一種高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/丁腈橡膠電纜材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠包括天然橡膠和合成橡膠，天然橡膠主要由聚異戊二烯組成，常用的合成橡膠包括順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙苯橡膠等。天然橡膠和合成橡膠分子結(jié)構(gòu)及用途各異，目前已廣泛地應(yīng)用于輪胎、膠管、膠帶、膠鞋及密封制品、電纜等各個(gè)領(lǐng)域。大多數(shù)橡膠分子鏈中含有不飽和鍵，在熱、氧、臭氧和其他作用下，橡膠大分子鏈容易斷裂和過(guò)度交聯(lián)而使橡膠分子發(fā)生老化，逐漸喪失其寶貴的性能；因此，橡膠的耐老化與防護(hù)是目前研究的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料，其強(qiáng)度高，耐老化性好，用其制作的電纜綜合性能好，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約了成本。
[0004]本發(fā)明提出了一種高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠60-80份、丁腈橡膠20-40份、沉淀法白炭黑10-15份、納米碳酸鈣10-25份、硫酸鈣晶須3-10份、氧化鋅2-4.5份、硬脂酸0.35-0.8份、硫磺0.1-0.5份、
I,3-亞苯基-二(1H-2，5-吡咯二酮)0.3-1份、2-硫醇基苯并噻唑0.1-0.5份、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2-1份、鄰苯二甲酸二正辛酯0.3-1.2份、馬來(lái)酸二辛酯0.1-0.8份、硅烷偶聯(lián)劑0.3-1.5份、防老劑2-5份。
[0005]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料，其原料中，天然橡膠的重量份可以為 60、62、64、65.3、67、68、69.4、72、73、74.5、76、78、78.6、79,79.3、80 份；丁腈橡膠的重量份可以為 20、21、22、23.4、24、25、25.6、27、28、28.3、29、29.4、31、32、34.5、36、37、38.5,39,39.2、40 份;沉淀法白炭黑的重量份可以為 10,10.3、
I1、1L3,12,12.6,13,13.4,14,14.6、15 份;納米碳酸鈣的重量份可以為 10、12、13、14.5、16、17、18.6、19、19.3、20、21、23、24、25 份；硫酸鈣晶須的重量份可以為 3,3.5、4、4.2,4.6、5,5.3、6、6.7、7、7.6、8、8.3、9、9.4、10 份;氧化鋅的重量份可以為 2,2.3,2.6,2.78,3,3.4、
3.6,3.85,4,4.2,4.3,4.45,4.5 份；硬脂酸的重量份可以為 0.35,0.38,0.4,0.45,0.5、0.53、0.6、0.67、0.7、0.75、0.8 份;硫磺的重量份可以為 0.U0.16、0.2,0.23,0.3,0.36、0.4,0.45,0.5份；1，3-亞苯基-二(1H-2，5-吡咯二酮)的重量份可以為0.3,0.38,0.4、0.43、0.5、0.56、0.6、0.64、0.7、0.75、0.8、0.86、0.9、0.94、I 份；2_ 硫醇基苯并噻唑的重量份可以為 0.U0.13、0.2,0.26,0.3,0.34、0.4、0.43、0.48、0.5 份；N_ 氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺的重量份可以為 0.2,0.26,0.3,0.34,0.4,0.46,0.5,0.56,0.6,0.67、0.7,0.75,0.8,0.86,0.9,0.94、I份；鄰苯二甲酸二正辛酯的重量份可以為0.3,0.38,0.4、
0.46、0.5,0.58,0.6,0.63,0.7,0.75,0.9,0.94、1、1.06、1.Ul.2 份；馬來(lái)酸二辛酯的重量份可以為 0.U0.16、0.2、0.26,0.3、0.34、0.4、0.46、0.5、0.59,0.7、0.73、0.8 份；硅烷偶聯(lián)劑的重量份可以為 0.3、0.38、0.4、0.46、0.5、0.53、0.8、0.9、0.94、1、1.2、1.34、1.4、1.46、
1.5 份；防老劑的重量份可以為 2,2.3,2.6,2.8、3、3.4,3.6,3.8、4、4.2,4.6,4.85、5 份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠65-75份、丁腈橡膠28-35份、沉淀法白炭黑12-15份、納米碳酸鈣16-22份、硫酸鈣晶須5-7.5份、氧化鋅2.8-3.5份、硬脂酸 0.42-0.58 份、硫磺 0.26-0.35 份、I, 3-亞苯基-二(1Η-2，5-吡咯二酮)0.7-1 份、2-硫醇基苯并噻唑0.1-0.35份、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.35-0.68份、鄰苯二甲酸二正辛酯0.7-1.1份、馬來(lái)酸二辛酯0.35-0.48份、硅烷偶聯(lián)劑0.8-1.3份、防老劑
2.8-3.5 份。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠68份、丁腈橡膠32份、沉淀法白炭黑13.5份、納米碳酸鈣21份、硫酸鈣晶須6.8份、氧化鋅3.2份、硬脂酸0.55份、硫磺0.31份、I, 3-亞苯基-二(1Η-2，5-吡咯二酮)0.85份、2-硫醇基苯并噻唑0.27份、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.6份、鄰苯二甲酸二正辛酯I份、馬來(lái)酸二辛酯0.45份、硅烷偶聯(lián)劑1.2份、防老劑3.1份。
[0008]優(yōu)選地，所述防老劑按照以下工藝進(jìn)行制備:將甲基丙烯酸與阻聚劑混合均勻，降溫至預(yù)定溫度后加入亞硫酰氯，升溫后進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾得到中間體；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下將對(duì)氨基二苯胺加入乙醚中，攪拌均勻后通入氮?dú)夂蠹尤胫虚g體和縛酸劑進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束提純后得到所述防老劑。
[0009]優(yōu)選地，所述防老劑按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將20-35份甲基丙烯酸與0.5-1.2份苯酚混合均勻，降溫至5-9°C后加入3-10份亞硫酰氯，升溫至50_58°C進(jìn)行反應(yīng)
