一種電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜護(hù)套技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著中國(guó)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(hù)電纜不受傷害的作用，但在敷設(shè)或運(yùn)行過程中，電纜的護(hù)套層容被損壞或受機(jī)械損傷，且長(zhǎng)時(shí)間的過載運(yùn)行，易導(dǎo)致電纜的外套層老化干枯，使護(hù)套層失去或降低保護(hù)性能。護(hù)套層橡膠材料性能好壞與添加的填料及有直接關(guān)系，因高嶺土原料豐富，加工工藝簡(jiǎn)單，成本低廉等特點(diǎn)，是橡膠護(hù)套層常用的無(wú)機(jī)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(xì)，表面積大，表面親水，表面具有較高的活性，易發(fā)生團(tuán)聚，同時(shí)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(shí)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(jī)械性能，使這種微細(xì)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(jī)械性能好，成本低的電纜用高性能復(fù)合電纜護(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高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料，所述護(hù)套材料所述電纜用護(hù)套材料耐老化性能好，物理機(jī)械性能優(yōu)異，成本較低。
[0004]本發(fā)明提出的一種電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡膠35-45份，EVA樹脂30-50份，改性納米高嶺土 30-45份，二硫化二苯并噻唑1_2份，氧化鋅1.5-2.5份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1-3份，防老劑ODA 1-2份，高耐磨炭黑45-55份，煅燒陶土 25-35份，納米碳酸鈣20-30份，鄰苯二甲酸二辛酯1_1.8份，硬脂酸1_3份，氯化石蠟0.5-1.5份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑2-4份，防老劑RD 1-2.5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8.2-9.5，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6-6.5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(wú)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30-40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8.2-9.5，氫氧化鈉溶液與納米高嶺土的重量體積比(g:ml)為1:22-25，攪拌均勻，超聲分散15_25min得到預(yù)混液，向預(yù)混液中加入15-28份醋酸鉀混合均勻，置于微型旋渦混合儀上振蕩3-6min，研磨20_40min，靜置35-40h，在65-75°C烘箱中恒溫干燥20_40h，得到復(fù)合物，取出復(fù)合物，研磨20_25min，水洗4-9次，烘干，研磨，將得到的物料放于88-94°C水中，加入0.05-0.083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1.8-2份硅烷偶聯(lián)劑KH560，置于pH值為6-6.5的90-94%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60-75°C，加入硅烷偶聯(lián)劑水解液微波反應(yīng)5-15min，微波功率為500_650w，自然冷卻，過濾，無(wú)水乙醇洗滌2-4次，蒸餾水洗滌2-3次，在95-118°C下干燥15_23h，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0.1005-0.10067wt%。
[0008]優(yōu)選地，三元乙丙橡膠、EVA樹脂及改性納米高嶺土的重量比為40-43:35-38:40-42 ο
[0009]優(yōu)選地，高耐磨炭黑、煅燒陶土、納米碳酸鈣的重量比為45-46:30-32:22_25。
[0010]優(yōu)選地，二硫化二苯并噻唑、氧化鋅的重量比為1.4-1.6:1.8-2ο
[0011]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:三元乙丙橡膠40-43份，EVA樹脂35-38份，改性納米高嶺土 40-42份，二硫化二苯并噻唑1.4-1.6份，氧化鋅1.8-2份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.5-2份，防老劑ODA 1.5-1.8份，高耐磨炭黑45-46份，煅燒陶土 30-32份，納米碳酸鈣22-25份，鄰苯二甲酸二辛酯1.2-1.4份，硬脂酸1.5-2份，氯化石蠟0.8-1份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑2.5-3份，防老劑RD 1.5-2份。
[0012]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:三元乙丙橡膠41份，EVA樹脂36份，改性納米高嶺土 41份，二硫化二苯并噻唑1.5份，氧化鋅1.9份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.6份，防老劑ODA 1.7份，高耐磨炭黑46份，煅燒陶土 31份，納米碳酸鈣23份，鄰苯二甲酸二辛酯1.3份，硬脂酸1.8份，氯化石蠟0.95份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑2.6份，防老劑RD 1.8份。
[0013]本發(fā)明提出的上述電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料的制備工藝為:將三元乙丙橡膠、EVA樹脂及改性納米高嶺土在密煉機(jī)中混煉10-14min，然后加入氧化鋅、硬脂酸、氯化石蠟、防老劑RD、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(jī)中混煉5-8min ;將得到的物料中加入防老劑0DA、二硫化二苯并噻唑及二甲基二硫代氨基甲酸鋅進(jìn)行混煉，混煉溫度為90-105°C，混煉時(shí)間為40-50S ;將制備的物料送入開煉機(jī)中進(jìn)行軋片散熱得到電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料，其中開煉機(jī)溫度為110_120°C，乳片時(shí)間為5-7min。
[0014]本發(fā)明中，三元乙丙橡膠的耐老化、耐臭氧發(fā)能突出，EVA樹脂化學(xué)穩(wěn)定性、抗老化及耐臭氧性能好，二兀乙丙橡妝、EVA樹脂及改性納米尚嶺土混合使用，可有效提尚廣品的物理機(jī)械性能，耐老化性能，且成本低，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(duì)高嶺土進(jìn)行有機(jī)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(jī)大分子通過置換過程進(jìn)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，在三元乙丙橡膠、EVA樹脂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(jī)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(shí)，橡膠制品的成本明顯降低，提高經(jīng)濟(jì)效益，此外進(jìn)一步控制內(nèi)部Mn的含量，橡膠耐老化程度進(jìn)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1?與改性納米高嶺土一起作為補(bǔ)強(qiáng)填充體系，護(hù)套材料的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐磨性能優(yōu)異，物理機(jī)械性能進(jìn)一步增強(qiáng)，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(qiáng)交聯(lián)密度，較明顯的提高套材料的硬度及機(jī)械強(qiáng)度，產(chǎn)品物理機(jī)械性能好，與防老劑ODA、防老劑RD配合作用，兩者協(xié)同作用好，產(chǎn)品的耐老化性能進(jìn)一步增強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種電纜用高性能復(fù)合電纜護(hù)套材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡膠35份，EVA樹脂50份，改性納米高嶺土 30份，二硫化二苯并噻唑2份，氧化鋅1.5份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅3份，防老劑ODA I份，高耐磨炭黑55份，煅燒陶土 25份，納米碳酸鈣30份，鄰苯二甲酸二辛酯I份，硬脂酸3份，氯化石蠟0.5份，固體鈣鋅穩(wěn)定劑4份，防老劑RD 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8.2，氫氧化鈉溶液與納米高嶺土的重量體積比(g:ml)為1:25，攪拌均勻，超聲分散15min得到預(yù)混液，向預(yù)混液中加入28份醋酸鉀混合均勻，置于微型旋渦混合儀上振蕩3min，研磨40min，靜置35h，在75°C烘箱中恒溫干燥20h，得到復(fù)合物，取出復(fù)合物，研磨25min，水洗4次，烘干，研磨，將得到的物料放于94°C水中，加入0.05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6的94%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60°C，加入硅烷偶聯(lián)劑水解液微波反應(yīng)15min，微波功率為500w，自然冷卻，過濾，無(wú)水乙醇洗滌4次，蒸餾水洗滌2次，在11