一种纳米填料改性电缆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种纳米填料改性电缆材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 纳米颗粒由于其具有量子尺寸效应而表现出特殊的光、电、机械、热等性能，与其 他材料复合后，也将使得复合材料表现出许多特殊的性能；目前电缆绝缘和护套常用的橡 胶材料其弯曲和冲击强度方面并不理想，影响电缆的使用寿命。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种改善电缆材料机械强度和电性能的纳米填料改性电缆材料及其 制备方法。
[0004] 本发明采用的技术方案是：一种纳米填料改性电缆材料，由以下原料按重量百分 比构成：氯丁胶11 %~25%，偶联剂1.4%~6. 2%，氯丁橡胶27. 3%~41. 5%，硫化剂 1. 4%~5%，促进剂0. 3%~2. 5%，软化剂1. 1 %~8. 3%，防老剂0. 3%~3. 3%，白炭 黑 4. 1%~14. 5%，纳米Si022. 7%~10. 4%，纳米Ζη02· 7%~10. 4%，纳米Α12032· 7%~ 10. 4%〇
[0005] 作为优选，一种纳米填料改性电缆材料，由以下原料按重量百分比构成：氯丁胶 11 %，偶联剂6. 2 %，氯丁橡胶41. 5 %，硫化剂4. 2 %，促进剂0. 7 %，软化剂6. 8 %，防老剂 2. 0%，白炭黑 4. 1%，纳米Si022. 7%，纳米ΖηΟΙΟ. 4%，纳米Α120310· 4%。
[0006] 作为优选，一种纳米填料改性电缆材料，由以下原料按重量百分比构成：氯丁胶 25 %，偶联剂1. 4 %，氯丁橡胶27. 3 %，硫化剂1. 4 %，促进剂0. 3 %，软化剂3. 0 %，防老剂 3. 3 %，白炭黑 8. 0 %，纳米Si026 . 0 %，纳米Ζη06· 0 %，纳米Α12038· 0 %。
[0007] 作为优选，一种纳米填料改性电缆材料，由以下原料按重量百分比构成：氯丁胶 20 %，偶联剂3. 9 %，氯丁橡胶38 %，硫化剂5. 0 %，促进剂2. 5 %，软化剂1. 1 %，防老剂 0· 3%，白炭黑 14. 5%，纳米Si0210. 4%，纳米Ζη02· 7%，纳米Α12032· 7%。
[0008] 作为优选，所述硫化剂为ΖηΟ和MgO的混合物，其粒径为微米级。
[0009] 作为优选，所述纳米3;102的粒径为10nm，比表面积为590~690m2/g。
[0010] 作为优选，所述纳米ΖηΟ的粒径为20nm，比表面积为50m2/g。
[0011] 作为优选，所述纳米A1203的粒径为10~20nm，比表面积为120~140m2/g。
[0012] -种纳米填料改性电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)按重量百分比称取原料；
[0014] (2)取氯丁胶、偶联剂、氯丁橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、防老剂、白炭黑，将其加 入水中，搅拌均匀得到混合物；
[0015] (3)将纳米Si02、纳米ΖηΟ和纳米A1203加入步骤⑵混合物中，搅拌均匀；
[0016] (4)待溶液中的水分挥发，获得具有纳米颗粒均匀分布的橡胶母料；
[0017] (5)将橡胶母料硫化，获得电缆材料。
[0018] 作为优选，所述硫化温度为140°C~150°C。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] (1)本发明中加入纳米粒子，提高了电缆材料的抗撕裂强度，并降低了材料硬度， 提高塑性，改善了加工性能；
[0021] (2)本发明通过添加纳米ZnO,硫化特性发生变化，减小了正硫化时间，使橡胶的 硫化速度加快，硫化效率提尚；
[0022] (3)本发明的电性能参数有明显的变化，体积电阻率增加，tanδ下降。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0024] 实施例1 :
