一種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有電纜護套技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保復(fù)合電纜護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)滿足不了當代電纜護套材料的設(shè)計和使用要求，目前經(jīng)常使用玻璃纖維來增強電纜護套材料，其成本低且強度適中，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)致嚴重的環(huán)境問題，天然纖維復(fù)合橡膠材料是電纜護套領(lǐng)域的新方向，事實上，大部分植物纖維復(fù)合材料性能較低，其熱穩(wěn)定差且與其他物料的粘結(jié)性能達不到需求，如何制備一種力學(xué)能好，耐熱性能優(yōu)異，環(huán)保且成本低的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)明提出了一種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料，內(nèi)部天然植物纖維在橡膠基體中分散性、相容性好，制品環(huán)保，成本低，耐熱性能優(yōu)異，力學(xué)性能好。
[0004]本發(fā)明提出的一種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括:有機硅橡膠
50-60份，三元乙丙橡膠30-40份，有機硅烷2-4份，馬來酸酐接枝聚丙烯2_5份，硬脂酸1-1.5份，微晶石蠟1-2份，炭黑N55030-35份，氧化鋅晶須10-13份，γ -氨基丙基三乙氧基硅烷2-5份，高苯乙烯5-10份，三羥甲基甲胺1-1.8份，過氧化二異丙苯1-1.4份，N，N- 二苯基-對苯二胺0.5-1份，防老劑ΟΡΗ) 1-2份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.5-1.5份，三烯丙基異氰尿酸酯1-3份，改性椰子殼韌皮10-20份，微膠囊化紅磷2-4份，一縮二乙二醇苯甲酸酯5-8份，促進劑TMTD 0.8-1.3份；
[0005]在改性椰子殼韌皮的制備過程中，將椰子殼韌皮浸泡于堿液中20_24h，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，在熱空氣中恒溫處理4h ;然后放入高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼韌皮。
[0006]優(yōu)選地，環(huán)保復(fù)合電纜護套材料中，有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、有機硅烷的重量比為 55-58:30-35:3_4。
[0007]優(yōu)選地，環(huán)保復(fù)合電纜護套材料中，有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、改性椰子殼韌皮的重量比為 55-58:30-35:18-20。
[0008]優(yōu)選地，環(huán)保復(fù)合電纜護套材料中，在改性椰子殼韌皮的制備過程中，將椰子殼韌皮浸泡于濃度為2-4g/L的NaOH溶液中20_24h，晾干，然后浸于冰醋酸中l(wèi)_3h，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5-8min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在140-148°C熱空氣中真空恒溫處理2-6h ;然后放入質(zhì)量分數(shù)為
3-6%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡20-30min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼韌皮。
[0009]優(yōu)選地，環(huán)保復(fù)合電纜護套材料中，在改性椰子殼韌皮的制備過程中，將椰子殼韌皮浸泡于濃度為3-4g/L的NaOH溶液中20_22h，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6-7min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在144-146°C熱空氣中真空恒溫處理3-5h ;然后放入質(zhì)量分數(shù)為
4-5%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡22-26min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼韌皮。
[0010]本發(fā)明還提出的一種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料的制備方法，包括如下步驟:按配比將有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、有機硅烷、馬來酸酐接枝聚丙烯、硬脂酸、偶聯(lián)劑KH-550、高苯乙烯、三羥甲基甲胺、N, N- 二苯基-對苯二胺、防老劑ΟΡΗ)、微膠囊化紅磷放入密煉機中混煉均勻，混煉溫度為70-75°C ;將得到的物料與按配比稱取的炭黑N550、氧化鋅晶須、改性椰子殼韌皮、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰尿酸酯、一縮二乙二醇苯甲酸酯、微晶石蠟放入開煉機中混煉完全，混煉溫度為80-85°C ;然后向得到的物料中按配比加入過氧化二異丙苯、促進劑TMTD混煉完全，混煉溫度為90-95°C ;采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，然后在注塑機上注塑成型得到環(huán)保復(fù)合電纜護套材料。
[0011]優(yōu)選地，采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，其中螺桿速度為35-45r/min，各級溫度:第一區(qū) 150-160°C，第二區(qū) 185-190°C，第三區(qū) 195_200°C，第四區(qū) 210_230°C，第五區(qū)200-205°C，機頭溫度190-196°C ;將粒料徹底干燥后在注塑機上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)170-180°C，二段區(qū)190-200°C，三段區(qū)150_160°C，四段區(qū)45_55°C，五段區(qū)30-350C，射嘴溫度38-42°C ;注射壓力:射膠一區(qū)50_55MPa，射膠二區(qū)58_61MPa，射膠三區(qū) 45-52MPa,射膠四區(qū) 30_35MPa。
