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一種高分子硅橡膠電纜料及其制備方法

文檔序號:9484501閱讀:472來源:國知局
一種高分子硅橡膠電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高分子硅橡膠電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于碳納米管能夠提高復合材料的力學性能、電性能以及其他性能,所以碳納米管/橡膠復合材料引起越來越多的關(guān)注。為了實現(xiàn)增強的目的,有兩個問題需要解決:一個是碳納米管的分散問題、另一個是碳納米管和基體的界面問題由于碳納米管表面比較惰性,而且比表面積比較大易造成團聚,所以碳納米管增強聚合物的效果不是很明顯〃基于這個原因,很多人開始對碳納米管進行物理或化學處理,在這些方法當中,酸處理產(chǎn)生含氧基團的方法是一種常用且高效的,因為它可以提供有效的/反應(yīng)點,從而與基體樹脂實現(xiàn)化學鍵連接〃但是,大多數(shù)情況下,這種方法產(chǎn)生的基團往往很少,不能夠提供足夠的連接與基體鍵合"所以,為了實現(xiàn)反應(yīng)點的增多,就需要引入更多的官能團,來與基體樹脂作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷,提供一種高分子硅橡膠電纜料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高分子硅橡膠電纜料,它是由下述重量份的原料組成的:
防老劑40104-6、氧化鋅2-3、雙癸基二甲基溴化銨1-2、硅橡膠370-400、棕櫚蠟3_4、聚乙烯酸2-3、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N,N’ - 二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4- 二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、聚丙烯酰胺3-4、硅烷偶聯(lián)劑KH5501-2、65_68wt%的硫酸120-150、95-98wt% 的硝酸 100-130、正硅酸乙酯 30-40、氨水 2-3、硫磺 4-5。
[0005]一種所述的高分子硅橡膠電纜料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將上述聚丙烯酰胺加入到10-15倍去離子水中,攪拌溶解;
(2)將棕櫚蠟加入到10-12倍無水乙醇中,升高溫度為80-90°C,保溫攪拌10-20分鐘,加入聚乙烯酸,攪拌至常溫,與上述聚丙烯酰胺水溶液混合,加入雙癸基二甲基溴化銨,300-400轉(zhuǎn)/分攪拌20-30分鐘,得高分子乳液;
(3)上述65_68wt%的硫酸、95_98wt%的硝酸混合,攪拌均勾,加入碳納米管,超聲攪拌20-24小時,在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘,抽濾,水洗,烘干,得酸化碳納米管;
(4)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N,N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合,超聲20-30分鐘,升高溫度為60-65°C,滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550,在氮氣保護下,磁力攪拌46-50小時,抽濾,真空干燥,得硅烷改性碳納米管;
(5)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中,超聲攪拌1-2小時,加入正硅酸乙酯、氨水、無水乙醇,50-60°C下保溫反應(yīng)4-6小時,加入上述高分子乳液,攪拌混合20-30分鐘,抽濾,水洗,真空干燥,得碳硅雜化復合材料; (6)將上述碳硅雜化復合材料與除了硫磺、氧化鋅以外的各原料混合,送入開煉機混煉均勻,將混煉膠進行薄通,加入硫磺、氧化鋅,在平板硫化機上模壓成型,硫化溫度為168-170°C。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的反應(yīng)機理是:
丙烯酸低聚物通過醋化反應(yīng)接枝到了酸化碳納米管表面,丙烯酸的引入為下一步的反應(yīng)提供了大量的羧基反應(yīng)點,同時眾多的羧基基團能夠改善官能化碳納米管的分散性;然后羧基可以很容易和硅烷偶聯(lián)劑KH550發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)變成硅氧烷基,最后再在堿性條件下水解為硅氧醇基;在堿性環(huán)境下,以硅氧醇基為反應(yīng)點,通過正硅酸乙醋的水解,在官能化碳納米管表面原位生成二氧化硅顆粒。
[0007]本發(fā)明的電纜料具有很高的拉伸強度和硬度,是由于:
(1)碳納米管與硅橡膠的高分子鏈之間通過開煉作用、相互纏繞形成了立體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
(2)由于二氧化硅改性的碳納米管表面有二氧化硅顆粒,使得管的表面凹凸不平,在碳納米管/硅橡膠復合材料進行受力時,碳納米管和高分子鏈之間的滑移變得更加困難,有利于力學性能的提尚;
(3)二氧化硅改性的碳納米管表面含有大量的硅羥基,它們可以和硅橡膠的主鏈之間發(fā)生氫鍵作用,使得二氧化硅改性的碳納米管與硅橡膠之間的界面作用更加牢固。
[0008]本發(fā)明加入的高分子乳液具有很好的粘結(jié)性,可以有效的改善各物料間的相容性,提尚成品的穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0009]—種高分子硅橡膠電纜料,它是由下述重量份的原料組成的:
防老劑40104、氧化鋅2、雙癸基二甲基溴化銨1、硅橡膠370、棕櫚蠟3、聚乙烯酸2、碳納米管50、丙烯酸80、N,N’ 二環(huán)己基碳酰亞胺80、4 二甲氨基吡啶7、四氫呋喃300、聚丙烯酰胺3、硅烷偶聯(lián)劑KH5501、65wt%的硫酸120、95wt%的硝酸100、正硅酸乙酯30、氨水2、硫磺4。
