本发明公开了一种高强度抗撕护套料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
由于电缆所用护套料的使用环境需要抵抗热、水、氧气、紫外线等各种不同因素的影响，且在长期使用过程中，伴随外力作用时，还需要电缆护套满足良好的力学性能，尤其是抗撕裂性能。在国家标准gb12972-91《矿用橡胶软电缆》中，对于0.66/1.14kv及以下采煤机用和移动用软电缆的氯丁护套橡皮，要求其抗撕裂强度达到7.5n/mm以上(按gb2951.34-83试验)。
而氯丁橡胶纯硫化胶的撕裂强度一般仅为5.0n/mm左右。因此，氯丁橡胶护套抗撕裂性能的提高，很大程度上取决于原材料的选用及配方的配合技术。另外，橡皮的硫化程度、试验条件等因素对氯丁橡胶的抗撕裂性能的影响也比较敏感。
现有技术中，对于氯丁橡胶的补强，更多的是采用添加炭黑等补强剂的技术手段。添加炭黑对氯丁橡胶的抗撕裂性能影响比较复杂，填充量、颗粒粒径大小、炭黑表面活性基团的多少，都会对氯丁橡胶抗撕裂性能造成不同的影响，虽然采用适当品种的炭黑对氯丁橡胶的撕裂强度可以获得明显改善，但要使之高于7.5n/mm，在实际生产中还是难以实现；采用白炭黑作为补强剂，对于改善其撕裂强度是具有非常突出的作用的，但是白炭黑也有资深的缺陷。即随着它的用量的增加，胶料的粘度增大，在混料和挤出加工过程中升温加快，焦烧时间缩短，加工安全性和加工工艺性能变差。
因此，如何在氯丁橡胶护套产品制备过程中，既保持良好的加工性能，同时又能使护套产品的力学性能，尤其是抗撕裂性能得到显著提升，是本领域技术人员亟待解决的难题之一。
技术实现要素：
针对传统护套料的加工性能不足，且产品的抗撕裂性能无法进一步提升的弊端，提供了一种高强度抗撕护套料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高强度抗撕裂护套料，包括以下重量份数的原料组成：
所述有机化层状硅酸盐的制备过程为：
按重量份数计，依次取40～50份层状硅酸盐，100～150份强酸溶液，100～130份稀土盐溶液，40～50份质量分数为1～5％的明胶溶液，8～10份正硅酸乙酯；
将层状硅酸盐和强酸溶液倒入水热釜中，水热反应3～5h后，过滤，洗涤和干燥，得干燥预处理硅酸盐；
将干燥预处理硅酸盐和稀土盐溶液加热超声反应3～5h后，再加入明胶溶液和正硅酸乙酯，继续搅拌反应后，随后浓缩，干燥，于空气气氛中于180℃条件下低温焙烧后，于惰性气体保护状态下，升温至600～680℃，保温炭化后，冷却，出料，得有机化层状硅酸盐。
所述层状硅酸盐为水滑石、白云母、蒙脱石、海泡石中的任意一种或几种。
所述强酸溶液为质量分数为3～5％的强酸溶液；所述强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种。
所述稀土盐溶液为质量分数为1～5％的稀土盐溶液；所述稀土盐为硝酸铈、氯化铈、硝酸镧中的任意一种或几种。
所述防老剂为防老剂4020、防老剂rd或防老剂nbc中的任意一种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076或抗氧剂168中任意一种。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的任意一种。
一种高强度抗撕裂护套料，的制备步骤为：
(1)按原料组成称量各组分；
(2)将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合，再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型后，于拉力为3～5mpa下，持续拉伸100～200s，即得高强度抗撕裂护套料。
有益效果：
本发明技术方案通过在树脂体系中添加有机层状硅酸盐，并将润滑剂稍后添加，在捏合过程中，首先是高粘捏合过程，此过程中，有机化的层状硅酸盐可以在eva树脂和聚乙烯树脂基体的分子链中均匀穿插，并且，有机化的层状硅酸盐更有利于eva树脂和聚乙烯树脂的线性分子链插入有机硅酸盐片层结构中，撑大片层间隙，形成一定的插层结构；随后，配合一定强度的拉伸作用，在拉伸前，在粘合过程中，基体树脂线性分子链无序缠绕成无定形状态，而在该拉伸强度下，可使线性分子链被拉直，在有机化层状硅酸盐的束缚和应力诱导下，进一步发生取向，而在应力诱导下，产生拉伸结晶，使得基体树脂自身产生补强作用，使产品的抗撕裂性能得到显著提升；
本发明技术方案通过利用强酸溶液对层状硅酸盐处理，提高其层间通道孔隙率，并且利用稀土盐进行掺杂改性，进一步替身内部通道，再通过在有机化层状硅酸盐制备过程中，引入正硅酸乙酯，在反应过程中，正硅酸乙酯水解产物被硅酸盐吸附，吸附固定后在后续有机化过程中，通过有机碳链使得水解产物二氧化硅有效固定在层状结构表面和孔隙中，有机分子链可在体系中与基体树脂相互牵制，而有机分子链两端分别为层状硅酸盐和二氧化硅，两者的存在可产生强大的限制作用，使产品的抗撕裂性能得到进一步提升。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
具体实施方式
有机化层状硅酸盐：
按重量份数计，依次取40份水滑石，100份质量分数为3％的硝酸溶液，100份质量分数为1％的硝酸铈溶液，40份质量分数为1％的明胶溶液，8份硅酸酯；先将水滑石和硝酸溶液倒入水热釜中，于温度为160℃，压力为2.1mpa，搅拌转速为300r/min条件下，水热搅拌反应3h后，出料，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼于温度为85℃条件下干燥3h，得干燥预处理水滑石；将干燥预处理硅酸盐和硝酸铈溶液混合后，于温度为75℃，超声频率为45khz条件下，加热超声反应3h后，再加入明胶溶液和正硅酸乙酯，继续超声反应45min后，于温度为75℃，压力为400mmhg条件下，减压浓缩45min，得浓缩物，再将浓缩物于温度为105℃条件下干燥至恒重，得干燥浓缩物，随后将干燥浓缩物于空气气氛中，加热至180℃，保温焙烧45min后，转入炭化炉中，于氩气保护状态下，以3℃/min速率升温至600℃，保温炭化3h后，随炉冷却至室温，出料，得有机化层状硅酸盐；
高强度抗撕裂护套料：
按重量份数计，依次取100份eva260树脂，20份线型低密度聚乙烯fv149m，20份有机化层状硅酸盐，1份防老剂rd，1份抗氧剂1010，1份硬脂酸钙，先将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型后，于拉力为3mpa下，持续拉伸100s，即得高强度抗撕裂护套料。
