一種橡膠復合電纜護套材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種橡膠復合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維25-32份，氧化鋅2-4份，硫磺1.8-2.3份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2份，重質碳酸鈣粉末40-45份，白炭黑20-25份，超細活性陶土15-25份，硬脂酸1.5-2份，γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.5-1.2份，羥基硅油2-3份，聚硅氧烷1.5-2份，鉑催化劑0.00005-0.00012份，氫氧化鋁20-25份。本發明力學性能優異，拉伸強度及斷裂伸長率較高，成本低，制備工藝簡單。
【專利說明】一種橡膠復合電纜護套材料

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電纜護套【技術領域】，尤其涉及一種橡膠復合電纜護套材料。

【背景技術】
[0002] 當今可用于電纜護套的材料種類十分繁多，每種材料的特性不同，性能也各具特 色，為了是各種材料的優點能夠達到更好的融合，將不同特性的材料互相取長補短結合在 一起，構成復合材料，它不僅能夠保留原組成材料的優點，并能通過復合效應獲得原組分不 具備的性能，使電纜護套材料具有新的優越性能，棉纖維含有豐富的纖維素，用來補強橡膠 復合材料具有優異的物理機械性能，產品易于加工，且重量輕，但棉纖維添加到橡膠分子中 去后，與橡膠分子間的作用力弱，受力時容易造成應力集中而使復合材料的力學性能下降， 如何制備一種粘結良好，復合材料力學性能優異，且在橡膠基體中分散均勻的電纜護套材 料成為目前需要解決的技術問題。


【發明內容】

[0003] 本發明提出了一種橡膠復合電纜護套材料，產品力學性能優異，拉伸強度及斷裂 伸長率較高，成本低，制備工藝簡單。
[0004] 本發明提出的一種橡膠復合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠100 份，改性棉纖維25-32份，氧化鋅2-4份，硫磺1. 8-2. 3份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺 1-2份，重質碳酸鈣粉末40-45份，白炭黑20-25份，超細活性陶土 15-25份，硬脂酸1. 5-2 份，Y -氨丙基三乙氧基硅烷〇. 5-1. 2份，羥基硅油2-3份，聚硅氧烷1. 5-2份，鉬催化劑 0· 00005-0. 00012 份，氫氧化鋁 20-25 份；
[0005] 改性棉纖維按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度 為60-70°C,加熱40-48h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳 酸鈣作為催化劑進行反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為8-10 :1，將得到的物料置于 140-145°C油浴中進行加熱回流1.5-2h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成 的乙酸和未反應的乙酸酐，然后用蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度 為70-85 °C，干燥時間為40-50h，粉碎過篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中，長度為 0. 2-0. 4mm的改性棉纖維占30-40wt %，長度為0. 4-0. 6mm的改性棉纖維占50-60wt %，長度 為0. 6-lmm的改性棉纖維占10-20wt% ;
[0006] 在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混 煉3-5min，然后加入氧化鋅混煉8-13min，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為 10-15min得到混煉膠，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環己基-2-苯 并噻唑次磺酰胺、硬脂酸、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁繼續混煉 20-30min，混煉溫度為120-130°C，然后加入聚硅氧烷、鉬催化劑混煉2-3min得到混煉膠， 在0. 5-0. 8mm輥距下將得到的混煉膠進行薄通，保持壓延方向不變，然后在0. 9-1. 2mm輥距 下對折貼合，再在1. 5-2mm輥距下對折出片，然后送入開煉機中加入硫磺混合l-2min后，放 置26-30h后送入液壓平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為145-150°C,硫化時間為2-4min, 得到橡膠復合電纜護套材料。
[0007] 優選地，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維30-32份，氧化鋅 2. 5-3份，硫磺2-2. 2份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 5-1. 8份，重質碳酸鈣粉末 42-43份，白炭黑21-23份，超細活性陶土 18-20份，硬脂酸1. 8-2份，γ -氨丙基三乙氧基 硅烷〇. 8-1份，羥基硅油2. 5-2. 8份，聚硅氧烷1. 85-2份，鉬催化劑0. 0001-0. 00012份，氫 氧化錯23-24份。
[0008] 優選地，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維31份，氧化鋅2. 8份， 硫磺2. 1份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 7份，重質碳酸鈣粉末42份，白炭黑21. 5 份，超細活性陶土 19份，硬脂酸1. 85份，γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 95份，羥基硅油2. 6 份，聚硅氧烷1. 9份，鉬催化劑0. 00012份，氫氧化鋁23. 5份。
