一種改性玉米秸稈橡膠復(fù)合電纜護套材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性玉米秸稈橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠70-75份，順丁橡膠40-50份，丁腈橡膠15-20份，改性玉米秸稈30-35份，硫磺2-2.3份，炭黑N55050-60份，納米二氧化硅15-20份，有機膨潤土20-30份，防老劑4010NA0.5-1.5份，防老劑MB1-1.5份，防老劑RD0.5-0.8份，促進劑CZ0.8-1.3份，促進劑D1-2份，硬脂酸1.5-2.3份，氧化鋅4-5份。本發(fā)明中，上述改性玉米秸稈橡膠復(fù)合電纜護套材料拉伸強度與撕裂強度高，300％定伸應(yīng)力優(yōu)異，耐老化性能好，使用壽命長。
【專利說明】一種改性玉米秸稈橡膠復(fù)合電纜護套材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合電纜護套材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電 纜護套材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國玉米資源非常豐富，目前我國利用玉米秸桿的用途主要有肥料、飼料、能源及 工業(yè)原料等，總的來說利用率非常低，我國資源相對匱乏，合理利用玉米秸桿緩解我國資源 匱乏的情況對發(fā)展經(jīng)濟及保護環(huán)境具有極其重要的作用。目前植物秸桿增強復(fù)合材料發(fā)展 越來越迅速，用玉米秸桿增強電纜護套材料是一種新型綠色環(huán)保型復(fù)合材料，具有巨大的 經(jīng)濟潛力，如何制備一種拉伸強度與撕裂強度高，耐老化性能好，使用壽命長的電纜護套材 料成為目前需要解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，拉伸強度與撕裂強度 高，300 %定伸應(yīng)力優(yōu)異，耐老化性能好，使用壽命長。
[0004] 本發(fā)明提出的一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括： 天然橡膠70-75份，順丁橡膠40-50份，丁腈橡膠15-20份，改性玉米秸桿30-35份，硫 磺2-2. 3份，炭黑N55050-60份，納米二氧化硅15-20份，有機膨潤土 20-30份，防老劑 4010NA0. 5-1. 5份，防老劑MB1-1. 5份，防老劑RD0. 5-0. 8份，促進劑CZ0. 8-1. 3份，促進劑 D1-2份，硬脂酸1. 5-2. 3份，氧化鋅4-5份；
[0005] 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度 為0. 2-0. 35mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至105-108°C，將剪碎的玉米秸桿投 入反應(yīng)瓶中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為150-200:4000-4500， 待物料輕扯即斷時，再持續(xù)加熱5-8min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的 中間料置于水中進行清洗至濾液pH為6-7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻， 硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉米秸桿的重量比為150-200:1. 5-2,將得到的物料送入60-65°C烘 箱中放置8-10小時，粉碎，過40-80目篩得到改性玉米秸桿。
[0006] 優(yōu)選地，天然橡膠、順丁橡膠及丁腈橡膠的重量比為72-74 :46-48 :18-20。
[0007] 優(yōu)選地，改性玉米秸桿中，粒徑為0. 28-0. 3mm的占25-35wt %，粒徑為0. 3-0. 36mm 的占 40-60wt %，粒徑為 0· 36-0. 4mm 的占 5-15wt %。
[0008] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括：天然橡膠72-74份，順丁橡膠46-48份，丁腈橡 膠18-20份，改性玉米秸桿31-33份，硫磺2. 1-2. 2份，炭黑N55055-58份，納米二氧化硅 16-18份，有機膨潤土 25-28份，防老劑4010NA1. 2-1. 3份，防老劑MB1. 2-1. 4份，防老劑 RD0. 6-0. 7份，促進劑CZ1-1. 2份，促進劑D1. 5-1. 7份，硬脂酸2-2. 2份，氧化鋅4. 5-4. 8 份。
[0009] 優(yōu)選地，其原料按重量份包括：天然橡膠73份，順丁橡膠47份，丁腈橡膠19份，改 性玉米秸桿31. 5份，硫磺2. 15份，炭黑N55057份，納米二氧化硅16. 5份，有機膨潤土 27 份，防老劑4010NA1. 22份，防老劑MB1. 35份，防老劑RDO. 62份，促進劑CZ1. 15份，促進劑 D1. 6份，硬脂酸2. 15份，氧化鋅4. 6份。
[0010] 優(yōu)選地，其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配 制濃度為〇. 3mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至106°C，將剪碎的玉米秸桿投入 反應(yīng)瓶中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為160:4200,待物料輕扯 即斷時，再持續(xù)加熱6min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水 中進行清洗至濾液pH為6-7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑 KH-550與玉米秸桿的重量比為200:2,將得到的物料送入62°C烘箱中放置9小時，粉碎，過 40-80目篩得到改性玉米秸桿。