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为52.3mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为46.2kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为9.2n/mm。
实施例2
具体实施方式
有机化层状硅酸盐：
按重量份数计，依次取45份水滑石，120份质量分数为4％的硝酸溶液，120份质量分数为2％的硝酸铈溶液，45份质量分数为4％的明胶溶液，9硅酸酯；先将水滑石和硝酸溶液倒入水热釜中，于温度为170℃，压力为2.5mpa，搅拌转速为400r/min条件下，水热搅拌反应4h后，出料，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼于温度为90℃条件下干燥4h，得干燥预处理水滑石；将干燥预处理硅酸盐和硝酸铈溶液混合后，于温度为80℃，超声频率为60khz条件下，加热超声反应4h后，再加入明胶溶液和正硅酸乙酯，继续超声反应50min后，于温度为80℃，压力为450mmhg条件下，减压浓缩50min，得浓缩物，再将浓缩物于温度为108℃条件下干燥至恒重，得干燥浓缩物，随后将干燥浓缩物于空气气氛中，加热至180℃，保温焙烧50min后，转入炭化炉中，于氩气保护状态下，以4℃/min速率升温至650℃，保温炭化4h后，随炉冷却至室温，出料，得有机化层状硅酸盐；
高强度抗撕裂护套料：
按重量份数计，依次取120份eva260树脂，25份线型低密度聚乙烯fv149m，25份有机化层状硅酸盐，1.5份防老剂rd，1.5份抗氧剂1010，1.5份硬脂酸钙，先将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型后，于拉力为4mpa下，持续拉伸150s，即得高强度抗撕裂护套料。
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为54.2mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为48.6kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为9.6n/mm。
实施例3
具体实施方式
有机化层状硅酸盐：
按重量份数计，依次取50份水滑石，150份质量分数为5％的硝酸溶液，130份质量分数为5％的硝酸铈溶液，50份质量分数为5％的明胶溶液，10份硅酸酯；先将水滑石和硝酸溶液倒入水热釜中，于温度为180℃，压力为2.8mpa，搅拌转速为500r/min条件下，水热搅拌反应5h后，出料，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼于温度为95℃条件下干燥5h，得干燥预处理水滑石；将干燥预处理硅酸盐和硝酸铈溶液混合后，于温度为85℃，超声频率为80khz条件下，加热超声反应5h后，再加入明胶溶液和正硅酸乙酯，继续超声反应60min后，于温度为85℃，压力为500mmhg条件下，减压浓缩60min，得浓缩物，再将浓缩物于温度为110℃条件下干燥至恒重，得干燥浓缩物，随后将干燥浓缩物于空气气氛中，加热至180℃，保温焙烧60min后，转入炭化炉中，于氩气保护状态下，以5℃/min速率升温至680℃，保温炭化5h后，随炉冷却至室温，出料，得有机化层状硅酸盐；
高强度抗撕裂护套料：
按重量份数计，依次取150份eva260树脂，30份线型低密度聚乙烯fv149m，30份有机化层状硅酸盐，2份防老剂rd，2份抗氧剂1010，2份硬脂酸钙，先将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型后，于拉力为5mpa下，持续拉伸200s，即得高强度抗撕裂护套料。
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为56.3mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为49.2kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为10.1n/mm。
实施例4
相比于实施例1而言，本实施例水滑石改为气相白炭黑，其余条件不变；
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为34.2mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为28.2kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为5.6n/mm。
实施例5
相比于实施例1而言，本实施例的区别为：
高强度抗撕裂护套料：
按重量份数计，依次取100份eva260树脂，20份线型低密度聚乙烯fv149m，20份水滑石，1份防老剂rd，1份抗氧剂1010，1份硬脂酸钙，先将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型后，于拉力为3mpa下，持续拉伸100s，即得高强度抗撕裂护套料。
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为22.5mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为26.2kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为4.2n/mm。
实施例6
相比于实施例1而言，本实施例的区别为：
高强度抗撕裂护套料：
按重量份数计，依次取120份eva260树脂，25份线型低密度聚乙烯fv149m，25份有机化层状硅酸盐，1.5份防老剂rd，1.5份抗氧剂1010，1.5份硬脂酸钙，先将eva树脂，线型低密度聚乙烯，有机层状硅酸盐，防老剂和抗氧剂原料混合后，捏合再加入润滑剂，继续捏合后，经挤出造粒，注射成型，即得高强度抗撕裂护套料。
性能测试：
参照gb1040-92机械性能测试方法进行拉伸强度的测试，测试得到产品拉伸强度为45.2mpa；
参照gb/t1043-93冲击强度测试方法进行缺口冲击强度测试，测得缺口冲击强度为44.6kj/m2；
参照gb2951.34-83进行产品撕裂强度测试，测得产品撕裂强度为8.6n/mm。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。