本发明涉及一种含三元乙丙的橡胶组合物，具体涉及一种高绝缘、耐热水、无卤的辐照交联绝缘材料。
背景技术：
空调、冰箱等家用电器配线的绝缘材料种类繁多，各有优缺点，主要有聚氯乙烯、交联聚乙烯、硅橡胶、氟塑料以及交联三元乙丙。
交联三元乙丙橡胶电线绝缘料，是由乙烯、丙烯、非共轭二烯烃的三元共聚物以及各类配合剂，通过化学或者辐照方式交联得到，具有优异的耐候、耐臭氧、耐热、耐化学腐蚀、耐水蒸汽等性能，在制冷压缩机引线、防水电机引线以及电器用电线等领域均有运用。
现有用于iec6024557(yzw)绝缘的交联三元乙丙蒸汽硫化橡胶存在以下不足：(1)交联三元乙丙橡胶的分子结构中缺少活性基团，内聚能低，且胶料易于喷霜，因而自粘性和互粘性差；(2)交联三元乙丙橡胶的绝缘电阻在水煮试验后不足500mω(水煮试验：浸水长度2500mm，水温65℃，时间400h)，或绝缘电阻批次不稳定；不能满足某些客户特定户外、耐飞溅水使用要求；(3)长时间室外使用会降低线缆的绝缘性能，引起短路跳闸，且硫化剂的使用会导致线缆出现异味。
技术实现要素：
为了克服现有技术的以上不足，本发明提供一种高绝缘、耐热水、无卤的辐照交联绝缘材料。
本发明的橡胶绝缘材料由以下重量份的组分组成：
三元乙丙60-80份、poe40-20份、煅烧陶土80-100份、白炭黑5-15份、硅烷偶联剂1-3份、抗氧化剂0.5-2份、石蜡4-8份、软化剂10-20份、辐照敏化剂2-5份、硬脂酸钙1-3份、轻质氧化镁2-6份。
优选地，所述橡胶绝缘材料由以下重量份的组分组成：
三元乙丙65份、poe35份、煅烧陶土85份、白炭黑5份、硅烷偶联剂2份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙5份、轻质氧化镁5份。
本发明的橡胶组分包含生胶体系、补强填充体系、硫化体系、软化体系和防护体系，各体系的组分间密切联系、相互作用。
本发明的橡胶组分中，poe分子结构与三元乙丙橡胶相似，也具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，能提升橡胶挤出效率。三元乙丙与poe配合构成生胶体系，以三元乙丙为生橡胶的主体，以poe为辅，三元乙丙的重量占比约为poe的1.5-4倍，综合了三元乙丙与poe的性能优点，互补增效。辐照敏化剂为橡胶材料的硫化体系，生橡胶在辐射的作用下由敏化剂引发物理交联，使橡胶材料的塑性增强，耐热温度提高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。
本发明的橡胶组分中，煅烧陶土、白炭黑均为填料，共同构成橡胶材料的补强填充体系。其中，煅烧陶土为增量填料，可降低橡胶材料的成本，显著提高橡胶的体积电阻率和疏水性，白炭黑为补强填料，可提高橡胶加工性能、改进物性，但对绝缘电性能有负面影响。硅烷偶联剂，可改变陶土粉体的表面性质，提高分散性，改善与橡胶类有机高分子材料的交联性，从而增强橡胶制品的拉伸强度等物理机械性能；硅烷偶联剂同时可改善橡胶高分子材料的疏水性，从而增强橡胶制品的耐水性。
相比直接使用改性陶土和白炭黑，将煅烧陶土、白炭黑以及硅烷偶联剂按上述配比联合应用于生橡胶，对橡胶电气性能、机械性能的改善效果更好。不仅使橡胶材料的强度、耐用性增强，成本降低，而且在抗氧化剂、石蜡、硬脂酸钙、轻质氧化镁所构成的防护体系的协同作用下，橡胶材料的吸水性降低，耐臭氧性提升，耐热老化性、耐水性进一步增强，即使长时间处于60℃的高温高湿环境中，仍能保持较高的绝缘性。
本发明的橡胶组分中，还包含软化剂10-20份作为橡胶材料的软化体系，能增加胶料的可塑性，流动性，以便挤出成型，提高挤出效率；还有助于粉末状配合剂分散和降低混炼温度。
进一步，所述三元乙丙为陶氏4770r或陶氏3720p或陶氏3722p或锦湖kep210；所述poe为陶氏8150。
进一步，所述辐照敏化剂为taic或tmptma。
进一步，所述软化剂为石蜡油或环烷油。
进一步，所述煅烧陶土为1500目-3000目或经过硅烷偶联剂表面改性处理。
进一步，所述硅烷偶联剂为kh550或kh330或kh560。
按现有橡胶材料制备工艺，将本发明的橡胶组分在密炼机混炼均匀后经压片或造粒，制出成品胶料。
将本发明的橡胶胶料制成的电缆，在11-13mrad的辐射吸收剂量下进行物理交联，得到电缆成品。
本发明的橡胶组分经过混炼、辐照交联后得到的电缆，不仅符合gb/t5013.4-2008中电线绝缘层用橡胶的有关电气性能和机械性能的标准，还具耐热、耐水以及高绝缘电性能。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙60份、poe40份、煅烧陶土90份、白炭黑5份、硅烷偶联剂2份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙2.5份、轻质氧化镁3.5份。辐照吸收剂量13mrad。
实施例2
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙60份、poe40份、煅烧陶土80份、白炭黑10份、硅烷偶联剂2份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙2.5份、轻质氧化镁3份。辐照吸收剂量13mrad。
实施例3
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙60份、poe40份、煅烧陶土80份、白炭黑15份、硅烷偶联剂2份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙3份、轻质氧化镁3份。辐照吸收剂量13mrad。
实施例4
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙65份、poe35份、煅烧陶土85份、白炭黑5份、硅烷偶联剂1份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙5份、轻质氧化镁5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例5