[0011] 本發(fā)明中，順丁橡膠硫化后耐寒性、耐磨性及耐老化性能好，采用硫磺進行硫化， 并與天然橡膠及順丁橡膠并用作為基料，相容性好，產(chǎn)品綜合性能好，在基料添加適量改 性玉米秸桿，玉米秸桿中含有大量的木素、纖維素及半纖維素，通過對玉米秸桿進行改性處 理，使得纖維表面變得粗糙并形成許多空腔，降低玉米秸桿內(nèi)部纖維束的直徑，其形成的空 腔可降低與基料間的相斥作用，大大增強玉米秸桿與基料的界面粘合力及與硅烷偶聯(lián)劑 KH-550的反應(yīng)能力，纖維束直徑變小，纖維的分散性好，與基體的有效接觸面積增加，反應(yīng) 能力進一步增強，對酸解后的玉米秸桿采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550進行改性處理，由于玉米秸 桿表面有大量的羥基，酸解之后更多羥基暴露出來，可以與硅烷偶聯(lián)劑KH-550形成較強氫 鍵，進而提高秸桿和基料的界面作用力，大大提高玉米秸桿的補強效果，產(chǎn)品的拉伸強度、 撕裂強度及300%定伸應(yīng)力增強明顯，防老劑4010NA、防老劑MB及防老劑RD并用時，協(xié)同 效果較好，可有效提高產(chǎn)品的耐熱空氣老化性能，防護效果佳，炭黑N550、納米二氧化硅及 有機膨潤土作為填充補強劑，產(chǎn)品的物理機械性能顯著增強，本發(fā)明中，上述電纜護套材料 拉伸強度與撕裂強度高，300%定伸應(yīng)力優(yōu)異，耐老化性能好，使用壽命長。

【具體實施方式】
[0012] 實施例1
[0013] 一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠73 份，順丁橡膠47份，丁腈橡膠19份，改性玉米秸桿31. 5份，硫磺2. 15份，炭黑N55057份， 納米二氧化硅16. 5份，有機膨潤土 27份，防老劑4010NA1. 22份，防老劑MB1. 35份，防老劑 RD0. 62份，促進劑CZ1. 15份，促進劑D1. 6份，硬脂酸2. 15份，氧化鋅4. 6份；
[0014] 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度 為0. 3mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至106°C，將剪碎的玉米秸桿投入反應(yīng)瓶 中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為160:4200,待物料輕扯即斷時， 再持續(xù)加熱6min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水中進行清 洗至濾液pH為6-7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉 米秸桿的重量比為200:2,將得到的物料送入62°C烘箱中放置9小時，粉碎，過40-80目篩 得到改性玉米秸桿；
[0015] 改性玉米秸桿中，粒徑為0· 28-0. 3mm的占25-35wt%，粒徑為0· 3-0. 36mm的占 40-60wt %，粒徑為 0· 36-0. 4mm 的占 5-15wt %。
[0016] 實施例2
[0017] 一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠70 份，順丁橡膠50份，丁腈橡膠15份，改性玉米秸桿35份，硫磺2份，炭黑N55060份，納米二 氧化硅15份，有機膨潤土 30份，防老劑4010NA0. 5份，防老劑MB1. 5份，防老劑RD0. 5份， 促進劑CZ1. 3份，促進劑D1份，硬脂酸2. 3份，氧化鋅4份；
[0018] 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度 為0. 35mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至105°C，將剪碎的玉米秸桿投入反應(yīng)瓶 中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為200:4000,待物料輕扯即斷時， 再持續(xù)加熱8min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水中進行清 洗至濾液pH為6,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉米 秸桿的重量比為200:1. 5,將得到的物料送入65°C烘箱中放置8-10小時，粉碎，過80目篩 得到改性玉米秸桿。
[0019] 實施例3
[0020] 一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠75 份，順丁橡膠40份，丁腈橡膠20份，改性玉米秸桿30份，硫磺2. 3份，炭黑N55050份，納米 二氧化硅20份，有機膨潤土 20份，防老劑4010NA1. 5份，防老劑MB1份，防老劑RD0. 8份， 促進劑CZ0. 8份，促進劑D2份，硬脂酸1. 5份，氧化鋅5份；
[0021] 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度 為0. 2mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至108°C，將剪碎的玉米秸桿投入反應(yīng)瓶 中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為150:4500,待物料輕扯即斷時， 再持續(xù)加熱5min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水中進行清 洗至濾液pH為7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉米 秸桿的重量比為150:2,將得到的物料送入60°C烘箱中放置10小時，粉碎，過40目篩得到 改性玉米秸桿。
[0022] 實施例4
