一種電纜用抗老化乙丙橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電纜用抗老化乙丙橡膠及其制備方法，乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成：三元乙丙橡膠，80～100份；磷酸三丁酯，4～6份；硅酸鈉，1～3份；過硫酸銨，1～2份；巰基丙酸，0.6～0.8份；苯基?β?萘胺，0.4～0.6份；引發(fā)劑，1～3份；防老化劑，2～4份；阻燃劑，1～2份；羥基硅油和氨基硅油共0.4～0.6份；所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3～5:1。本發(fā)明提供的乙丙橡膠具有優(yōu)異的抗老化性能和耐扭轉(zhuǎn)性能，這可能與原料中羥基硅油和氨基硅油的重量份之比有關(guān)，羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3～5:1時，性能最高，適合用于制備抗老化、耐扭轉(zhuǎn)的電纜。
【專利說明】
一種電纜用抗老化乙丙橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電力電纜領(lǐng)域，具體涉及一種電纜用抗老化乙丙橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 追溯到十九世紀(jì)，天然橡膠是世界上最早應(yīng)用于電纜絕緣的材料之一。最初是直 接采用生橡膠包在銅導(dǎo)體上，也算是橡膠絕緣電纜，但成型性很差。后來發(fā)明了硫化技術(shù)， 將少量硫磺摻入生橡膠內(nèi)，包在銅導(dǎo)體上，用蒸汽加熱電纜，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，硫化后的橡膠 成為熱固性材料，具有較好的機(jī)械性能。后來又經(jīng)過很多改進(jìn)，并摻合丁苯橡膠，天然-丁苯 橡膠絕緣電纜的使用在國外大致延續(xù)到20世紀(jì)80年代，而后被其它合成橡膠取代。20世紀(jì) 90年代，我國線纜行業(yè)也考慮逐步淘汰天然-丁苯橡膠，但國內(nèi)生產(chǎn)的乙丙橡膠品種不能滿 足電纜絕緣要求，因而天然-丁苯橡膠絕緣電纜至今尚未消聲匿跡。
[0003] 乙丙橡膠是橡膠制品工業(yè)中一項(xiàng)極為重要的原材料，其生產(chǎn)方法主要有溶液聚 合、懸浮聚合和氣相聚合三種。近年來，世界合成橡膠生產(chǎn)能力增長變緩，乙丙橡膠生產(chǎn)量 和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長4%左右。目前全球乙丙橡膠的總生 產(chǎn)能力約為150萬t/a，2004年總消費(fèi)量約為90萬t，2006年總消費(fèi)量約為100萬t，2008年約 為115萬L2006年我國需求總量約10.5萬t，而產(chǎn)量僅為2萬L2008年消耗量約比2006年增 加9%，而國內(nèi)產(chǎn)量并未大幅增長，由此看出乙丙橡膠進(jìn)口量很大，用于電纜絕緣的乙丙橡 膠基本上都采用進(jìn)口料。我國三元乙丙橡膠(EPDM)主要由吉化公司生產(chǎn)。在合成橡膠中，乙 丙橡膠價格屬于中等，約為25000元/噸，但有一些牌號的價格還要高些。汽車工業(yè)耗用量占 乙丙橡膠的大部分，乙丙橡膠主要用于汽車的密封條和輪胎。以500萬輛汽車計(jì)算，乙丙橡 膠的消耗量約為3.3萬t。我國電纜行業(yè)乙丙橡膠的用量逐年增加，已超過1萬t。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種電纜用抗老化乙丙橡膠；
[0005] 本發(fā)明的第二目的在于提供上述乙丙橡膠的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種電線電纜用乙丙橡膠，由如下重量份的原料制備而成：三元乙丙橡膠，80~ 100份;磷酸三丁酯，4~6份;娃酸鈉，1~3份;過硫酸銨，1~2份;疏基丙酸，0.6~0.8份;苯 基-β_萘胺，0.4~0.6份；引發(fā)劑，1~3份;防老化劑，2~4份;阻燃劑，1~2份;羥基硅油和氨 基硅油共0.4~0.6份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3~5:1。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的電線電纜用乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;娃酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;疏基丙酸，0.7份;苯基-β-萘 胺，〇. 5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅油共0.5份;所述 羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為4:1。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的電線電纜用乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙酸，0.6份;苯基-β-萘胺， 0.4份；引發(fā)劑，1份;防老化劑，2份;阻燃劑，1份;羥基硅油和氨基硅油共0.4份;所述羥基硅 油和氨基硅油的重量份之比為3:1。
[0010]進(jìn)一步地，所述的電線電纜用乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;巰基丙酸，0.8份;苯基-β-萘胺， 〇. 6份；引發(fā)劑，3份;防老化劑，4份;阻燃劑，2份;羥基硅油和氨基硅油共0.6份;所述羥基硅 油和氨基硅油的重量份之比為5:1。
[0011] 進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。
[0012] 進(jìn)一步地，防老化劑為2-巰基苯并咪唑。
[0013]進(jìn)一步地，所述阻燃劑為聚磷酸銨。
[0014]上述電線電纜用乙丙橡膠的制備方法，包括如下步驟：
[0015] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0016] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0017] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 本發(fā)明提供的電線電纜用乙丙橡膠耐高溫老化，制備方法簡單可行，易于推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范 圍。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
[0021] 實(shí)施例1:乙丙橡膠的制備
[0022] 原料重量份配比：
[0023]三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為4:1。
[0024]制備方法：
[0025] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0026] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0027] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0028]實(shí)施例2:乙丙橡膠的制備 [0029] 原料重量份配比：
[0030]三元乙丙橡膠，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙酸，0.6 份;苯基-β-萘胺，0.4份；引發(fā)劑，1份;防老化劑，2份;阻燃劑，1份;羥基硅油和氨基硅油共 〇. 4份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3:1。
[0031] 制備方法：
[0032] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0033] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0034] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0035]實(shí)施例3:乙丙橡膠的制備 [0036] 原料重量份配比：
[0037]三元乙丙橡膠，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;巰基丙酸， 0.8份;苯基-β-萘胺，0.6份；引發(fā)劑，3份;防老化劑，4份;阻燃劑，2份;羥基硅油和氨基硅油 共〇. 6份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為5:1。
[0038]制備方法：