[0009] 優選地，改性棉纖維的制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為65°C，力口 熱46h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸鈣作為催化劑進行 反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為9 :1，將得到的物料置于142°C油浴中進行加熱回 流1. 8h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成的乙酸和未反應的乙酸酐，然后用 蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度為82°C，干燥時間為45h，粉碎過 篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中，長度為0. 3mm的改性棉纖維占35wt%，長度為 0. 4-0. 6mm的改性棉纖維占55wt%，長度為0. 6-lmm的改性棉纖維占10wt%。
[0010] 優選地，在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中 混煉4min，然后加入氧化鋅混煉12min，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為14min 得到混煉膠，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環己基-2-苯并噻唑次 磺酰胺、硬脂酸、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁繼續混煉25min，混煉溫 度為128°C，然后加入聚硅氧烷、鉬催化劑混煉2. 5min得到混煉膠，在0. 6mm輥距下將得到 的混煉膠進行薄通，保持壓延方向不變，然后在1mm輥距下對折貼合，再在2mm輥距下對折 出片，然后送入開煉機中加入硫磺混合2min后，放置28h后送入液壓平板硫化機中進行硫 化，硫化溫度為148°C，硫化時間為3min，得到橡膠復合電纜護套材料。
[0011] 本發明中，在棉纖維表面通過一定的方式處理改性得到改性棉纖維，棉纖維的乙 酰化反應是利用乙酸酐的乙酰基取代短纖維表面羥基基團從而使短纖維的疏水性提高，乙 酰化反應使短纖維外表面的蠟層溶解于乙酸酐中，消除了纖維束之間的蠟，使得短纖維表 面變得更加光滑，使短纖維的吸水膨脹能力下降，改性棉纖維的表面包覆有一層柔性膜不 僅可進一步降低纖維的斷裂程度，且可降低其親水性，進而提高與天然橡膠間的相容性，通 過合理控制改性棉纖維內部纖維長度，在保證硬度的同時，拉伸強度及斷裂伸長率較高，改 性棉纖維的斷裂將減弱對產品的增強作用，在制備過程中，首先加入顆粒狀填料提高體系 粘度，然后再加入短纖維混煉，可以保證短纖維的恒定取向，合理控制攪拌時間，保證在棉 纖維分散均勻的前提下，棉纖維斷裂較少，重質碳酸鈣粉末，流動性好，增強物料之間的混 合均勻性，物料混合均勻，白炭黑與超細活性陶土補強作用好，超細活性陶土可顯著改善硫 化膠的力學性能，拉伸強度與定伸應力明顯提高，耐老化性能好，永久壓縮變形小，Y -氨 丙基三乙氧基硅烷的加入可增強白炭黑、超細活性陶土及重質碳酸鈣粉末無機增強填充料 與天然橡膠及改性棉纖維的結合，產品的力學進行進一步增強，本發明力學性能優異，拉伸 強度及斷裂伸長率較高，成本低，制備工藝簡單。

【具體實施方式】
[0012] 實施例1
[0013] 一種橡膠復合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維 31份，氧化鋅2. 8份，硫磺2. 1份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 7份，重質碳酸鈣粉 末42份，白炭黑21. 5份，超細活性陶土 19份，硬脂酸1.85份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷 0. 95份，羥基硅油2. 6份，聚硅氧烷1. 9份，鉬催化劑0. 00012份，氫氧化鋁23. 5份；
[0014] 改性棉纖維按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為 65°C，加熱46h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸鈣作為催化 劑進行反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為9 :1，將得到的物料置于142°C油浴中進行加 熱回流1.8h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成的乙酸和未反應的乙酸酐，然 后用蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度為82°C，干燥時間為45h，粉 碎過篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中,長度為0. 3mm的改性棉纖維占35wt%，長度 為0. 4-0. 6mm的改性棉纖維占55wt %，長度為0. 6-lmm的改性棉纖維占10wt % ;
[0015] 在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混煉 4min，然后加入氧化鋅混煉12min，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為14min得到 混煉膠，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰 胺、硬脂酸、Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁繼續混煉25min，混煉溫度為 128°C，然后加入聚硅氧烷、鉬催化劑混煉2. 5min得到混煉膠，在0. 6mm輥距下將得到的混 煉膠進行薄通，保持壓延方向不變，然后在1mm輥距下對折貼合，再在2mm輥距下對折出片， 然后送入開煉機中加入硫磺混合2min后，放置28h后送入液壓平板硫化機中進行硫化，硫 化溫度為148°C，硫化時間為3min，得到橡膠復合電纜護套材料。