[0023] -種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠72. 5 份，順丁橡膠47. 5份，丁腈橡膠19份，改性玉米秸桿31. 5份，硫磺2. 15份，炭黑N55057. 5 份，納米二氧化硅17. 3份，有機膨潤土 27份，防老劑4010NA1. 21份，防老劑MB1. 35份，防 老劑RD0. 64份，促進劑CZ1. 15份，促進劑D1. 65份，硬脂酸2. 05份，氧化鋅4. 75份；
[0024] 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度 為0. 32mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至106°C，將剪碎的玉米秸桿投入反應(yīng)瓶 中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為180:4200,待物料輕扯即斷時， 再持續(xù)加熱6min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水中進行清 洗至濾液pH為6. 3,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉 米秸桿的重量比為1600:1. 6,將得到的物料送入61°C烘箱中放置9小時，粉碎，過60目篩 得到改性玉米秸桿。
[0025] 對實施例1-4所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料進行性能測試，測試平均 結(jié)構(gòu)如下，其中對比產(chǎn)品為未添加改性玉米秸桿的測試結(jié)果：
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括： 天然橡膠70-75份，順丁橡膠40-50份，丁腈橡膠15-20份，改性玉米秸桿30-35份，硫 磺2-2. 3份，炭黑N55050-60份，納米二氧化硅15-20份，有機膨潤土 20-30份，防老劑 4010NA0. 5-1. 5份，防老劑MB1-1. 5份，防老劑RD0. 5-0. 8份，促進劑CZ0. 8-1. 3份，促進劑 D1-2份，硬脂酸1. 5-2. 3份，氧化鋅4-5份； 其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度為 0. 2-0. 35mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至105-108°C，將剪碎的玉米秸桿投入 反應(yīng)瓶中進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為150-200:4000-4500,待 物料輕扯即斷時，再持續(xù)加熱5-8min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中 間料置于水中進行清洗至濾液pH為6-7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅 烷偶聯(lián)劑KH-550與玉米秸桿的重量比為150-200:1. 5-2,將得到的物料送入60-65°C烘箱 中放置8-10小時，粉碎，過40-80目篩得到改性玉米秸桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在于，天然橡膠、 順丁橡膠及丁腈橡膠的重量比為72-74 :46-48 :18-20。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在于，改性玉 米秸桿中，粒徑為〇. 28-0. 3mm的占 25-35wt %，粒徑為0. 3-0. 36mm的占 40-60wt %，粒徑為 0. 36-0. 4mm 的占 5-15wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在于， 其原料按重量份包括：天然橡膠72-74份，順丁橡膠46-48份，丁腈橡膠18-20份，改性玉 米秸桿31-33份，硫磺2. 1-2. 2份，炭黑N55055-58份，納米二氧化硅16-18份，有機膨潤 土 25-28份，防老劑4010NA1. 2-1. 3份，防老劑MB1. 2-1. 4份，防老劑RD0. 6-0. 7份，促進劑 CZ1-1. 2份，促進劑D1. 5-1. 7份，硬脂酸2-2. 2份，氧化鋅4. 5-4. 8份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在 于，其原料按重量份包括：天然橡膠73份，順丁橡膠47份，丁腈橡膠19份，改性玉米秸桿 31. 5份，硫磺2. 15份，炭黑N55057份，納米二氧化硅16. 5份，有機膨潤土 27份，防老劑 4010NA1. 22份，防老劑MB1. 35份，防老劑RD0. 62份，促進劑CZ1. 15份，促進劑D1. 6份，硬 脂酸2. 15份，氧化鋅4. 6份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述改性玉米秸桿橡膠復(fù)合電纜護套材料，其特征在 于，其中改性玉米秸桿采用如下工藝制備：將玉米秸桿疏解剪碎放置待用，配制濃度為 0. 3mol/L的鹽酸并倒入于反應(yīng)瓶中，升高溫度至106°C，將剪碎的玉米秸桿投入反應(yīng)瓶中 進行反應(yīng)，其中鹽酸與玉米秸桿的體積重量比（ml :g)為160:4200,待物料輕扯即斷時，再 持續(xù)加熱6min，停止加熱，放置冷卻至室溫得到中間料，將得到的中間料置于水中進行清洗 至濾液pH為6-7,然后向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-550攪拌均勻，硅烷偶聯(lián)劑KH-550與玉米 秸桿的重量比為200:2,將得到的物料送入62°C烘箱中放置9小時，粉碎，過40-80目篩得 到改性玉米秸桿。
【文檔編號】C08K5/09GK104194074SQ201410424678
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】李正祥, 刁宏明, 王趙蘭, 劉琴 申請人:安徽藍德集團股份有限公司