[0039] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β_萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0040]步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0041 ]步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0042]實(shí)施例4:乙丙橡膠的制備 [0043] 原料重量份配比：
[0044]三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3:1。
[0045]制備方法：
[0046] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0047] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0048] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0049]實(shí)施例5:乙丙橡膠的制備 [0050] 原料重量份配比：
[0051]三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為5:1。
[0052]制備方法：
[0053] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β_萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0054] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0055] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0056] 實(shí)施例6:對比實(shí)施例，羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為2:1 [0057] 原料重量份配比：
[0058]三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為2:1。
[0059]制備方法：
[0060] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0061 ]步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0062] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0063] 實(shí)施例7:對比實(shí)施例，羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為6:1 [0064] 原料重量份配比：
[0065]三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為6:1。
[0066]制備方法：
[0067] 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β_萘 胺、羥基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ;
[0068] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0069] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0070] 實(shí)施例8:效果實(shí)施例
[0071] 分別測試實(shí)施例1~7制備的乙丙橡膠的性能，通過120°C溫度下100天后的抗張強(qiáng) 度保持率（％ )、斷裂伸長保持率（％ )和硬度保持率（％ )測試其抗老化性能，結(jié)果見下表。 [0072]
[0073]實(shí)施例2、3制備的乙丙橡膠的性能與
實(shí)施例4、5制備的乙丙橡膠的性能相近。
[0074] 上述測試結(jié)果表明，本發(fā)明提供的乙丙橡膠具有優(yōu)異的抗老化性能，這可能與原 料中羥基硅油和氨基硅油的重量份之比有關(guān)，羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3~5:1 時，性能最高，適合用于制備抗老化電纜。
[0075] 上述實(shí)施例的作用在于說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù) 范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電線電纜用乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡 膠，80~100份;磷酸三丁酯，4~6份;娃酸鈉，1~3份;過硫酸銨，1~2份;疏基丙酸，0.6~ 0.8份;苯基-β-萘胺，0.4~0.6份；引發(fā)劑，1~3份;防老化劑，2~4份;阻燃劑，1~2份;羥基 硅油和氨基硅油共0.4~0.6份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3~5:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜用乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成:三元乙丙橡膠，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸，0.7 份;苯基-β-萘胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;羥基硅油和氨基硅油 共〇. 5份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為4:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜用乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成:三元乙丙橡膠，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙酸，0.6份； 苯基-β-萘胺，0.4份；引發(fā)劑，1份;防老化劑，2份;阻燃劑，1份;羥基硅油和氨基硅油共0.4 份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為3:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線電纜用乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成：三元乙丙橡膠，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;巰基丙酸，0.8 份;苯基-β-萘胺，0.6份；引發(fā)劑，3份;防老化劑，4份;阻燃劑，2份;羥基硅油和氨基硅油共 〇. 6份;所述羥基硅油和氨基硅油的重量份之比為5:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:所述引發(fā)劑為過氧化二異丙 苯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:防老化劑為2-巰基苯并咪唑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:所述阻燃劑為聚磷酸銨。8. 權(quán)利要求1~4任一所述電線電纜用乙丙橡膠的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟： 步驟S1，將三元乙丙橡膠、磷酸三丁酯、硅酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、苯基-β-萘胺、羥 基硅油和氨基硅油加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C ; 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱溫度 為60~64°C ; 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50~80 轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100 °C，第二段加熱溫度在 105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱溫 度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
【文檔編號】C08K5/18GK105837959SQ201610257552
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月23日
【發(fā)明人】陳斌
【申請人】陳斌