本發(fā)明屬于電力材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種具有耐老化性能的電纜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在電纜使用初期，電纜的絕緣層具有較為優(yōu)異的力學(xué)性能和絕緣性能。電纜的絕緣層使用最多的為高分子材料，電纜在使用一段時(shí)間過后，絕緣層便會(huì)隨著使用的時(shí)限而老化，從而極大地降低了電纜的性能。
電纜老化的主要原因是絕緣降低而被擊穿。導(dǎo)致絕緣降低的因素很多，主要包括以下方面：1、外力損傷。2、受潮。3、化學(xué)腐蝕。4、溫度?，F(xiàn)有的電纜在對抗外力損傷、受潮、化學(xué)腐蝕、溫度過高等方面起不到較好的效果，因此造成電纜老化，導(dǎo)致電纜使用壽命降低，存在安全隱患。其中，高溫環(huán)境和燃燒是促使電纜老化，最終導(dǎo)致電纜損壞的重要因素。因此，需要研發(fā)一種具有耐高溫，阻燃的電纜材料以降低電纜的老化率，提高電纜的使用壽命，節(jié)省生產(chǎn)制造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種具有耐老化性能的電纜材料及制備方法。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，所述的具有耐老化性能的電纜材料包括如下重量份數(shù)的原料：氯丁橡膠52-61份、乙撐雙硬脂酰胺16-26份、聚醋酸乙烯酯3-9份、鉀長石粉4-5份、二鹽基亞磷酸鉛1-3份、穩(wěn)定劑1-3份、納米碳纖維1.3-3.2份、防老劑1-3份、硫化劑0.12-0.32份、助硫化劑0.13-0.28份、陶土3-6份、聚四氟乙烯微粉2-9份。
優(yōu)選地，所述的具有耐老化性能的電纜材料包括如下重量份數(shù)的原料：氯丁橡膠55-61份、乙撐雙硬脂酰胺16-23份、聚醋酸乙烯酯3-7份、鉀長石粉4-5份、二鹽基亞磷酸鉛1-2份、穩(wěn)定劑1-2份、納米碳纖維1.3-2.2份、防老劑2-3份、硫化劑0.12-0.31份、助硫化劑0.13-0.24份、陶土3-5份、聚四氟乙烯微粉2-4份。
優(yōu)選地，所述的具有耐老化性能的電纜材料包括如下重量份數(shù)的原料：氯丁橡膠57份、乙撐雙硬脂酰胺18份、聚醋酸乙烯酯4份、鉀長石粉4份、二鹽基亞磷酸鉛1份、穩(wěn)定劑1份、納米碳纖維1.5份、防老劑2份、硫化劑0.22份、助硫化劑0.16份、陶土4份、聚四氟乙烯微粉3份。
優(yōu)選地，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
優(yōu)選地，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)15-20min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)15-30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為90-100:1-3:3-10:0.4-3:4-6；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌15-25min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌20-25min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
優(yōu)選地，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為150-160℃，造粒時(shí)控制溫度為180-210℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明提供一種具有耐老化性能的電纜材料，該電纜材料配方以氯丁橡膠為主料，氯丁橡膠具有良好的機(jī)械性能，耐油，耐熱，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸堿、耐化學(xué)試劑等性能。在80-100℃可長期使用而保持品質(zhì)不便，在復(fù)配穩(wěn)定劑，可使其保持較好的穩(wěn)定性。用氯丁橡膠制備電纜材料可以保證電纜材料具有很強(qiáng)的耐熱、耐老化、耐油、耐腐蝕等特性。
2、本發(fā)明提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，配方中加入的老化劑進(jìn)一步提高了該電纜材料的抗老化性能，延長使用年限，提高品質(zhì)。
3、本發(fā)明提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，配方中加入的納米碳纖維可以改進(jìn)電纜材料的力學(xué)性能，特別是提高電纜材料的柔韌度和拉伸強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，所述的具有耐老化性能的電纜材料包括如下重量份數(shù)的原料：氯丁橡膠61份、乙撐雙硬脂酰胺16份、聚醋酸乙烯酯9份、鉀長石粉4份、二鹽基亞磷酸鉛3份、穩(wěn)定劑1份、納米碳纖維3.2份、防老劑1份、硫化劑0.32份、助硫化劑0.13份、陶土6份、聚四氟乙烯微粉2份。
其中，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
其中，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
其中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)20min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)15-30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為90:3:3:3:4；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌25min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌25min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
其中，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為160℃，造粒時(shí)控制溫度為180℃。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，所述的具有耐老化性能的電纜材料包括如下重量份數(shù)的原料：氯丁橡膠52份、乙撐雙硬脂酰胺26份、聚醋酸乙烯酯3份、鉀長石粉5份、二鹽基亞磷酸鉛1份、穩(wěn)定劑3份、納米碳纖維1.3份、防老劑3份、硫化劑0.12份、助硫化劑0.28份、陶土3份、聚四氟乙烯微粉9份。
其中，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
其中，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
