一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶50-70份、硅橡胶15-30份、氟硅橡胶15-20份、预膨胀有机粘土10-25份、白炭黑15-25份、三元尼龙5-13份、硬脂酸1-2.5份、活性氧化镁3-10份、稀土配合物3-9份、氢氧化钙5-12份、聚乙二醇0.5-1.8份、环氧硬脂酸辛酯1-5份、环氧化甘油三酸酯1-2.5份、双酚硫化剂4-8份、促进剂1-3份、防老剂MB 0.5-2份、防老剂4010NA 0.8-1.5份。本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其具有优异的耐寒性和耐油性，用于制作电缆护套，综合性能好，使用寿命长。
【专利说明】一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆护套材料【技术领域】，尤其涉及一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套 材料。
【背景技术】
[0002] 氟橡胶是指主链或者侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体，化学稳定 性佳，耐高温性优异，耐老化性能好，机械性能优良，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖 端科学技术不可缺少的材料。随着电力的发展，氟橡胶在电力电缆中的用量也迅速增长。但 是氟橡胶的耐寒性差，单纯的氟橡胶用作电缆护套材料不能满足社会的需要。
【发明内容】
[0003] 本发明提出了一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其具有优异的耐寒性和耐 油性。
[0004] 本发明提出了一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分： 氟橡胶50-70份、硅橡胶15-30份、氟硅橡胶15-20份、预膨胀有机粘土 10-25份、白炭黑 15-25份、三元尼龙5-13份、硬脂酸1-2. 5份、活性氧化镁3-10份、稀土配合物3-9份、氢氧 化钙5-12份、聚乙二醇0. 5-1. 8份、环氧硬脂酸辛酯1-5份、环氧化甘油三酸酯1-2. 5份、 双酚硫化剂4-8份、促进剂1-3份、防老剂MB 0. 5-2份、防老剂4010NA 0. 8-1. 5份。
[0005] 优选地，所述稀土配合物为8-羟基异喹啉稀土配合物，烟酸稀土配合物、4-羟基 吡啶稀土配合物中的一种或者多种的组合。
[0006] 优选地，所述预膨胀有机粘土的预膨胀剂为丙烯酸、异戊醇、正丁醇、蓖麻油、聚乙 二醇中的一种或者多种的组合。
[0007] 优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇300、聚乙二醇600、聚乙二醇20000、聚乙二醇 1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或者多种的组 合。
[0008] 优选地，按重量份包括以下组分：氟橡胶55-65份、硅橡胶20-24份、氟硅橡胶 17-19份、预膨胀有机粘土 14-22份、白炭黑20-24份、三元尼龙7-11份、硬脂酸1. 3-1. 7 份、活性氧化镁4-7份、稀土配合物4-8份、氢氧化钙8-10份、聚乙二醇0. 9-1. 4份、环氧硬 脂酸辛酯1. 8-3. 2份、环氧化甘油三酸酯1. 4-2. 1份、双酚硫化剂5-6. 5份、促进剂1. 7-2. 3 份、防老剂MB 0. 8-1. 5份、防老剂4010NA1. 0-1. 3份。
[0009] 优选地，按重量份包括以下组分：氟橡胶60份、硅橡胶22份、氟硅橡胶18份、预 膨胀有机粘土 20份、白炭黑21份、三元尼龙9份、硬脂酸1. 5份、活性氧化镁4. 5份、稀土 配合物6份、氢氧化钙8. 8份、聚乙二醇1. 2份、环氧硬脂酸辛酯2. 5份、环氧化甘油三酸酯 2. 0份、双酚硫化剂5. 2份、促进剂1. 9份、防老剂MB 1. 3份、防老剂4010NA 1. 2份。