[0012]優(yōu)選地，采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，其中螺桿速度為40-42r/min，各級溫度:第一區(qū) 155-158°C，第二區(qū) 188-190°C，第三區(qū) 198_200°C，第四區(qū) 215_220°C，第五區(qū)200-205°C，機頭溫度194-196°C ;將粒料徹底干燥后在注塑機上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)170-175°C，二段區(qū)195-200°C，三段區(qū)155_160°C，四段區(qū)50_53°C，五段區(qū)30-340C，射嘴溫度40-42°C ;注射壓力:射膠一區(qū)52_54MPa，射膠二區(qū)59_60MPa，射膠三區(qū) 48-50MPa,射膠四區(qū) 32_34MPa。
[0013]本發(fā)明中，高苯乙烯與有機硅橡膠的結(jié)合性能好，高苯乙烯、有機硅橡膠、三元乙丙橡膠優(yōu)異的機械強度與撕裂強度，且其耐油性能非常優(yōu)異，與改性椰子殼韌皮配合作用，改性后的椰子殼韌皮具有細小的分支，與有機硅橡膠、三元乙丙橡膠之間有著較好的界面粘合性，應(yīng)力能從橡膠基體傳遞到纖維上，進一步提高機械強度及撕裂強度，力學(xué)性能優(yōu)異，且改性椰子殼韌皮成本低，耐沖擊強度高，作為天然纖維增強材料，與有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、馬來酸酐接枝聚丙烯界面相容劑及有機硅烷界面相容劑共同作用，產(chǎn)品的力學(xué)性能，物料間的黏合性進一步增強，產(chǎn)品的耐熱性能優(yōu)異，成本低，安全環(huán)保，添加炭黑N550作為填充及增強劑可使有機硅橡膠的力學(xué)性能顯著提高，在其中適量添加部分氧化鋅晶須不僅可進一步增加填充劑的添加量，增強器耐磨性能的情況下，大大改善有機硅橡膠的塑性與共混膠的擠出性能，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行限定，產(chǎn)品力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性能進一步增強。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]—種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括:有機硅橡膠50份，三元乙丙橡膠40份，有機硅烷2份，馬來酸酐接枝聚丙烯5份，硬脂酸I份，微晶石蠟2份，炭黑N55030份，氧化鋅晶須13份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷2份，高苯乙烯10份，三羥甲基甲胺I份，過氧化二異丙苯4份，N，N- 二苯基-對苯二胺0.5份，防老劑ΟΡΗ) 2份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.5份，三烯丙基異氰尿酸酯3份，改性椰子殼韌皮10份，微膠囊化紅磷4份，一縮二乙二醇苯甲酸酯5份，促進劑TMTD 1.3份；
[0016]在改性椰子殼韌皮的制備過程中，將椰子殼韌皮浸泡于濃度為2g/L的NaOH溶液中20h，晾干，然后浸于冰醋酸中3h，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8min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在140°C熱空氣中真空恒溫處理6h ;然后放入質(zhì)量分數(shù)為3%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡30min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼韌皮；
[0017]上述環(huán)保復(fù)合電纜護套材料采用如下工藝制備:按配比將有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、有機硅烷、馬來酸酐接枝聚丙烯、硬脂酸、偶聯(lián)劑KH-550、高苯乙烯、三羥甲基甲胺、N, N- 二苯基-對苯二胺、防老劑opro、微膠囊化紅磷放入密煉機中混煉均勻，混煉溫度為700C ;將得到的物料與按配比稱取的炭黑N550、氧化鋅晶須、改性椰子殼韌皮、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰尿酸酯、一縮二乙二醇苯甲酸酯、微晶石蠟放入開煉機中混煉完全，混煉溫度為85°C;然后向得到的物料中按配比加入過氧化二異丙苯、促進劑TMTD混煉完全，混煉溫度為90°C ;采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，然后在注塑機上注塑成型得到環(huán)保復(fù)合電纜護套材料，其中采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，其中螺桿速度為35r/min，各級溫度:第一區(qū)160°C，第二區(qū)185°C，第三區(qū)200°C，第四區(qū)210°C，第五區(qū)205°C，機頭溫度190°C;將粒料徹底干燥后在注塑機上注塑成型，注射溫度:一段區(qū)180°C，二段區(qū)190°C，三段區(qū)160°C，四段區(qū)45°C，五段區(qū)35V，射嘴溫度38°C ;注射壓力:射膠一區(qū)54MPa,射膠二區(qū)58MPa，射膠三區(qū)51MPa，射膠四區(qū)32MPa。
[0018]實施例2
[0019]—種環(huán)保復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括:有機硅橡膠60份，三元乙丙橡膠30份，有機硅烷4份，馬來酸酐接枝聚丙烯2份，硬脂酸1.5份，微晶石蠟I份，炭黑N55035份，氧化鋅晶須10份，γ -氨基丙基三乙氧基硅烷5份，高苯乙烯5份，三羥甲基甲胺1.8份，過氧化二異丙苯I份，N，N- 二苯基-對苯二胺I份，防老劑ΟΡΗ) I份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1.5份，三烯丙基異氰尿酸酯I份，改性椰子殼韌皮20份，微膠囊化紅磷2份，一縮二乙二醇苯甲酸酯8份，促進劑TMTD 0.8份；
[0020]在改性椰子殼韌皮的制備過程中，將椰子殼韌皮浸泡于濃度為4g/L的NaOH溶液中24h，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5min，過濾，水洗至中性，烘干至恒重；然后置于烘箱中，在148°C熱空氣中真空恒溫處理2h ;然后放入質(zhì)量分數(shù)為6%的高錳酸鉀的丙酮溶液中浸泡20min，過濾，烘干至恒重，得到改性椰子殼韌皮；
[0021]上述環(huán)保復(fù)合電纜護套材料采用如下工藝制備:按配比將有機硅橡膠、三元乙丙橡膠、有機硅烷、馬來酸