[发明专利]一种改性硅橡胶护套材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，具体地说，是一种耐油污、耐腐蚀性的改性硅橡胶护套材料及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是指主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其主要特点是既耐高温(最高300℃)又耐低温(最低-100℃)，是目前最好的抗寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。硅橡胶成为电力工业中橡胶最具有潜力的品种，广泛应用于绝缘子、高性能电线电缆及附件的主要胶料。但是，硅橡胶存在耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化的问题。

为了克服硅橡胶的耐油污、耐腐蚀性差的问题，通常采用加入氟橡胶对其进行改性。氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性。然而，由于材料性质的差异，硅橡胶和氟橡胶在混炼过程中存在诸多问题，同时，氟橡胶与普通硅橡胶一样，硫化胶的机械强度比较低，尤其是撕裂强度。在中国发明专利CN105244098A中公开了一种耐寒抗氧化阻燃电缆，采用硅橡胶与氟硅橡胶组合，进一步提高了材料的耐污及耐候性能，但仍未解决材料机械强度低的问题。从而相应生产商亟需解决硅橡胶存在的耐油污、耐腐蚀性差，机械强度低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改性硅橡胶护套材料及其制备方法，以解决现有技术的不足，提高电缆护套机械强度的同时赋予其更好的耐油污性、耐腐蚀性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种改性硅橡胶护套材料的原料由硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、十七氟癸基三甲氧基硅烷、聚偏二氟乙烯、交联剂、钛酸丁酯、硬脂酸、二乙基次膦酸铝、改性纳米纤维、聚丙烯腈有机纤维、阻燃剂、抗紫外剂、稳定剂以及增韧剂组成，其中，改性纳米纤维为异氰酸酯三乙氧基硅烷改性硼化钛纳米纤维。

根据本发明的实施例，所述改性硅橡胶护套材料的原料以重量份计由下列组分组成：40～50份硅橡胶、10～20份氟橡胶、5～8份氟硅橡胶、2～3份十七氟癸基三甲氧基硅烷、3～4份聚偏二氟乙烯、4～6份交联剂、1～2份钛酸丁酯、2～3份硬脂酸、2～3份二乙基次膦酸铝、3～5份改性纳米纤维、2～4份聚丙烯腈有机纤维、2～4份阻燃剂、2～3份抗紫外剂、1～2份稳定剂以及2～3份增韧剂。

根据本发明的实施例，所述交联剂为乙烯基苯基倍半硅氧烷。

根据本发明的实施例，所述阻燃剂为聚[苯并锡-环三聚磷腈-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺]。

根据本发明的实施例，所述抗紫外剂为双(三氟甲烷磺酸)二茂钛，所述稳定剂为硬脂酸锌，所述增韧剂为乙酰柠檬酸三丁酯。

根据本发明的实施例，所述改性硅橡胶护套材料适用于电缆。

一种改性硅橡胶护套材料的制备方法，其包括步骤：

(a)将相应重量份的硅橡胶、氟橡胶以及氟硅橡胶加入密炼机中，升温至80～90℃，在150～200r/min的转速下密炼5min，加入十七氟癸基三甲氧基硅烷、聚偏二氟乙烯在相同温度和转速下密炼10min得到主料；

(b)提高密炼温度至105～120℃，依次加入改性纳米纤维、聚丙烯腈有机纤维以及交联剂至主料中，在350～400r/min的转速下密炼15min，再加入硬脂酸、二乙基次膦酸铝、阻燃剂在相同温度和转速下密炼10min；

(c)加入钛酸丁酯、抗紫外剂、稳定剂、增韧剂在105～120℃温度下、500～650r/min转速下密炼10min，薄通4次；以及

(d)升高密炼机温度至130～140℃，450～500r/min转速下密炼5min，薄通5次，制得所述改性硅橡胶护套材料。

根据本发明的实施例，在步骤(b)中的改性纳米纤维为异氰酸酯三乙氧基硅烷改性硼化钛纳米纤维，改性纳米纤维的制备方法包括如下步骤：

(b11)配制体积比为1:1的醇水溶液200mL，用0.1mol/L的盐酸溶液调节pH值至5.0，得到混合溶液；

(b12)将10g硼化钛纳米纤维均匀分散至所述混合溶液中，在50℃的水浴中以400r/min的转速搅拌；以及

(b13)逐滴加入1mL的异氰酸酯三乙氧基硅烷，继续搅拌，抽滤、洗涤、干燥、研磨后得到硅烷改性硼化钛纳米纤维。

根据本发明的实施例，在步骤(b)中的交联剂为乙烯基苯基倍半硅氧烷，其制备方法包括如下步骤：