一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套。
【背景技术】
[0002]电伴热带自上世纪70年代进入应用领域以来，已经成为当今世界上最通用的电伴热带类型，其广泛地应用于加热公路、坡道、人行横道、屋檐及地板等。自限式电伴热带内部，两根导电芯之间分布着起加热作用的PTC高分子材料，其外部由高分子内护层、金属屏蔽网和高分子外护套构成。目前国内中用于自限温电伴热带的外层高分子外护套由于受使用环境限制仍然满足不了需求，尤其在冬季寒冷环境，目前得自限温电伴热带外护套的传热性、硬度及耐磨性还满足不了需求。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套，传热性好，硬度高，耐磨性能优异。
[0004]本发明提出的一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套，其原料按重量份包括:甲基乙稀基娃橡胶100份，羧基丁腈橡胶20?40份，氯丁橡胶15?35份，硫磺0.8?1.8份，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)-3-己炔0.5?1.4份，二甲基丙烯酸锌1.5?3.5份，重铬酸钠1.5?3.5份，改性玻璃纤维60?85份，石墨粉8?14份，滑石粉15?35份，硅微粉8?14份，高岭土 5?15份，纳米氧化招8?18份，抗氧剂AT-215 1?1.8份，木质素磺酸钠1?4份，环氧大豆油0.8?1.6份，邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯0.7?1.8份，液体古马隆树脂0.7?1.8份，硬脂酸锌1?1.7份。
[0005]优选地，改性玻璃纤维采用如下工艺制备:氮气保护下，将硅烷偶联剂KH550、去离子水、玻璃纤维混合后，搅拌均匀，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料;将硼氢化钠溶液、硝酸银、柠檬酸三钠、去离子水搅拌均匀，静置得到第二预制料；向第一预制料中加入尼龙6、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、抗坏血酸、去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入硝酸溶液调节体系pH值为5?5.8，搅拌状态下加入硝酸银，加入完全后继续搅拌，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为210?230°C，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为205?225°C，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
[0006]优选地，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、玻璃纤维、尼龙6、聚乙烯比咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵的重量比为5?15:8?16:40?60:2.5?3.5:2?4.5。
[0007]优选地，改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550、柠檬酸三钠、抗坏血酸的重量比为5?15:11?15:5?12。
[0008]优选地，改性玻璃纤维采用如下工艺制备:氮气保护下，按重量份将5?15份硅烷偶联剂KH550、40?60份去离子水、8?16份玻璃纤维混合，以400?600r/min的速度搅拌5?15min，搅拌温度为86?96°C，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料；将5?10份浓度为3.5?4.5mmol/L的硼氢化钠溶液、15?35份硝酸银、11?15份柠檬酸三钠、60?120份去离子水进行搅拌8?16min，搅拌速度160?260r/min，静置5?12h得到第二预制料；向第一预制料中加入40?60份尼龙6、2.5?3.5份聚乙烯比咯烷酮、2?4.5份十六烷基三甲基溴化铵、5?12份抗坏血酸、40?80份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为2?4.5wt%的硝酸溶液调节体系pH值为5?5.8，搅拌状态下加入14?19份硝酸银，加入完全后继续搅拌30?50min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为210?230°C，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为205?225°C，切粒，烘干得到改性玻璃纤维。
[0009]优选地，甲基乙烯基硅橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶的重量比为100:30?34:20
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[0010]优选地，改性玻璃纤维、石墨粉、滑石粉、硅微粉、高岭土、纳米氧化铝的重量比为70?76:9?12:20?24:11?13:8?12:12?14。
[0011]优选地，环氧大豆油、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、液体古马隆树脂、硬脂酸锌的重量比为1.2?1.4:1?1.4:1.2?1.5:1.2?1.5。