[0025] -种纳米填料改性电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] (1)按重量百分比称取原料：氯丁胶11%，偶联剂6. 2%，氯丁橡胶41. 5%，硫化 剂4. 2 %，促进剂0. 7 %，软化剂6. 8 %，防老剂2. 0 %，白炭黑4. 1 %，纳米Si022. 7 %，纳米 Ζη010·4%，纳米Α120310·4% ;
[0027] (2)取氯丁胶、偶联剂、氯丁橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、防老剂、白炭黑，将其加 入水中，搅拌均匀得到混合物；
[0028] (3)将纳米Si02、纳米ΖηΟ和纳米Α1203加入步骤⑵混合物中，搅拌均匀；
[0029] (4)待溶液中的水分挥发，获得具有纳米颗粒均匀分布的橡胶母料；
[0030] (5)将橡胶母料硫化，获得电缆材料。
[0031] 硫化剂为ΖηΟ和MgO的混合物，其粒径为微米级；纳米5;102的粒径为10nm，比表 面积为590~690m2/g;纳米ΖηΟ的粒径为20nm，比表面积为50m2/g;纳米A1203的粒径为 10~20nm，比表面积为120~140m2/g，所述硫化温度为140°C~150°C。
[0032] 实施例2 :
[0033] -种纳米填料改性电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0034] (1)按重量百分比称取原料：氯丁胶25%，偶联剂1. 4%，氯丁橡胶27. 3%，硫化 剂1. 4%，促进剂0. 3%，软化剂3. 0%，防老剂3. 3%，白炭黑8. 0%，纳米Si026. 0%，纳米 Ζη06· 0%，纳米Α12038· 0% ;
[0035](2)取氯丁胶、偶联剂、氯丁橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、防老剂、白炭黑，将其加 入水中，搅拌均匀得到混合物；
[0036] (3)将纳米Si02、纳米ΖηΟ和纳米Α1203加入步骤⑵混合物中，搅拌均匀；
[0037] (4)待溶液中的水分挥发，获得具有纳米颗粒均匀分布的橡胶母料；
[0038] (5)将橡胶母料硫化，获得电缆材料。
[0039] 硫化剂为ΖηΟ和MgO的混合物，其粒径为微米级；纳米5;102的粒径为10nm，比表 面积为590~690m2/g;纳米ΖηΟ的粒径为20nm，比表面积为50m2/g;纳米A1203的粒径为 10~20nm，比表面积为120~140m2/g，所述硫化温度为140°C~150°C。
[0040] 实施例3 :
[0041] -种纳米填料改性电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0042] (1)按重量百分比称取原料：氯丁胶20%，偶联剂3· 9%，氯丁橡胶38%，硫化剂 5.0%，促进剂2. 5%，软化剂1. 1%，防老剂0. 3%，白炭黑14. 5%，纳米Si0210. 4%，纳米 Ζη02· 7%，纳米Α12032· 7% ;
[0043] (2)取氯丁胶、偶联剂、氯丁橡胶、硫化剂、促进剂、软化剂、防老剂、白炭黑，将其加 入水中，搅拌均匀得到混合物；
[0044] (3)将纳米Si02、纳米ΖηΟ和纳米Α1203加入步骤⑵混合物中，搅拌均匀；
[0045] (4)待溶液中的水分挥发，获得具有纳米颗粒均匀分布的橡胶母料；
[0046] (5)将橡胶母料硫化，获得电缆材料。
[0047] 硫化剂为ΖηΟ和MgO的混合物，其粒径为微米级；纳米5;102的粒径为10nm，比表 面积为590~690m2/g;纳米ΖηΟ的粒径为20nm，比表面积为50m2/g;纳米A1203的粒径为 10~20nm，比表面积为120~140m2/g，所述硫化温度为140°C~150°C。
[0048] 其中偶联剂采用的是硅烷偶联剂，氯丁胶可以是阴离子型氯丁胶也可以是非离子 型氯丁胶，促进剂采用的是噻唑类橡胶促进剂、次磺酰胺类橡胶促进剂、硫代甲酸盐类橡胶 促进剂中的一种或几种；软化剂采用脂肪油系软化剂如植物油、脂肪酸和油膏等；防老剂 采用的是N-苯基-2-萘胺、N-苯基-α萘胺、N，N'-二（β-萘基）对苯二胺中的一种或 几种。
[0049] -、根据纳米粒子的添加量不同研究对电缆材料进行机械性