[發明專利]一種耐熱抗老化電纜絕緣材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010952822.5
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112048113A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 楊長春
• 申請（專利權）人: 九江學院
• 主分類號: C08L13/00
• 分類號: C08L13/00;C08L27/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K5/548;H01B3/28
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

本發明涉及電纜生產制造技術領域，具體來說是一種耐熱抗老化電纜絕緣材料及其制備方法和應用。耐熱抗老化電纜絕緣材料由如下重量份數的原料制成：丁腈橡膠100份；天然氣半補強炭黑30?40份；硅烷偶聯劑3?6份；黏土類阻燃劑10?20份；聚氯乙烯樹脂20?40份。本發明克服了丁腈橡膠絕緣性能差的技術缺陷，同時實現了耐高溫和抗老化的性能，能夠應用于對電纜進行保護的外護套材料。

技術領域

本發明涉及電纜生產制造技術領域，具體來說是一種耐熱抗老化電纜絕緣材料及其制備方法和應用。

背景技術

丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，是耐油、耐老化性能較好的合成橡膠。其缺點是絕緣性能低劣、彈性稍低。丁腈橡膠能夠在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用，此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品及電纜膠材料中，是一種必不可少的彈性材料。

聚合物及其制品在使用或貯存過程中，由于受眾多環境因素(光、熱、氧、潮、濕、應力、化學侵蝕等)的影響，其性能(強度、彈性、硬度、顏色等)逐漸變壞，如外觀上變色發黃、變軟發粘，變脆發硬，物化性質上分子量、溶解度、玻璃化溫度的增減，力學性能上強度、彈性的消失等等，這些現象統稱為老化，老化的主要原因為光氧化、熱氧化和化學侵蝕，其中光氧化是因吸收紫外線而引發自我氧化，導致丁腈橡膠降解，這一過程稱為光氧化還原或光老化；熱氧化加速了丁腈橡膠的氧化，隨氧化物的分解導致主鏈斷裂。

現有技術中將丁腈橡膠直接應用于制備成電纜膠材料后存在以下技術缺陷：丁腈橡膠的耐高溫性能并未達到電纜的標準，另外丁腈橡膠的絕緣性能低劣，因此限制了丁腈橡膠在做為電纜絕緣材料中的應用。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供了一種耐熱抗老化電纜絕緣材料及其制備方法和應用，本發明克服了丁腈橡膠絕緣性能差的技術缺陷，同時實現了耐高溫和抗老化的性能，能夠應用于對電纜進行保護的外護套材料。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種耐熱抗老化電纜絕緣材料，由如下重量份數的原料制成：丁腈橡膠100份；天然氣半補強炭黑30-40份；硅烷偶聯劑3-6份；黏土類阻燃劑10-20份；聚氯乙烯樹脂20-40份。

優選的，由如下重量份數的原料制成：丁腈橡膠100份；天然氣半補強炭黑30-34份；硅烷偶聯劑4-6份；黏土類阻燃劑14-17份；聚氯乙烯樹脂30-40份。

優選的，由如下重量份數的原料制成：丁腈橡膠100份；天然氣半補強炭黑32份；硅烷偶聯劑5份；黏土類阻燃劑15份；聚氯乙烯樹脂34份。

優選的，所述黏土類阻燃劑為蒙脫土、班托石、蛭石或者人造水滑石。

優選的，所述硅烷偶聯劑為巰基硅烷偶聯劑。

本發明還保護了一種耐熱抗老化電纜絕緣材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)按照如下重量份數的原料稱取：丁腈橡膠100份；天然氣半補強炭黑30-40份；硅烷偶聯劑3-6份；黏土類阻燃劑10-20份；聚氯乙烯樹脂20-40份，備用；

(2)將丁腈橡膠置于80-89％的硫酸水溶液中，并于60-70℃水解6-8h后，過濾、水洗和常溫干燥，得到物料A；

(3)將物料A和聚氯乙烯樹脂共同加入至非質子溶劑中并攪拌至溶解，再于80-95℃下共混并反應2-5h，冷卻至室溫、陳化、過濾、水洗、干燥，得到物料B；

(4)將物料B進行塑煉，然后向其中依次加入天然氣半補強炭黑、硅烷偶聯劑和黏土類阻燃劑并混合均勻，成膜，得到耐熱抗老化電纜絕緣材料。