[发明专利]一种耐老化型电缆及其加工方法

说明书

本发明公开了一种耐老化型电缆及其加工方法，属于电缆技术领域，包括铜导体，铜导体外侧包裹有导体屏蔽层，导体屏蔽层外侧包裹有绝缘橡胶层，绝缘橡胶层外侧为绕包有橡胶保护层橡胶保护层采用改性橡胶材料制备而成。本发明的电缆最外层采用自制的橡胶材料作为橡胶保护层，橡胶材料采用丁腈橡胶作为基质，丁腈橡胶本身具备较高的耐磨性和耐热性，并加入了改性纳米二氧化钛；改性纳米二氧化钛的加入能够在降低助剂的使用基础上，提升橡胶的耐老化性能，使获得的橡胶材料形成电缆的橡胶保护层时，能够有效抵抗光老化和热老化，提高电缆的耐老化性能。

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体地，涉及一种耐老化型电缆及其加工方法。

背景技术

电线电缆作为电能和信息传输体，在各个领域得到广泛的应用。为了增加电缆的使用寿命，保证电线电缆的正常运行，通常在电缆的外部设置有保护套从而对电缆进行保护，常用的电缆护套是橡胶类或者是聚乙烯材料，橡胶类护套的弹性比较好，但是耐候性比较差，容易老化开裂，而聚乙烯类护套材料的脆性大，耐磨性和韧性比较差，不能很好起到保护电缆的作用。

中国专利申请号201410072303.4公开了一种耐热抗老化电缆护套材料及其制备方法，其原料按重量份包括：聚稳丁腈橡胶30-40份，氢化丁腈橡胶20-30份，氧化镁5-8份，煅烧陶土8-13份，碳酸钙8-10份，氯化石蜡2-5份，酞青蓝0.2-0.3份，白炭黑14-17份，有机纳米蒙脱土13-18份，DOP软化剂1.5-3份，促进剂DM0.7-1.3份，促进剂TMTD0.5-1.2份，硫磺0.5-0.9份。该发明中的护套材料是是以聚稳丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶混合作为基材制备而成的，并未对其耐老化性能做实质改善，使获得的护套材料的耐候性和耐老化性难以满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种耐老化型电缆及其加工方法。

本发明的电缆最外层采用自制的橡胶材料作为橡胶保护层，橡胶材料采用丁腈橡胶作为基质，丁腈橡胶本身具备较高的耐磨性和耐热性，并加入了改性纳米二氧化钛；通过对纳米二氧化钛进行改性，在其表面接枝有机分子链，一方面，改善纳米二氧化钛的极性和团聚现象，促进纳米二氧化钛在橡胶基质中的均匀分散；另一方面，引入的有机分子链，也能够起到捕获自由基、提高交联密度的作用，进而提高橡胶的耐老化性能；因此，改性纳米二氧化钛的加入能够在降低助剂的使用基础上，提升橡胶的耐老化性能，使获得的橡胶材料形成电缆的橡胶保护层时，能够有效抵抗光老化和热老化，提高电缆的耐老化性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐老化型电缆，包括铜导体，铜导体外侧包裹有导体屏蔽层，导体屏蔽层外侧包裹有绝缘橡胶层，绝缘橡胶层外侧为绕包有橡胶保护层；其中，橡胶保护层采用改性橡胶材料制备而成，改性橡胶材料的原料按重量份计包括：丁腈橡胶70-80份、改性纳米二氧化钛3-4份、硬脂酸0.7-0.9份、硫黄1.2-1.3份、促进剂DM 0.3-0.4份；

改性橡胶材料通过如下步骤制成：

先将丁腈橡胶在开炼机上薄通6次(辊距设为0.5mm)，再按常规混炼方法加入改性纳米二氧化钛、硬脂酸和促进剂MD，最后加入硫黄，混炼胶停放过夜后，采用平板硫化机进行硫化，制得改性橡胶材料。

所述改性纳米二氧化钛通过如下步骤制备：

S1、将纳米二氧化钛、4-氨基环己羧酸与乙醇水溶液(质量分数50％)混合，再加入N,N-二甲基甲酰胺，升温至60℃反应4h，过滤，依次用乙醇和去离子水洗涤3-4次后，干燥，得到预改性二氧化钛；纳米二氧化钛、4-氨基环己羧酸、乙醇水溶液和N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10g:3-4g:150mL:0.2mg；

4-氨基环己羧酸分子上的-COOH与纳米二氧化钛表面的-OH发生酯化反应，在纳米二氧化钛表面通过酯基接枝环己烷和-NH₂，具体反应过程如下所示：