[0010] 本发明中，氟橡胶具有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐氧化剂、阻燃的特点，但是 其耐寒性差，单纯的氟橡胶用于制作电缆护套耐寒性不能满足要求，硅橡胶耐高低温、耐天 候、高弹性、使用温度范围宽，压缩永久变形小，成本低，添加到改性橡胶中，与氟橡胶配合， 改善了氟橡胶的耐寒性，同时提高了改性橡胶的弹性和压缩永久变形性，但是硅橡胶为非 极性橡胶，与氟橡胶的相容性不好，氟娃橡胶主链为 -Si-Ο-,支链为-CH2-CH2-CF3，与氟橡胶 极性接近，添加作为氟橡胶和硅橡胶的增溶剂，使改性后的橡胶兼具氟橡胶的耐油性、成本 低的特点和硅橡胶的耐热性、耐寒性的特点；有机粘土经预膨胀剂预膨胀后得到预膨胀有 机粘土，其起始层间距增大，根据上述配比，粘土片层间距达到最优状态，橡胶分子更容易 插入到粘土片层之间，形成的橡胶/粘土纳米复合材料细致、均匀，粘土片层无大的聚集体 存在，限制了橡胶分子的运动，提高了橡胶材料的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率，但是 其硬度提高不大，配合添加三元尼龙提高了橡胶材料的硬度；稀土具有光、电、磁等优异性 能，加入到氟橡胶中，与各原料之间的性能之间取得综合平衡，明显改善了改性氟橡胶的力 学性能以及加工流变性和耐寒性。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发 明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发 明的保护范围内。
[0012] 本发明中，所述8-羟基异喹啉稀土配合物、烟酸稀土配合物、4-羟基吡啶稀土配 合物由水热合成法制备得到，8-羟基异喹啉稀土配合物的制备如下：将8-羟基异喹啉和稀 土硝酸盐按2:1的摩尔比分散在水中，然后转移到高压反应釜中，调节温度为100-135°C， 保温30-50h，冷却，过滤得到；烟酸稀土配合物的制备如下：将烟酸和稀土硝酸盐按3:1的 摩尔比分散在水中，然后转移到高压反应釜中，调节温度为120-140°C，保温35-55h，冷却， 过滤得到；4-羟基吡啶稀土配合物的制备如下：将4-羟基吡啶和稀土硝酸盐按1:1的摩尔 比分散在水中，然后转移到高压反应釜中，调节温度为135-165?，保温40-60h，冷却，过滤 得到。
[0013] 在具体实施例中，本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其组分中，氟橡 胶的重量份可以为 52、53、54、54· 6、55、56、57· 8、58、59、59· 3、60、61、61· 4、62、63、63· 4、64、 65、66、67、68、68· 5、69、69· 4 份，硅橡胶的重量份可以为 15. 6、16、17、17· 8、18、19、19· 3、 20、21、22、23· 5、24、25、26、26· 7、27、28、28· 4、29、29· 5 份，氟硅橡胶的重量份可以为 15. 6、 16、16. 3、17、17. 4、18、18. 5、19、19. 7 份，预膨胀有机粘土的重量份可以为 10. 3、11、11. 5、 12、12·3、13、13·5、14、14·3、15、16、17、17·6、18、18·5、19、19·4、20、21、22、22·3、23·4、24、 24. 6 份，白炭黑的重量份可以为 15. 6、16、17、17· 3、18、18· 4、19、19· 5、20、21、22、22· 3、23、 23. 4、24、24· 5 份，三元尼龙的重量份可以为 5· 6、6、6· 3、7、7· 4、8、8· 1、9、9· 3、10、11、1L 2、 12、12. 3、12. 8份，硬脂酸的重量份可以为I. 3、1. 5、1. 9、2、2. 2、2. 3、2. 4份，活性氧化镁的 重量份可以为3. 5、4、4. 6、5、5. 3、6、6. 1、7、7. 8、8、8. 6、9、9. 