一种电缆用抗老化乙丙橡胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种电缆用抗老化乙丙橡胶及其制备方法，乙丙橡胶由如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，80～100份；磷酸三丁酯，4～6份；硅酸钠，1～3份；过硫酸铵，1～2份；巯基丙酸，0.6～0.8份；苯基?β?萘胺，0.4～0.6份；引发剂，1～3份；防老化剂，2～4份；阻燃剂，1～2份；羟基硅油和氨基硅油共0.4～0.6份；所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3～5:1。本发明提供的乙丙橡胶具有优异的抗老化性能和耐扭转性能，这可能与原料中羟基硅油和氨基硅油的重量份之比有关，羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3～5:1时，性能最高，适合用于制备抗老化、耐扭转的电缆。
【专利说明】
一种电缆用抗老化乙丙橡胶及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种电缆用抗老化乙丙橡胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 追溯到十九世纪，天然橡胶是世界上最早应用于电缆绝缘的材料之一。最初是直 接采用生橡胶包在铜导体上，也算是橡胶绝缘电缆，但成型性很差。后来发明了硫化技术， 将少量硫磺掺入生橡胶内，包在铜导体上，用蒸汽加热电缆，经过化学反应，硫化后的橡胶 成为热固性材料，具有较好的机械性能。后来又经过很多改进，并掺合丁苯橡胶，天然-丁苯 橡胶绝缘电缆的使用在国外大致延续到20世纪80年代，而后被其它合成橡胶取代。20世纪 90年代，我国线缆行业也考虑逐步淘汰天然-丁苯橡胶，但国内生产的乙丙橡胶品种不能满 足电缆绝缘要求，因而天然-丁苯橡胶绝缘电缆至今尚未消声匿迹。
[0003] 乙丙橡胶是橡胶制品工业中一项极为重要的原材料，其生产方法主要有溶液聚 合、悬浮聚合和气相聚合三种。近年来，世界合成橡胶生产能力增长变缓，乙丙橡胶生产量 和使用量虽有一定的增长，但增长速度不大，年均增长4%左右。目前全球乙丙橡胶的总生 产能力约为150万t/a，2004年总消费量约为90万t，2006年总消费量约为100万t，2008年约 为115万L2006年我国需求总量约10.5万t，而产量仅为2万L2008年消耗量约比2006年增 加9%，而国内产量并未大幅增长，由此看出乙丙橡胶进口量很大，用于电缆绝缘的乙丙橡 胶基本上都采用进口料。我国三元乙丙橡胶(EPDM)主要由吉化公司生产。在合成橡胶中，乙 丙橡胶价格属于中等，约为25000元/吨，但有一些牌号的价格还要高些。汽车工业耗用量占 乙丙橡胶的大部分，乙丙橡胶主要用于汽车的密封条和轮胎。以500万辆汽车计算，乙丙橡 胶的消耗量约为3.3万t。我国电缆行业乙丙橡胶的用量逐年增加，已超过1万t。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一目的在于提供一种电缆用抗老化乙丙橡胶；
[0005] 本发明的第二目的在于提供上述乙丙橡胶的制备方法。
[0006] 本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
[0007] 一种电线电缆用乙丙橡胶，由如下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶，80~ 100份;磷酸三丁酯，4~6份;娃酸钠，1~3份;过硫酸铵，1~2份;疏基丙酸，0.6~0.8份;苯 基-β_萘胺，0.4~0.6份；引发剂，1~3份;防老化剂，2~4份;阻燃剂，1~2份;羟基硅油和氨 基硅油共0.4~0.6份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3~5:1。
[0008] 进一步地，所述的电线电缆用乙丙橡胶由如下重量份的原料制备而成:三元乙丙 橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;娃酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;疏基丙酸，0.7份;苯基-β-萘 胺，〇. 5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅油共0.5份;所述 羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为4:1。
[0009] 进一步地，所述的电线电缆用乙丙橡胶由如下重量份的原料制备而成:三元乙丙 橡胶，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸钠，1份;过硫酸铵，1份;巯基丙酸，0.6份;苯基-β-萘胺， 0.4份；引发剂，1份;防老化剂，2份;阻燃剂，1份;羟基硅油和氨基硅油共0.4份;所述羟基硅 油和氨基硅油的重量份之比为3:1。
[0010]进一步地，所述的电线电缆用乙丙橡胶由如下重量份的原料制备而成:三元乙丙 橡胶，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸钠，3份;过硫酸铵，2份;巯基丙酸，0.8份;苯基-β-萘胺， 〇. 6份；引发剂，3份;防老化剂，4份;阻燃剂，2份;羟基硅油和氨基硅油共0.6份;所述羟基硅 油和氨基硅油的重量份之比为5:1。
[0011] 进一步地，所述引发剂为过氧化二异丙苯。
[0012] 进一步地，防老化剂为2-巯基苯并咪唑。
[0013]进一步地，所述阻燃剂为聚磷酸铵。
[0014]上述电线电缆用乙丙橡胶的制备方法，包括如下步骤：
[0015] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0016] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0017] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0018] 本发明的优点：
[0019] 本发明提供的电线电缆用乙丙橡胶耐高温老化，制备方法简单可行，易于推广。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范 围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
[0021] 实施例1:乙丙橡胶的制备
[0022] 原料重量份配比：
[0023]三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为4:1。
[0024]制备方法：
[0025] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0026] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0027] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0028]实施例2:乙丙橡胶的制备 [0029] 原料重量份配比：
[0030]三元乙丙橡胶，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸钠，1份;过硫酸铵，1份;巯基丙酸，0.6 份;苯基-β-萘胺，0.4份；引发剂，1份;防老化剂，2份;阻燃剂，1份;羟基硅油和氨基硅油共 〇. 4份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3:1。
