[发明专利]一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子绝缘材料技术领域，特别是涉及一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。本发明公开了一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料，包括三元乙丙橡胶60～95份、茂金属聚乙烯5～40份、过氧化物硫化剂0.5～2份、硫化助剂0.5～2份、补强填料30～50份、硬脂酸0.8～1.2份、氧化锌4～6份、增塑剂1～3份、防老剂1～3份、偶联剂1～3份。本发明解决的技术问题是提供一种能够用于长期承受高机械应力的船舶用岸电电缆、风电耐扭转电缆等电缆的高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。

技术领域

本发明涉及高分子绝缘材料技术领域，特别是涉及一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯、丙烯和少量的第三单体为基础单体共聚而成的一类合成橡胶的统称，具有优异的化学稳定性、耐化学药品性、电绝缘性，其抗冲击弹性、耐热水和耐水蒸气也同样出色。目前市面上对三元乙丙橡胶材料的改性主要集中于对橡胶基体的化学改性和物理共混改性。

三元乙丙橡胶材料的化学改性是通过将低分子有机物与EPDM在不同条件下进行化学反应，改善橡胶与其他材料之间的亲和力，从而提高三元乙丙橡胶混合物的综合性能。目前市面上对三元乙丙橡胶的化学改性，主要包括卤化、磺化以及反应性接枝改性三类。三元乙丙橡胶材料的物理共混改性主要包括三个方面：1)EPDM与其他橡胶或聚合物分子共混；2)EPDM与无机填料共混改性；3)EPDM的配方补强。

三元乙丙橡胶材料与其他聚合物分子共混改性，是指将其他的聚合物基体加入，通过混炼等手段相互混合，从而达到分子链尺寸的均匀分布，以获得各方的优势性能。无机填料的改性主要是利用填料的纳米尺寸结构和较大的比表面积特点对基体进行补强，通常需要添加较多量时才能够起到作用，而且无机填料与有机基体的相容性较差，纳米颗粒在基体中也极容易出现团聚、堆积的现象。三元乙丙橡胶的配方补强，需要考虑到各填料对基体的作用以及填料之间的相互作用，在这一过程中，需要优化搭配橡胶的硫化体系、硫化活性体系、防老化体系、增塑剂体系等，是一个较为复杂的过程。

三元乙丙橡胶由于具有良好的绝缘性能和耐水性能，被广泛的应用于电力绝缘领域。但是，在一些长期受到弯曲、拖拽、拉伸等移动使用的特殊场合中，常规的三元乙丙橡胶绝缘材料机械强度较低，通常拉伸强度在4.2MPa～12.5MPa之间，无法完全满足特殊场合的使用需求。具有优异的机械性能、防老化性能、电气绝缘性能等优点三元乙丙橡胶绝缘材料仍需进一步研究。

因此本领域技术人员致力于开发一种加工制备过程容易，表面光滑，对设备要求低、绿色环保，能够广泛应用于需要长期承受高机械应力的船舶用岸电电缆、风电耐扭转电缆等电缆的高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明公开了一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法，所要解决的技术问题是提供一种能够用于长期承受高机械应力的船舶用岸电电缆、风电耐扭转电缆绝缘材料。

为实现上述目的，本发明提供了一种高机械性能三元乙丙橡胶绝缘材料，包括三元乙丙橡胶60～95份、茂金属聚乙烯5～40份、过氧化物硫化剂0.5～2份、硫化助剂0.5～2份、补强填料30～50份、硬脂酸0.8～1.2份、氧化锌4～6份、增塑剂1～3份、防老剂1～3份、偶联剂1～3份。

优选的，所述三元乙丙橡胶为75～90份，所述三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和第三单体ENB共聚而成的一种聚合物，本发明优选的三元乙丙橡胶的乙烯基团的含量为45～70％，亚乙基降冰片烯基团(第三单体ENB)的含量为4.0～8.0％，其余为丙烯基团，可以使得本三元乙丙橡胶具有相对较高的机械性能、电气性能，高填充性，硫化速度适中。