5份，稀土配合物的重量份可 以为 3· 2、4、4· 3、5、6、6· 2、7、7· 6、8、8· 1、8· 6 份，氢氧化钙的重量份可以为 5· 3、6、6· 4、7、 7· 2、8、8· 9、9、9· 5、10、10· 3、11、11· 6 份，聚乙二醇的重量份可以为 0· 6、0· 7、0· 8、0· 9、1· 0、 I. 2、1. 3、1. 45、1. 5、1. 6、1. 7、1. 76份，环氧硬脂酸辛酯的重量份可以为I. 3、2、2. 4、2. 55、 3、3. 6、3. 75、4、4. 6份，环氧化甘油三酸酯的重量份可以为I. 4、1. 9、2. 1、2. 35、2. 4份，双酚 硫化剂的重量份可以为4. 6、5、5. 3、6、6. 4、7、7. 2、7. 8份，促进剂的重量份可以为I. 3、1. 5、 L 9、2、2· 4、2· 7 份，防老剂MB 的重量份可以为 0· 6、0· 7、0· 85、0· 9、1· 1、1· 3、1· 45、1· 6、1· 7、 L 8、L 89份，防老剂4010ΝΑ的重量份可以为0· 9、L 1、L 26、L 3、L 4、L 47份。
[0014] 实施例1
[0015] 本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶 50份、硅橡胶30份、氟硅橡胶20份、预膨胀有机粘土 10份、白炭黑25份、三元尼龙5份、硬 脂酸2. 5份、活性氧化镁3份、稀土配合物9份、氢氧化钙5份、聚乙二醇0. 5份、环氧硬脂 酸辛酯1份、环氧化甘油三酸酯2. 5份、双酚硫化剂4份、促进剂3份、防老剂MB 0. 5份、防 老剂4010ΝΑ L 5份。
[0016] 实施例2
[0017] 本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶 70份、硅橡胶15份、氟硅橡胶15份、预膨胀有机粘土 25份、白炭黑15份、三元尼龙13份、 硬脂酸1份、活性氧化镁10份、稀土配合物3份、氢氧化钙12份、聚乙二醇1. 8份、环氧硬 脂酸辛酯5份、环氧化甘油三酸酯1份、双酚硫化剂8份、促进剂1份、防老剂MB 2份、防老 剂 40IONA 0· 8 份；
[0018] 其中，所述稀土配合物为8-羟基异喹啉稀土配合物；所述预膨胀有机粘土的预膨 胀剂为丙烯酸；所述聚乙二醇为聚乙二醇300。
[0019] 实施例3
[0020] 本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶 57份、硅橡胶27份、氟硅橡胶16份、预膨胀有机粘土 19份、白炭黑17份、三元尼龙10. 3 份、硬脂酸1. 7份、活性氧化镁4. 5份、稀土配合物6份、氢氧化钙10份、聚乙二醇0. 6份、 环氧硬脂酸辛酯1. 3份、环氧化甘油三酸酯2. 4份、双酚硫化剂5份、促进剂2. 6份、防老剂 18 1.7份、防老剂4010嫩1.3份；
[0021] 其中，所述稀土配合物为烟酸稀土配合物与4-羟基吡啶稀土配合物按任意比的 组合；所述预膨胀有机粘土的预膨胀剂为异戊醇、正丁醇、聚乙二醇按任意比的组合。
[0022] 实施例4
[0023] 本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶 61份、硅橡胶19. 3份、氟硅橡胶19. 7份、预膨胀有机粘土 14. 3份、白炭黑23份、三元尼龙 7. 4份、硬脂酸1. 9份、活性氧化镁8. 6份、稀土配合物4份、氢氧化钙9. 5份、聚乙二醇I. 0 份、环氧硬脂酸辛酯2. 55份、环氧化甘油三酸酯2. 4份、双酚硫化剂7份、促进剂1. 9份、防 老剂MB I. 1份、防老剂4010ΝΑ1. 26份；
[0024] 其中，所述稀土配合物为8-羟基异喹啉稀土配合物、烟酸稀土配合物按任意比的 组合；所述预膨胀有机粘土的预膨胀剂为正丁醇；所述聚乙二醇为聚乙二醇600、聚乙二醇 20000、聚乙二醇1000按任意比的组合。
[0025] 实施例5