[0016] 實施例2
[0017] 一種橡膠復合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維 25份，氧化鋅4份，硫磺1. 8份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺2份，重質碳酸鈣粉末40 份，白炭黑25份，超細活性陶土 15份，硬脂酸2份，γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 5份，羥基 硅油3份，聚硅氧烷1. 5份，鉬催化劑0. 00012份，氫氧化鋁20份；
[0018] 改性棉纖維按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為 70°C，加熱40h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸鈣作為催化 劑進行反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為10 :1，將得到的物料置于140°C油浴中進行 加熱回流2h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成的乙酸和未反應的乙酸酐，然 后用蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度為70°C，干燥時間為50h，粉 碎過篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中,長度為0. 2-0. 4mm的改性棉纖維占30wt%， 長度為〇. 4-0. 6mm的改性棉纖維占60wt %，長度為0. 6-lmm的改性棉纖維占10wt % ;
[0019] 在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混煉 3min，然后加入氧化鋅混煉13min，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環 己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、硬脂酸、 Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁混 煉20min，混煉溫度為130°C，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為lOmin，然后加入 聚硅氧烷、鉬催化劑混煉3min得到混煉膠，在0. 5mm輥距下將得到的混煉膠進行薄通，保 持壓延方向不變，然后在1. 2mm輥距下對折貼合，再在1. 5mm輥距下對折出片，然后送入開 煉機中加入硫磺混合2min后，放置26h后送入液壓平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為 150°C，硫化時間為2min，得到橡膠復合電纜護套材料。
[0020] 實施例3
[0021] 一種橡膠復合電纜護套材料，其原料按重量份包括：天然橡膠100份，改性棉纖維 32份，氧化鋅2份，硫磺2. 3份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份，重質碳酸鈣粉末45 份，白炭黑20份，超細活性陶土 25份，硬脂酸1. 5份，γ -氨丙基三乙氧基硅烷1. 2份，羥 基硅油2份，聚硅氧烷2份，鉬催化劑0. 00005份，氫氧化鋁25份；
[0022] 改性棉纖維按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為 60°C，加熱48h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸鈣作為催化 劑進行反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為8 :1，將得到的物料置于145°C油浴中進行加 熱回流1. 5h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成的乙酸和未反應的乙酸酐，然 后用蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度為85°C，干燥時間為40h，粉 碎過篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中,長度為0. 2-0. 4mm的改性棉纖維占35wt%， 長度為〇. 4-0. 6mm的改性棉纖維占50wt %，長度為0. 6-lmm的改性棉纖維占15wt % ;
[0023] 在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混煉 5min，然后加入氧化鋅混煉8min，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環 己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、硬脂酸、 Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁混 煉30min，混煉溫度為120°C，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為15min，然后加入 聚硅氧烷、鉬催化劑混煉2min得到混煉膠，在0. 8mm輥距下將得到的混煉膠進行薄通，保持 壓延方向不變，然后在〇. 9mm輥距下對折貼合，再在2mm輥距下對折出片，然后送入開煉機 中加入硫磺混合lmin后，放置30h后送入液壓平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為145°C， 硫化時間為4min，得到橡膠復合電纜護套材料。
