中Mn的含量為0.10045-0.1007wt%。
[0008]優(yōu)選地，氯磺化聚乙稀、交聯(lián)絕緣聚乙稀及改性納米高嶺土的重量比為35-38:25-27:16-18。
[0009]優(yōu)選地，高耐磨炭黑、煅燒陶土、納米碳酸鈣的重量比為44-46:25-28:20_23。
[0010]優(yōu)選地，二硫化二苯并噻唑、氧化鋅的重量比為1-1.2:1_2。
[0011]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯35-38份，交聯(lián)絕緣聚乙烯25-27份，改性納米高嶺土 16-18份，二硫化二苯并噻唑1-1.2份，氧化鋅1-2份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.4-1.7份，防老劑4010NA 1-1.4份，高耐磨炭黑44-46份，煅燒陶土 25-28份，納米碳酸鈣20-23份，鄰苯二甲酸二辛酯1-1.5份，硬脂酸1.2-1.6份，氯化石蠟1.4-1.8份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑2-2.6份，亞磷酸酯1-2份。
[0012]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯36份，交聯(lián)絕緣聚乙烯26份，改性納米高嶺土 17.4份，二硫化二苯并噻唑1.15份，氧化鋅1.6份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.5份，防老劑4010NA 1.2份，高耐磨炭黑45.4份，煅燒陶土 26份，納米碳酸鈣21份，鄰苯二甲酸二辛酯1.2份，硬脂酸1.5份，氯化石蠟1.6份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑2.3份，亞磷酸酯1.4份。
[0013]本發(fā)明提出的上述改性復(fù)合電纜護套材料的制備工藝為:將氯磺化聚乙烯、交聯(lián)絕緣聚乙烯及改性納米高嶺土在密煉機中混煉10-13min，然后加入氧化鋅、硬脂酸、氯化石蠟、亞磷酸酯、固體鈣鋅穩(wěn)定劑、鄰苯二甲酸二辛酯、炭黑、煅燒陶土及納米碳酸鈣在密煉機中混煉12-15min ;將得到的物料中加入防老劑4010NA、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸鋅進行混煉，混煉溫度為100-120°C，混煉時間為20-60S ;將制備的物料送入開煉機中進行軋片散熱得到改性復(fù)合電纜護套材料，其中開煉機溫度為100-115°C，乳片時間為8-10mino
[0014]本發(fā)明中，氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐老化性、耐化學(xué)腐蝕性及物理機械性能好，交聯(lián)絕緣聚乙烯耐磨性、耐腐蝕、耐應(yīng)力開裂性較優(yōu)異，氯磺化聚乙烯、交聯(lián)絕緣聚乙烯與改性納米高嶺土混合使用，產(chǎn)品的物理機械性能，耐老化性能極為優(yōu)異，且生產(chǎn)成本低，其中由于高嶺土單元層間存在-OH鍵和S1-O鍵，層間距很小，在改性納米高嶺土的制備過程中，先利用醋酸鉀吸潮特性對高嶺土進行有機插層、剝離，高嶺土內(nèi)部除去夾層客體醋酸鉀，自然剝片后，可有效撐高嶺土層間距，并使層間親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，層間的表面能降低，有利于其它有機大分子通過置換過程進入高嶺土層間，且高嶺土層間表面羥基活性比較低，能有效減弱橡膠老化過程，再經(jīng)過合適的偶聯(lián)劑改性后，高嶺土表面能顯著降低，與其他物料間交聯(lián)性和分散性好，在氯磺化聚乙烯、交聯(lián)絕緣聚乙烯及其他物料中摻入改性納米高嶺土后，可顯著改善橡膠制品物理機械性能、耐磨性、耐酸堿腐蝕性、耐熱穩(wěn)定性及膠料的加工性能，與此同時，橡膠制品的成本明顯降低，提高經(jīng)濟效益，此外進一步控制內(nèi)部Mn的含量，橡膠耐老化程度進一步減弱，另合理添加適量高耐磨炭黑、煅燒陶土及納米碳酸鈣與改性納米高嶺土一起作為補強填充體系，護套材料的拉伸強度、撕裂強度及耐磨性能優(yōu)異，物理機械性能進一步增強，且原料成本低，此外使用二甲基二硫代氨基甲酸鋅與二硫化二苯并噻唑共用具有更高的硫化活性，并與硬脂酸及氧化鋅配合作用，可增強交聯(lián)密度，較明顯的提高套材料的硬度及機械強度，產(chǎn)品物理機械性能好，與防老劑4010NA、亞磷酸酯配合作用，兩者協(xié)同作用好，產(chǎn)品的耐老化性能進一步增強。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種改性復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括:氯磺化聚乙烯30份，交聯(lián)絕緣聚乙稀30份，改性納米高嶺土 15份，二硫化二苯并噻挫1.3份，氧化鋅I份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅2份，防老劑4010NA 0.8份，高耐磨炭黑50份，煅燒陶土 20份，納米碳酸鈣25份，鄰苯二甲酸二辛酯0.5份，硬脂酸2份，氯化石蠟I份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑3份，亞磷酸酯I份。
[0017]在改性納米高嶺土的制備過程中，按重量份將取40份納米高嶺土，向其中加入氫氧化鈉溶液使得到的物料的pH值為8，氫氧化鈉溶液與納米高嶺土的重量體積比(g:ml)為I: 20，攪拌均勻，超聲分散5min得到預(yù)混液，向預(yù)混液中加入30份醋酸鉀混合均勻，置于微型旋渦混合儀上振蕩2min，研磨30min，靜置20h，在80°C烘箱中恒溫干燥15h，得到復(fù)合物，取出復(fù)合物，研磨15min，水洗3次，烘干，研磨，將得到的物料放于95°C水中，加入0.03份十六烷基三甲基溴化銨混合均勻得到預(yù)制高嶺土，稱取2份硅烷偶聯(lián)劑KH560，置于pH值為5的95%的乙醇溶液中至水解完全得到硅烷偶聯(lián)劑水解液，將預(yù)制高嶺土加熱到70°C，加入硅烷偶聯(lián)劑水解液微波反應(yīng)lOmin，微波功率為500w，自然冷卻，過濾，無水乙