[發明專利]一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711044916.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107841012A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 舒春柳
• 申請（專利權）人: 四川力智久創知識產權運營有限公司
• 主分類號: C08L11/00
• 分類號: C08L11/00;C08L25/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/10;C08K3/04;C08K5/29;H01B3/28;H01B3/44
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 熊曉果

技術領域

本發明涉及電纜材料領域，具體涉及一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料及其制備方法。

背景技術

電纜是用一根或多根導線經過絞合制作成導體線芯，再在導體上施以相應的絕緣層，外面包上密封護套而形成的導線，主要由線芯、絕緣層、屏蔽層和護套層構成。電纜具有占用地面和空間少；供電安全可靠，觸電可能性小；有利于提高電力系統的功率因數；運行、維護工作簡單方便；有利于美化城市，具有保密性等諸多優點，被廣泛應用于生活和生產中的各個領域。電纜護套層的作用是密封保護電纜免受外界雜質和水分的侵入，防止外力直接損壞電纜絕緣層。電纜護套層材料不僅要求密封性好、防腐性高、機械強度高、阻燃性好，還應當具有一定的抗拉強度。

氯丁橡膠是氯丁二烯（即2-氯-1,3-丁二烯）為主要原料進行α-聚合生成的彈性體，具有良好的物理機械性能，耐油，耐熱，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸堿，耐化學試劑等優點，在電子、汽車、機械及化工領域均有廣泛應用。在電纜領域，氯丁橡膠也可作為電纜材料之一。隨著電纜在更多領域中的應用，電纜的應用環境也越來越復雜，因而，對電纜的各項性能的要求也越來越高，用單一的氯丁橡膠材料制備得到的電纜性能已不能滿足電纜性能的要求，對電纜用氯丁橡膠材料進行改性成為必要。

抗拉性能是電纜需要具備的基本性能之一，隨著電纜應用的范圍不斷增加，電纜鋪設的跨度也不斷提高，因而，對電纜的抗拉性能要求也越來越高，對電纜用氯丁橡膠材料的抗拉性能要求也越來越高。現有技術中也采用了多種方法來提高氯丁橡膠材料的抗拉性，如：添加高強度纖維和對氯丁橡膠進行交聯的方法，但由于原材料選擇的針對性較差或沒有對氯丁橡膠聚合度進行控制等因素的影響，得到的改性氯丁橡膠材料抗拉性能并沒有達到預想的要求，要么加工性好但抗拉強度不足，要么抗拉強度好卻加工性變差，從而嚴重影響了電纜的生產和應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有用于電纜的氯丁橡膠材料抗拉強度不足的缺陷，提供一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料及其制備方法；本發明將經過改性處理的玄武巖纖維添加到氯丁橡膠中并進行交聯改性，顯著的提高了氯丁橡膠的抗拉強度，且保留了較好的加工性，將該氯丁橡膠材料用于電纜，能顯著增加電纜的抗拉性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料，包括以下重量份原材料制備而成：15-30份的玄武巖纖維、0.001-0.003份的石墨烯，10-20份的改性劑、25-40份的聚苯乙烯、35-50份的氯丁橡膠、0.3-0.8份的偶聯劑、0.1-0.3份的交聯劑。

本發明一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料，根據玄武巖纖維和交聯能增加氯丁橡膠抗拉強度的基本原理，不僅通過針對性的篩選改性劑、偶聯劑和交聯劑的種類，來提高玄武巖纖維與氯丁橡膠之間的相容性，使玄武巖纖維對氯丁橡膠的抗拉強度增強作用更好，還通過控制氯丁橡膠材料的聚合度來使改性后的氯丁橡膠材料在抗拉強度與加工性之間達到最佳平衡關系，從而使得到的氯丁橡膠材料在具有優異的抗拉強度的條件下，也滿足制備電纜所需要的加工性，從而能大量生產高抗拉強度的電纜。

上述一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料，其中石墨烯能與玄武巖纖維協同作用，在不明顯影響氯丁橡膠材料電性能的前提下，顯著增加氯丁橡膠材料的抗拉強度；石墨烯的量需要控制在規定范圍內，用量過大，氯丁橡膠材料電阻率大幅降低，絕緣性降低，不適合用于電纜護套層；用量過少，對氯丁橡膠材料抗拉強度增加作用小，作用效果不明顯；優選的，所述的石墨烯用量為0.002份。

上述一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料，其中，所述的玄武巖纖維直徑為0.01-0.5μm，長度為10-180μm；玄武巖纖維直徑和長度越小，分散性越差，對氯丁橡膠抗拉強度的增強作用降低，玄武巖纖維直徑和長度越大，在氯丁橡膠相中相容性越差，容易出現界面分離，影響氯丁橡膠材料的抗拉強度；優選的，所述的玄武巖纖維直徑為0.05-0.2μm，長度為30-80μm；最優選的，所述的玄武巖纖維直徑為0.1μm，長度為50μm；通過優選，玄武巖纖維對氯丁橡膠材料的抗拉增強效果最好。

上述一種抗拉改性氯丁橡膠電纜材料，其中，所述的改性劑為甲基磺酸與聚丙烯酸組成的混合物；所述的改性劑能改善玄武巖纖維與氯丁橡膠的相容性，增加材料抗拉強度；優選的，所述的改性劑中甲基磺酸與聚丙烯酸的物質的量之比為1︰3。