[0024] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其 發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種橡膠復合電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡膠100份， 改性棉纖維25-32份，氧化鋅2-4份，硫磺1. 8-2. 3份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺 1-2份，重質碳酸鈣粉末40-45份，白炭黑20-25份，超細活性陶土 15-25份，硬脂酸1. 5-2 份，Y -氨丙基三乙氧基硅烷〇. 5-1. 2份，羥基硅油2-3份，聚硅氧烷1. 5-2份，鉬催化劑 0· 00005-0. 00012 份，氫氧化鋁 20-25 份； 改性棉纖維按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為 60-70°C，加熱40-48h后置于反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸 鈣作為催化劑進行反應，其中棉纖維與碳酸鈣的重量比為8-10:1，將得到的物料置于 140-145 °C油浴中進行加熱回流1.5-2h，停止反應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成 的乙酸和未反應的乙酸酐，然后用蒸餾水進行清洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度 為70-85°C，干燥時間為40-50h，粉碎過篩得到改性棉纖維，其中在改性棉纖維中，長度為 0. 2-0. 4mm的改性棉纖維占30-40wt %，長度為0. 4-0. 6mm的改性棉纖維占50-60wt %，長度 為0. 6-lmm的改性棉纖維占10-20wt% ; 在所述橡膠復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混煉3-5min， 然后加入氧化鋅混煉8-13min，然后加入重質碳酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環己 基-2-苯并噻唑次磺酰胺、硬脂酸、 Y -氨丙基三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁混煉 20-30min，混煉溫度為120-130°C，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為10_15min， 然后加入聚硅氧烷、鉬催化劑混煉2-3min得到混煉膠，在0. 5-0. 8mm輥距下將得到的混煉 膠進行薄通，保持壓延方向不變，然后在〇. 9-1. 2mm輥距下對折貼合，再在1. 5-2mm輥距下 對折出片，然后送入開煉機中加入硫磺混合l_2min后，放置26-30h后送入液壓平板硫化機 中進行硫化，硫化溫度為145-150°C，硫化時間為2-4min，得到橡膠復合電纜護套材料。
2. 根據權利要求1所述的橡膠復合電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包括： 天然橡膠100份，改性棉纖維30-32份，氧化鋅2. 5-3份，硫磺2-2. 2份，N-環己基-2-苯并 噻唑次磺酰胺1. 5-1. 8份，重質碳酸鈣粉末42-43份，白炭黑21-23份，超細活性陶土 18-20 份，硬脂酸1. 8-2份，γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 8-1份，羥基硅油2. 5-2. 8份，聚硅氧烷 1. 85-2份，鉬催化劑0. 0001-0. 00012份，氫氧化鋁23-24份。
3. 根據權利要求1或2所述的橡膠復合電纜護套材料，其特征在于，其原料按重量份包 括：天然橡膠100份，改性棉纖維31份，氧化鋅2. 8份，硫磺2. 1份，N-環己基-2-苯并噻唑 次磺酰胺1. 7份，重質碳酸鈣粉末42份，白炭黑21. 5份，超細活性陶土 19份，硬脂酸1. 85 份，Y -氨丙基三乙氧基硅烷〇. 95份，羥基硅油2. 6份，聚硅氧烷1. 9份，鉬催化劑0. 00012 份，氫氧化鋁23. 5份。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的橡膠復合電纜護套材料，其特征在于，改性棉纖維 按照以下步驟進行制備：將棉纖維置于烘箱中去除水分，烘箱溫度為65°C，加熱46h后置于 反應器中，倒入乙酸酐至物料全部被覆蓋，然后加入碳酸鈣作為催化劑進行反應，其中棉纖 維與碳酸鈣的重量比為9 :1，將得到的物料置于142°C油浴中進行加熱回流1. 8h，停止反 應，用丙酮對反應產物進行清洗去除生成的乙酸和未反應的乙酸酐，然后用蒸餾水進行清 洗后，置于真空烘箱中進行干燥，干燥溫度為82°C，干燥時間為45h，粉碎過篩得到改性棉 纖維，其中在改性棉纖維中，長度為0. 3mm的改性棉纖維占35wt %，長度為0. 4-0. 6mm的改 性棉纖維占55wt %，長度為0. 6-lmm的改性棉纖維占10wt %。
5.根據權利要求1-4任一項所述的橡膠復合電纜護套材料，其特征在于，在所述橡膠 復合電纜護套材料的制備過程中，將天然橡膠置于密煉機中混煉4min，然后加入氧化鋅混 煉12min，然后加入改性棉纖維進行混煉，混煉時間為14min得到混煉膠，然后加入重質碳 酸鈣粉末、白炭黑、超細活性陶土、N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、硬脂酸、γ -氨丙基 三乙氧基硅烷、羥基硅油、及氫氧化鋁繼續混煉25min，混煉溫度為128°C，然后加入聚硅氧 烷、鉬催化劑混煉2. 5min得到混煉膠，在0. 6mm輥距下將得到的混煉膠進行薄通，保持壓延 方向不變，然后在1mm輥距下對折貼合，再在2mm輥距下對折出片，然后送入開煉機中加入 硫磺混合2min后，放置28h后送入液壓平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為148°C，硫化時 間為3min，得到橡膠復合電纜護套材料。
【文檔編號】C08K13/02GK104194073SQ201410424172
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】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