其中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)15min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為90:1:3:0.4:4；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌15min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌20min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
其中，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為150℃，造粒時(shí)控制溫度為210℃。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，氯丁橡膠61份、乙撐雙硬脂酰胺16份、聚醋酸乙烯酯7份、鉀長石粉4份、二鹽基亞磷酸鉛2份、穩(wěn)定劑1份、納米碳纖維2.2份、防老劑2份、硫化劑0.31份、助硫化劑0.13份、陶土5份、聚四氟乙烯微粉2份。
其中，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
其中，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
其中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)15-20min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)15-30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為100:3:10:3:6；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌25min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌25min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
其中，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為160℃，造粒時(shí)控制溫度為210℃。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，氯丁橡膠55份、乙撐雙硬脂酰胺23份、聚醋酸乙烯酯3份、鉀長石粉5份、二鹽基亞磷酸鉛1份、穩(wěn)定劑2份、納米碳纖維1.3份、防老劑3份、硫化劑0.12份、助硫化劑0.24份、陶土3份、聚四氟乙烯微粉4份。
其中，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
其中，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
其中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)17min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)15-30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為93:2:6:2:5；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌20min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌22min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
其中，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為151℃，造粒時(shí)控制溫度為190℃。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的一種具有耐老化性能的電纜材料，氯丁橡膠57份、乙撐雙硬脂酰胺18份、聚醋酸乙烯酯4份、鉀長石粉4份、二鹽基亞磷酸鉛1份、穩(wěn)定劑1份、納米碳纖維1.5份、防老劑2份、硫化劑0.22份、助硫化劑0.16份、陶土4份、聚四氟乙烯微粉3份。
其中，所述防老劑由甲酚、雙環(huán)戊二烯和異丁烯在磺酸類催化劑的催化下進(jìn)行反應(yīng)制得。
其中，所述穩(wěn)定劑為鉛鹽復(fù)合穩(wěn)定劑。
其中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯、助硫化劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有耐老化性能的電纜材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）制備老化劑：將所述甲酚和磺酸類催化劑混合，混合均勻后，向所述混合體系中加入雙環(huán)戊二烯，反應(yīng)18min，得到預(yù)反應(yīng)體系；向所述預(yù)反應(yīng)體系中加入丙酮溶劑，攪拌后，加入所述異丁烯，反應(yīng)15-30min得到所述防老劑，其中所述甲酚、雙環(huán)戊二烯、異丁烯、磺酸類催化劑和丙酮溶劑的體積比為92:2:5:1:5；
（2）制備混合料a：按重量份數(shù)稱量氯丁橡膠、乙撐雙硬脂酰胺、聚醋酸乙烯酯、鉀長石粉、二鹽基亞磷酸鉛、納米碳纖維、陶土、聚四氟乙烯微粉，將上述原料混合攪拌19min，得混合料a；
（3）制備混合料b：按重量份數(shù)稱量穩(wěn)定劑、防老劑、硫化劑、助硫化劑倒入混合料a中，混合攪拌22min，得混合料b；
（4）離心混合：將混合料b加入開煉機(jī)中混煉、造粒，即可。
其中，所述步驟（4）中開練時(shí)控制溫度為155℃，造粒時(shí)控制溫度為185℃。
實(shí)驗(yàn)測試：
按照實(shí)施例1-5所述的原料及配比，制備抗老化電纜料，上述電纜料通過常規(guī)方法制備電纜，將制備的電纜分為1組、2組、3組、4組5組，取市售普通的電纜為對照組。對上述各組電纜進(jìn)行紫外光老化試驗(yàn)，老化試驗(yàn)條件是uvb313型紫外燈，輻射能為0.63w/m2/nm；曝光條件為先在黑板溫度為60℃輻射4h，后停止輻射，在50℃下冷凝4h；暴露時(shí)間為1000h。
測試指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度，測試結(jié)果顯示1組、2組、3組、4組和5組老化前后的拉伸強(qiáng)度變化不大，對照組的變化較大，拉伸強(qiáng)度較低；1組、2組、3組、4組和5組老化前后的斷裂伸長率變化不大，對照組的變化較大，斷裂伸長率較低；1組、2組、3組、4組和5組老化前后的撕裂強(qiáng)度變化不大，對照組的變化較大，撕裂強(qiáng)度較低。
由此可見，本發(fā)明提供的電纜材料，機(jī)械性能優(yōu)異，抗老化性能好。
以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。