[发明专利]耐高压热塑性弹性体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种耐高压热塑性弹性体材料及其制备方法。

背景技术

高压电缆是国家安全的支柱，对于提高国家的综合国力是非常重要的。激光武器因其反应时间短、照射速度快、命中精度高、辐射强度高、摧毁威力大成为军工企业重点发展的方向。目前激光武器所用高压电缆采用的电缆材料一般都是硅橡胶，尽管硅橡胶在耐热辐射、防水、高温（高寒）环境下电气性能稳定等方面有一定的优势，但其加工工艺需要硫化，容易出现硫化温度过高或硫化不充分等问题，不能回收利用，且价格昂贵。为此，迫切需要研发出新的无需硫化且耐高压耐热、绝缘性好、电气性能稳定、不易被击穿等综合性能优异的军工用材料，以替代传统硅橡胶，增强军工产品的性能，提升国际竞争实力。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高压热塑性弹性体材料，该耐高压热塑性弹性体材料克服了目前采用硅橡胶需要硫化的不足，具有耐高压、绝缘性好、电气性能稳定等优点，可耐10万伏以上的电压而不被击穿，硬度最低只有75A，体积电阻率可达10¹⁶Ω·m以上，介电常数可达40F·m-1以上，综合性能优异；同时提供一种上述耐高压热塑性弹性体材料的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明耐高压热塑性弹性体材料技术方案是：一种耐高压热塑性弹性体材料，所述耐高压热塑性弹性体材料由以下重量份的组分组成：

苯乙烯类热塑性弹性体 20~30份，

三元乙丙橡胶 15~30份，

炭黑填充型粉末丁苯橡胶 10~20份，

增塑剂 9~30份，

低密度聚乙烯 5~20份，

纳米SiO₂ 2~9份，

纳米高岭土 1~5份，

纳米滑石粉 1.5~6份，

纳米蒙脱土 2~9份，

抗氧剂 0.1~1份；

所述炭黑填充型粉末丁苯橡胶通过以下步骤获得：

步骤一、将50份炭黑在S-27000非离子型表面活性剂0.3份的作用下分散于蒸馏水中，加入丁苯1502胶乳100份，再用蒸馏水稀释至体系中胶乳浓度为10wt%溶液；

步骤二、在步骤一获得的溶液中加入0.9份高分子树脂包覆剂、0.1份抗氧剂，用氨水至体系为微碱性PH约为7.5，于80-85℃恒温搅拌1小时，加入0.5份无水氯化钙，强烈搅拌使胶乳和炭黑共同沉淀并粉末化，出料，洗涤，脱水，过筛，烘干，即得所述炭黑填充型粉末丁苯橡胶。

上述技术方案进一步改进的技术方案如下：

1. 上述方案中，所述丁苯1502胶乳的干胶含量约21%。

2. 上述方案中，所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物SEPS中的任一种。

3. 上述方案中，所述增塑剂为石蜡基白油或者环烷基白油。

4. 上述方案中，所述纳米SiO₂的平均粒径为1~100nm；纳米高岭土的粒径为500~1000nm；纳米滑石粉的平均粒径为85.6nm；纳米蒙脱土的平均晶片厚度小于25nm。

本发明采用的制备方法技术方案是：一种用于上述的耐高压热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将苯乙烯类热塑性弹性体20~30份、三元乙丙橡胶15~30份、炭黑填充型粉末丁苯橡胶10~20份、增塑剂9~30份、低密度聚乙烯5~20份、纳米SiO₂ 2~9份、纳米高岭土1~5份、纳米滑石粉1.5~6份、纳米蒙脱土2~9份、抗氧剂0.1~1份置于高速混合机中，高速搅拌后得到混合物；

步骤二、将混合物放入双螺杆挤出机中，经熔融捏合并挤出，对挤出机模头挤出的熔融输出物进行水冷却，之后造粒，即得耐高压热塑性弹性体材料。

上述技术方案进一步改进的技术方案如下：

上述方案中，所述步骤一中高速搅拌的速度为2000~2500r/min、时间为8~15min；所述步骤二中挤出温度为190~250℃，螺杆转速为300~600rpm。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：