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙65份、poe35份、煅烧陶土80份、白炭黑15份、硅烷偶联剂1份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂18份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙2.5份、轻质氧化镁3份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例6
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙65份、poe35份、煅烧陶土80份、白炭黑10份、硅烷偶联剂1份、抗氧化剂1.5份、石蜡5份、软化剂18份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙3份、轻质氧化镁2.5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例7
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙70份、poe30份、煅烧陶土90份、白炭黑5份、硅烷偶联剂1.6份、抗氧化剂1.4份、石蜡4份、软化剂16份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙3份、轻质氧化镁4份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例8
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙70份、poe30份、煅烧陶土85份、白炭黑10份、硅烷偶联剂1.6份、抗氧化剂1.5份、石蜡4份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙3份、轻质氧化镁4.5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例9
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙70份、poe30份、煅烧陶土80份、白炭黑15份、硅烷偶联剂1.6份、抗氧化剂1.5份、石蜡4.8份、软化剂15份、辐照敏化剂3份、硬脂酸钙3份、轻质氧化镁5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例10
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙75份、poe25份、煅烧陶土100份、白炭黑5份、硅烷偶联剂2份、抗氧化剂2份、石蜡5份、软化剂19份、辐照敏化剂4份、硬脂酸钙2份、轻质氧化镁5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例11
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙75份、poe25份、煅烧陶土100份、白炭黑10份、硅烷偶联剂3份、抗氧化剂1份、石蜡6份、软化剂16份、辐照敏化剂4份、硬脂酸钙2份、轻质氧化镁5份。辐照吸收剂量12mrad。
实施例12
一种橡胶绝缘材料，其重量份配比为：
三元乙丙75份、poe25份、煅烧陶土90份、白炭黑15份、硅烷偶联剂3份、抗氧化剂1份、石蜡5份、软化剂16份、辐照敏化剂4份、硬脂酸钙1份、轻质氧化镁5份。辐照吸收剂量12mrad。
性能试验
试验共设15个试验组：
(1)本发明实施例1-12的橡胶绝缘材料)；
(2)对照组1
三元乙丙(4045)70份、cpe(135b)30份、白炭黑35份、活性碳酸钙100份、过氧化二异丙苯1份、硅烷偶联剂(a-172)2份、交联助剂(taic)2份、氧化锌5份、硬脂酸锌2份、防老剂(124)1.5份；太阳石蜡油228015份；蒸汽硫化工艺。
(3)对照组2
三元乙丙(陶氏3722p)100份、活性碳酸钙100份、白炭黑35份、过氧化二异丙苯1.5份、太阳石蜡油228015份、4,4′-双(2,2-二甲基苄基)二苯胺2份、氧化锌5份、石蜡5份、二甲基硅油1份；蒸汽硫化工艺。
(4)对照组3
三元乙丙(埃尼4044)96份、poe4份、1500目滑石粉50份、1500目碳酸钙90份、白炭黑35份、氧化锌5.6份、硬脂酸0.1份、防老剂rd2份、石蜡油228020份、bibp2份、taic2.7份、硅烷偶联剂(a-172)1.0份、石蜡4份。蒸汽硫化工艺。
测试项目及方法
(1)电气性能试验
绝缘电阻的测试方法为：截取2.5m本发明的胶料制成的电线，将其在65℃的热水中(头尾露各出水面100-150mm，)连续浸泡400小时后取出，在常温冷水中冷却30min后，用绝缘电阻仪测量(试验电压dc500v)，测量在1min后读数；测试后进行电压试验，试验条件为：电压ac2500v，时间5min，试验漏电流限值5ma。或在100℃的水中蒸煮3×8小时，在100℃沸水中测量绝缘电阻，测量在1min后读数。
(2)机械性能试验
测试方法为：按gb/t5013.2-2008进行，测试各试验组的拉伸强度、断裂伸长率。
试验结果
上表显示本发明的橡胶材料符合gb/t5013.4-2008中电线绝缘层用橡胶的有关电气性能和机械性能的标准，符合gb/t5013.1-2008表3中ie4型绝缘非电性能要求，其抗拉强度优于其他线缆用橡胶绝缘材料；在长时间处于温水或热水的环境中，其绝缘性优于其他线缆用橡胶绝缘材料，具有较强的耐热、耐水性能。