2.5-4.5h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾，收集95-100°C的餾分得到中間體；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下將35-50重量份對(duì)氨基二苯胺加入35-60重量份乙醚中，攪拌均勻后通入氮?dú)?，加入得到的中間體和0.3-1.5份三乙胺，維持溫度在8-15°C進(jìn)行反應(yīng)2.2-2.8h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)重結(jié)晶柱層析得到所述防老劑。
[0010]優(yōu)選地，所述防老劑按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將28-32份甲基丙烯酸與0.7-1.0份苯酚混合均勻，降溫至6-9°C后加入7-8.5份亞硫酰氯，升溫至52-56°C進(jìn)行反應(yīng)3-4.2h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾，收集96-98°C的餾分得到中間體；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下將38-42重量份對(duì)氨基二苯胺加入45-55重量份乙醚中，攪拌均勻后通入氮?dú)?，加入得到的中間體和0.7-1.2份三乙胺，維持溫度在10-13°C進(jìn)行反應(yīng)2.4-2.6h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)重結(jié)晶、柱層析得到所述防老劑。
[0011]優(yōu)選地，所述防老劑按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將30份甲基丙烯酸與0.95份苯酚混合均勻，降溫至8°C后加入7.6份亞硫酰氯，升溫至53°C進(jìn)行反應(yīng)3.5h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾，收集97°C的餾分得到中間體；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下將40重量份對(duì)氨基二苯胺加入50重量份乙醚中，攪拌均勻后通入氮?dú)?，加入得到的中間體和I份三乙胺，維持溫度在12°C進(jìn)行反應(yīng)2.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)重結(jié)晶、柱層析得到所述防老劑。
[0012]本發(fā)明中，天然橡膠具有優(yōu)異的彈性、塑性、機(jī)械強(qiáng)度、耐屈撓性、電絕緣性能，但是單純的天然橡膠作為電纜材料其耐油性和耐熱性不是很理想，丁腈橡膠的耐油性好、耐磨性高、耐熱性好、粘接力強(qiáng)，加入到電纜材料中與天然橡膠配合，賦予電纜材料高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性以及耐油性；選擇了沉淀法白炭黑、納米碳酸鈣、硫酸鈣晶須作為橡膠的填料，三者相互配合加入到電纜材料中，與其他原料的相容性好，提高了電纜材料的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度；硫磺、1，3-亞苯基-二(1H-2，5-吡咯二酮)、2_硫醇基苯并噻唑、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用作為橡膠的硫化體系，能防止硫化返原，改善電纜材料的耐熱性，降低生熱，提高電纜材料的耐老化性能；鄰苯二甲酸二正辛酯與馬來(lái)酸二辛酯配合作為增塑劑，加入到電纜材料中穩(wěn)定性好，同時(shí)賦予電纜材料優(yōu)異的抗沖擊性能和良好的低溫柔軟性；在優(yōu)選方式中合成的防老劑，熱穩(wěn)定性好，加入到電纜材料中可以與基體中的不飽和鍵發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在一定程度上防止了電纜材料的繼續(xù)老化而延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)增加了電纜材料的剛性，提高了電纜材料的硬度，該防老劑加入到電纜材料中不易抽出，防老效果好，賦予電纜材料長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)了解，實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上所做的修改、等同替換等均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0014]實(shí)施例1
[0015]本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠60份、丁腈橡膠40份、沉淀法白炭黑10份、納米碳酸鈣25份、硫酸鈣晶須3份、氧化鋅4.5份、硬脂酸0.35份、硫磺0.5份、1，3-亞苯基-二(1H-2，5-吡咯二酮)0.3份、2-硫醇基苯并噻唑0.5份、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.2份、鄰苯二甲酸二正辛酯1.2份、馬來(lái)酸二辛酯0.1份、硅烷偶聯(lián)劑0.3份、防老劑5份；
[0016]其中，所述防老劑按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將28份甲基丙烯酸與1.0份苯酚混合均勻，降溫至6°C后加入8.5份亞硫酰氯，升溫至52°C進(jìn)行反應(yīng)4.2h，反應(yīng)結(jié)束后蒸餾，收集96°C的餾分得到中間體；在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下將42重量份對(duì)氨基二苯胺加入45重量份乙醚中，攪拌均勻后通入氮?dú)?，加入得到的中間體和0.7份三乙胺，維持溫度在13°C進(jìn)行反應(yīng)2.4h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)重結(jié)晶、柱層析得到所述防老劑。
[0017]實(shí)施例2
[0018]本發(fā)明所述高強(qiáng)度耐老化天然橡膠/ 丁腈橡膠電纜材料，其原料按重量份包括以下組分:天然橡膠80份、丁腈橡膠20份、沉淀法白炭黑15份、納米碳酸鈣10份、硫酸鈣晶須10份、氧化鋅2份、硬脂酸0.8份、硫磺0.1份、I, 3-亞苯基-二(1H-2，5-吡咯二酮)I份、2-硫醇基苯并噻唑0.1份、N-氧聯(lián)二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺I份、鄰苯二