[發(fā)明專利]電纜用護(hù)套橡膠及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910032763.3
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101580606A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡富慶;張林銳;華洪彬;華健
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市華美電纜有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/00;C08K13/02;C08K3/06;C08K5/40;C08K5/47;H01B3/28;H01B7/295
• 代理公司: 宜興市天宇知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 蔡鳳苞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫下具有高回彈性，柔軟性，耐磨性的電纜用護(hù)套橡膠及制備方法，特別用于連接風(fēng)力發(fā)電站機(jī)倉及塔筒電纜護(hù)套橡膠，

背景技術(shù)

某些電纜因使用在戶外，對耐環(huán)境要求特別高，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)引出塔筒垂直電纜，使用溫度要求滿足65℃到-50℃寬范圍，低溫下(例如-50℃)耐扭3000次不開裂。現(xiàn)有風(fēng)能塔筒軟電纜橡膠護(hù)套基料有：天然膠(NR)、天然膠+丁苯膠二元復(fù)合(NR-SBR)、氯化聚乙烯(CPE)、氯丁橡膠(CR)、硫化型丁腈膠+聚氯乙烯復(fù)合物(NBR-PVC)，也有個別采用熱塑性NBR-PVC復(fù)合物，以及硅橡膠。NR和NR-SBR兩種橡膠，雖然低溫下仍然保持有較好的柔軟性，但在低溫下彈性不理想，耐磨性也不佳；CPE、CR橡膠低溫下彈性很差，-30℃已經(jīng)硬化；NBR-PVC橡膠強(qiáng)度不高，耐低溫性能只能達(dá)到-40℃，抗撕裂性差；硅橡膠耐磨性差，強(qiáng)度只有一般橡膠的1/3。以上橡膠均難以真正滿足風(fēng)能塔筒電纜使用要求，特別是除硅橡膠、天然橡膠外，其他橡膠均為極性高聚物，隨著溫度下降分子間內(nèi)聚力加大，次價(jià)力增長很快，至-25℃以上均變?yōu)榻┯玻瑔适椥裕斐呻娎|旋轉(zhuǎn)困難并產(chǎn)生開裂，因而難以適應(yīng)-40℃以下和更低環(huán)境要求(各種橡膠性能見表1)。

綜合橡膠各性能，現(xiàn)有風(fēng)能塔筒電纜護(hù)套，以氯化聚乙烯作護(hù)套較多。例如：中國專利CN201111984公開的乙丙絕緣風(fēng)能專用電纜，采用高強(qiáng)度氯磺化聚乙烯混合料作外護(hù)套；中國專利中國專利CN201084466公開的風(fēng)能發(fā)電輸電電纜，采用氯化聚乙烯作護(hù)套；中國專利CN101221836公開風(fēng)力發(fā)電用耐低溫、抗開裂橡套軟電纜，護(hù)套采用氯化聚乙烯基料，以及耐寒型增塑劑，還加有2-5份松焦油和/或汽缸油，3-8份偶聯(lián)劑；不能徹底彈性差，強(qiáng)度會有影響。抗拉強(qiáng)度5.5-7.8，伸長率300-510；中國專利CN101314661公開的風(fēng)能發(fā)電電纜專用護(hù)套料，由100份聚氯乙烯樹脂，20～40份磺氯化聚乙烯，20～40份高熔指乙烯-丙烯酯乙酯共聚物混合作基料。

此外，也有采用聚氨酯護(hù)套，如中國專利CN201104311風(fēng)能電纜，價(jià)格高，加工性很差，抗潮氣性能差。

雖然，人們知曉合成順丁膠，具有優(yōu)異的低溫特性，高彈性和優(yōu)良的抗磨性，價(jià)格也相對較低，但因其回彈性大，導(dǎo)致收縮性較其他橡膠大，混料工藝性能很差，混料時(shí)會產(chǎn)生嚴(yán)重脫輥現(xiàn)象很難混合均勻，不僅單獨(dú)難以混合均勻，而且與其他橡膠也不易混合均勻，混合不均勻造成機(jī)械性能變差；而且容易產(chǎn)生先期焦燒，喪失加工性能。其次，自身抗斯裂性能差，所以未有報(bào)導(dǎo)成功在電纜上應(yīng)用。

中國專利CN101333307公開的低溫條件下長期使用、且其扯斷強(qiáng)度、扯斷伸長率、硬度與常溫時(shí)基本無變化的耐寒橡膠。報(bào)導(dǎo)有主體橡膠有采用天然膠和順丁膠并用，加入1.5-1.8％的硫化劑。此低溫橡膠組合物，主要為橡膠板材而開發(fā)，順丁膠加入量只能達(dá)到30％，只能使用于靜態(tài)耐寒制品，不能適用于動態(tài)耐寒制品例如電纜護(hù)套，支撐橡皮耐磨性和低溫彈性都不能滿足電纜護(hù)套用膠要求；其次，硫化用硫化劑量大達(dá)1.5-1.8％，耐熱老化性能差，會導(dǎo)致硫磺遷移至電纜內(nèi)部，引起銅絲腐蝕發(fā)黑，這是電纜所不允許的；再就是，其僅是單純解決橡膠耐寒問題，很多機(jī)械物理性能未充分考慮，例如抗撕裂性，耐磨性。所以不適用于電纜護(hù)套。因此仍有值得改進(jìn)的地方。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種低溫下既有高的回彈性和優(yōu)越的耐磨性，低溫柔軟性好，最低可在-60℃戶外溫度不明顯僵硬和產(chǎn)生開裂的電纜用護(hù)套橡膠。

本發(fā)明另一目的在于提供一種上述電纜用護(hù)套橡膠制備方法。

本發(fā)明第一目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是經(jīng)試驗(yàn)(表2)采用高組份順丁膠與天然膠混合，同時(shí)采取低硫磺高促進(jìn)劑硫化體系，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明電纜用護(hù)套橡膠，包括橡膠基料和橡膠配合劑，其特征在于橡膠基料由30-50wt％天然膠與50-70wt％順丁膠混合組成；橡膠配合劑中硫化體系為：低硫磺高促進(jìn)劑硫化體系，硫磺加入量為橡膠基料的0.3-0.6wt％，促進(jìn)劑二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)1.0～1.3wt％，促進(jìn)劑N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)1.8～2.2wt％，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑(DM)0.6～0.9wt％。

本發(fā)明中其他橡膠配合劑及用量，與現(xiàn)有技術(shù)制備橡膠基本相似(表3)，配合劑用量均以橡膠基料計(jì)。