[0012]优选地，所述的高性能自限式电伴热带橡胶外护套，其原料按重量份包括:甲基乙烯基硅橡胶100份，羧基丁腈橡胶30?34份，氯丁橡胶20?26份，硫磺1.2?1.5份，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)-3-己炔0.6?1份，二甲基丙烯酸锌1.6?2份，重铬酸钠2?2.4份，改性玻璃纤维70?76份，石墨粉9?12份，滑石粉20?24份，硅微粉11?13份，高岭土 8?12份，纳米氧化铝12?14份，抗氧剂AT-215 1.2?1.4份，木质素磺酸钠2?2.6份，环氧大豆油1.2?1.4份，邻苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯1?1.4份，液体古马隆树脂1.2?1.5份，硬脂酸锌1.2?1.5份。
[0013]本发明以甲基乙烯基硅橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶协同作用，采用硫磺、2，5_二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)-3-己炔、二甲基丙烯酸锌、重铬酸钠协同硫化，使本发明硬度高，耐磨性极好，而加入的改性玻璃纤维、滑石粉、硅微粉、高岭土、纳米氧化铝协同作用，可有效增强本发明力学与导热性能。在改性玻璃纤维的制备工艺中，硅烷偶联剂KH550—端为乙氧基，水解后形成硅醇，与玻璃纤维表面的羟基进行有机结合，而另一端的氨基可与尼龙6上的羧基进行反应，从而将玻璃纤维与尼龙6紧密结合，提高改性玻璃纤维的硬度和耐磨性;玻璃纤维表面经过处理后表面粗糙，表面留下空洞，利用聚乙烯比咯烷酮的大分子链位阻与十六烷基三甲基溴化铵的静电相斥，与第二预制料作用得到的极小粒径物料，可镶嵌在空洞内，使本发明密度增大，硬度极高，耐磨性进一步增强，；同时硅烷偶联剂KH550的氨基与抗坏血酸、硝酸银反应，结合力极强，使所得改性玻璃纤维表面光滑，与原料中其他物料间混容性极好，其中木质素磺酸钠与未反应的硅烷偶联剂KH550可将甲基乙烯基硅橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶与石墨粉、滑石粉、硅微粉、高岭土、纳米氧化铝有机结合，使本发明热稳定性、导热性极为优异，而且硬度与耐磨性极好，进一步与环氧大豆油、邻苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯、液体古马隆树脂、硬脂酸锌、抗氧剂AT-215协同作用，可在保证硬度高的前提下，使本发明不易折断，使用寿命长。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套，其原料按重量份包括:甲基乙烯基硅橡胶100份，羧基丁腈橡胶40份，氯丁橡胶15份，硫磺1.8份，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)-3-己炔0.5份，二甲基丙烯酸锌3.5份，重铬酸钠1.5份，改性玻璃纤维85份，石墨粉8份，滑石粉35份，硅微粉8份，高岭土 15份，纳米氧化铝8份，抗氧剂AT-215 1.8份，木质素磺酸钠1份，环氧大豆油1.6份，邻苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯0.7份，液体古马隆树脂1.8份，硬脂酸锌1份。
[0015]实施例2
一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套，其原料按重量份包括:甲基乙烯基硅橡胶100份，羧基丁腈橡胶20份，氯丁橡胶35份，硫磺0.8份，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)~3~己炔1.4份，二甲基丙烯酸锌1.5份，重铬酸钠3.5份，改性玻璃纤维60份，石墨粉14份，滑石粉15份，娃微粉14份，高岭土 5份，纳米氧化铝18份，抗氧剂AT-215 1份，木质素磺酸钠4份，环氧大豆油0.8份，邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯1.8份，液体古马隆树脂0.7份，硬脂酸锌1.7份。
[0016]实施例3
一种高性能自限式电伴热带橡胶外护套，其原料按重量份包括:甲基乙烯基硅橡胶100份，羧基丁腈橡胶30份，氯丁橡胶26份，硫磺1.2份，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)-3-己炔1份，二甲基丙烯酸锌1.6份，重铬酸钠2.4份，改性玻璃纤维70份，石墨粉12份，滑石粉20份，硅微粉13份，高岭土8份，纳米氧化铝14份，抗氧剂AT-215 1.2份，木质素磺酸钠2.6份，环氧大豆油1.2份，邻苯二甲酸二 (2-乙基己基)酯1.4份，液体古马隆树脂1.2份，硬脂酸锌1.5份。
[0017]改性玻璃纤维采用如下工艺制备:氮气保护下，按重量份将5份硅烷偶联剂KH550、60份去离子水、8份玻璃纤维混合，以600r/min的速度搅拌5min，搅拌温度为96°C，过滤，洗涤，烘干得到第一预制料;将5份浓度为4.5mmol/L的硼氢化钠溶液、15份硝酸银、15份柠檬酸三钠、60份去离子水进行搅拌16min，搅拌速度160r/min，静置12h得到第二预制料；
向第一预制料中加入40份尼龙6、3.5份聚乙烯比咯烷酮、2份十六烷基三甲基溴化铵、12份抗坏血酸、40份去离子水混合均匀，加入第二预制料混合均匀，然后加入质量分数为
4.5 w t %的硝酸溶液调节体系p Η值为5，搅拌状态下加入19份硝酸银，加入完全后继续搅拌30min，离心分离，洗涤，干燥，送入挤出机中一次挤出，挤出温度为230°C，切粒，烘干，然后送入挤出机中二次挤出，挤出温度为205°C，切粒，烘干得到改性玻