[0010]一種所述的高分子硅橡膠電纜料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將上述聚丙烯酰胺加入到10倍去離子水中,攪拌溶解;
(2)將棕櫚蠟加入到10倍無水乙醇中,升高溫度為80°C,保溫攪拌10分鐘,加入聚乙烯酸,攪拌至常溫,與上述聚丙烯酰胺水溶液混合,加入雙癸基二甲基溴化銨,300轉(zhuǎn)/分攪拌20分鐘,得高分子乳液;
(3)上述65wt%的硫酸、95wt%的硝酸混合,攪拌均勾,加入碳納米管,超聲攪拌20小時,在120°C下冷凝回流50分鐘,抽濾,水洗,烘干,得酸化碳納米管;
(4)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N,N’二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4 二甲氨基吡啶混合,超聲20分鐘,升高溫度為60°C,滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550,在氮氣保護下,磁力攪拌46小時,抽濾,真空干燥,得硅烷改性碳納米管;
(5)將上述硅烷改性碳納米管加入到100倍去離子水中,超聲攪拌1小時,加入正硅酸乙酯、氨水、無水乙醇,50°C下保溫反應(yīng)4小時,加入上述高分子乳液,攪拌混合20分鐘,抽濾,水洗,真空干燥,得碳硅雜化復合材料;
(6)將上述碳硅雜化復合材料與除了硫磺、氧化鋅以外的各原料混合,送入開煉機混煉均勻,將混煉膠進行薄通,加入硫磺、氧化鋅,在平板硫化機上模壓成型,硫化溫度為168°C。
[0011]性能測試:
斷裂伸長率:533% ;
抗張強度:7.8N/mm2 ;
老化后抗張強度保留率(120°C、170h):74% ;
老化后斷裂伸長保留率(120°C、170h):83%。
【主權(quán)項】
1.一種高分子硅橡膠電纜料,其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 防老劑40104-6、氧化鋅2-3、雙癸基二甲基溴化銨1-2、硅橡膠370-400、棕櫚蠟3_4、聚乙烯酸2-3、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N,N’ - 二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4- 二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、聚丙烯酰胺3-4、硅烷偶聯(lián)劑KH5501-2、65_68wt%的硫酸120-150、95-98wt% 的硝酸 100-130、正硅酸乙酯 30-40、氨水 2-3、硫磺 4-5。2.一種如權(quán)利要求1所述的高分子硅橡膠電纜料的制備方法,其特征在于包括以下步驟: (1)將上述聚丙烯酰胺加入到10-15倍去離子水中,攪拌溶解; (2)將棕櫚蠟加入到10-12倍無水乙醇中,升高溫度為80-90°C,保溫攪拌10-20分鐘,加入聚乙烯酸,攪拌至常溫,與上述聚丙烯酰胺水溶液混合,加入雙癸基二甲基溴化銨,300-400轉(zhuǎn)/分攪拌20-30分鐘,得高分子乳液; (3)上述65_68wt%的硫酸、95_98wt%的硝酸混合,攪拌均勾,加入碳納米管,超聲攪拌20-24小時,在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘,抽濾,水洗,烘干,得酸化碳納米管; (4)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N,N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合,超聲20-30分鐘,升高溫度為60-65°C,滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550,在氮氣保護下,磁力攪拌46-50小時,抽濾,真空干燥,得硅烷改性碳納米管; (5)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中,超聲攪拌1-2小時,加入正硅酸乙酯、氨水、無水乙醇,50-600C下保溫反應(yīng)4-6小時,加入上述高分子乳液,攪拌混合20-30分鐘,抽濾,水洗,真空干燥,得碳硅雜化復合材料; (6)將上述碳硅雜化復合材料與除了硫磺、氧化鋅以外的各原料混合,送入開煉機混煉均勻,將混煉膠進行薄通,加入硫磺、氧化鋅,在平板硫化機上模壓成型,硫化溫度為168-170°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高分子硅橡膠電纜料,它是由下述重量份的原料組成的:防老劑40104-6、氧化鋅2-3、雙癸基二甲基溴化銨1-2、硅橡膠370-400、棕櫚蠟3-4、聚乙烯酸2-3、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N,Nˊ-二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4-二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、聚丙烯酰胺3-4、硅烷偶聯(lián)劑KH5501-2、65-68wt%的硫酸120-150、95-98wt%的硝酸100-130、正硅酸乙酯30-40、氨水2-3、硫磺4-5。本發(fā)明加入的高分子乳液具有很好的粘結(jié)性,可以有效的改善各物料間的相容性,提高成品的穩(wěn)定性。
【IPC分類】C08K3/06, H01B3/28, C08L33/26, C08L91/06, C08K13/06, C08K3/22, C08L83/04, C08K9/02, C08K9/04, C08K9/06, C08K7/24
【公開號】CN105238054
【申請?zhí)枴緾N201510606630
【發(fā)明人】任兆軍
【申請人】滁州君越高分子新材料有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月22日
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