[0026] 本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，按重量份包括以下组分：氟橡胶 60份、硅橡胶22份、氟硅橡胶18份、预膨胀有机粘土 20份、白炭黑21份、三元尼龙9份、 硬脂酸1. 5份、活性氧化镁4. 5份、稀土配合物6份、氢氧化钙8. 8份、聚乙二醇1. 2份、环 氧硬脂酸辛酯2. 5份、环氧化甘油三酸酯2. 0份、双酚硫化剂5. 2份、促进剂1. 9份、防老剂 18 1.3份、防老剂4010嫩1.2份；
[0027] 其中，所述稀土配合物为8-羟基异喹啉稀土配合物、烟酸稀土配合物、4-羟基吡 啶稀土配合物按任意比的组合；所述预膨胀有机粘土的预膨胀剂为丙烯酸、异戊醇、正丁 醇、蓖麻油、聚乙二醇按任意比的组合；所述聚乙二醇为聚乙二醇300、聚乙二醇600、聚乙 二醇20000、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000 按任意比的组合。
[0028] 对本发明所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料进行性能检测，其检测结果如下 表所示：
[0029]
【权利要求】
1. 一种耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于，按重量份包括以下组分：氟 橡胶50-70份、硅橡胶15-30份、氟硅橡胶15-20份、预膨胀有机粘土 10-25份、白炭黑15-25 份、三元尼龙5-13份、硬脂酸1-2. 5份、活性氧化镁3-10份、稀土配合物3-9份、氢氧化钙 5-12份、聚乙二醇0. 5-1. 8份、环氧硬脂酸辛酯1-5份、环氧化甘油三酸酯1-2. 5份、双酚硫 化剂4-8份、促进剂1-3份、防老剂MB 0. 5-2份、防老剂4010NA 0. 8-1. 5份。
2. 根据权利要求1所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述稀土配 合物为8-羟基异喹啉稀土配合物、烟酸稀土配合物、4-羟基吡啶稀土配合物中的一种或者 多种的组合。
3. 根据权利要求1或2所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于，所述预膨 胀有机粘土的预膨胀剂为丙烯酸、异戊醇、正丁醇、蓖麻油、聚乙二醇中的一种或者多种的 组合。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于， 所述聚乙二醇为聚乙二醇300、聚乙二醇600、聚乙二醇20000、聚乙二醇1000、聚乙二醇 1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的一种或者多种的组合。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于， 按重量份包括以下组分：氟橡胶55-65份、硅橡胶20-24份、氟硅橡胶17-19份、预膨胀有机 粘土 14-22份、白炭黑20-24份、三元尼龙7-11份、硬脂酸1. 3-1. 7份、活性氧化镁4-7份、 稀土配合物4-8份、氢氧化钙8-10份、聚乙二醇0. 9-1. 4份、环氧硬脂酸辛酯1. 8-3. 2份、环 氧化甘油三酸酯1. 4-2. 1份、双酚硫化剂5-6. 5份、促进剂1. 7-2. 3份、防老剂MB 0. 8-1. 5 份、防老剂4010NA1. 0-1. 3份。
6. 根据权利要求5所述耐寒耐油改性氟橡胶电缆护套材料，其特征在于，按重量份包 括以下组分：氟橡胶60份、硅橡胶22份、氟硅橡胶18份、预膨胀有机粘土 20份、白炭黑21 份、三元尼龙9份、硬脂酸1. 5份、活性氧化镁4. 5份、稀土配合物6份、氢氧化钙8. 8份、聚 乙二醇1. 2份、环氧硬脂酸辛酯2. 5份、环氧化甘油三酸酯2. 0份、双酚硫化剂5. 2份、促进 剂1. 9份、防老剂MB 1. 3份、防老剂4010NA 1. 2份。
【文档编号】C08K13/06GK104312060SQ201410524716
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】郭绍华, 袁加夕, 王良云, 姚欢, 范宇, 赵加北 申请人:安徽华峰电缆集团有限公司