[0031] 制备方法：
[0032] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0033] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0034] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0035]实施例3:乙丙橡胶的制备 [0036] 原料重量份配比：
[0037]三元乙丙橡胶，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸钠，3份;过硫酸铵，2份;巯基丙酸， 0.8份;苯基-β-萘胺，0.6份；引发剂，3份;防老化剂，4份;阻燃剂，2份;羟基硅油和氨基硅油 共〇. 6份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为5:1。
[0038]制备方法：
[0039] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β_萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0040]步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0041 ]步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0042]实施例4:乙丙橡胶的制备 [0043] 原料重量份配比：
[0044]三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3:1。
[0045]制备方法：
[0046] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0047] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0048] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0049]实施例5:乙丙橡胶的制备 [0050] 原料重量份配比：
[0051]三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为5:1。
[0052]制备方法：
[0053] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β_萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0054] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0055] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0056] 实施例6:对比实施例，羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为2:1 [0057] 原料重量份配比：
[0058]三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为2:1。
[0059]制备方法：
[0060] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0061 ]步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0062] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0063] 实施例7:对比实施例，羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为6:1 [0064] 原料重量份配比：
[0065]三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸， 0.7份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅 油共0.5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为6:1。
[0066]制备方法：
[0067] 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β_萘 胺、羟基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ;
[0068] 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热 温度为60~64°C ;
[0069] 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50 ~80转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100°C，第二段加热温度 在105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热 温度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
[0070] 实施例8:效果实施例
[0071] 分别测试实施例1~7制备的乙丙橡胶的性能，通过120°C温度下100天后的抗张强 度保持率（％ )、断裂伸长保持率（％ )和硬度保持率（％ )测试其抗老化性能，结果见下表。 [0072]
[0073]实施例2、3制备的乙丙橡胶的性能与
实施例4、5制备的乙丙橡胶的性能相近。
[0074] 上述测试结果表明，本发明提供的乙丙橡胶具有优异的抗老化性能，这可能与原 料中羟基硅油和氨基硅油的重量份之比有关，羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3~5:1 时，性能最高，适合用于制备抗老化电缆。
[0075] 上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护 范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
【主权项】
1. 一种电线电缆用乙丙橡胶，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成:三元乙丙橡 胶，80~100份;磷酸三丁酯，4~6份;娃酸钠，1~3份;过硫酸铵，1~2份;疏基丙酸，0.6~ 0.8份;苯基-β-萘胺，0.4~0.6份；引发剂，1~3份;防老化剂，2~4份;阻燃剂，1~2份;羟基 硅油和氨基硅油共0.4~0.6份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3~5:1。2. 根据权利要求1所述的电线电缆用乙丙橡胶，其特征在于，由如下重量份的原料制备 而成:三元乙丙橡胶，90份;磷酸三丁酯，5份;硅酸钠，2份;过硫酸铵，1.5份;巯基丙酸，0.7 份;苯基-β-萘胺，0.5份；引发剂，2份;防老化剂，3份;阻燃剂，1.5份;羟基硅油和氨基硅油 共〇. 5份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为4:1。3. 根据权利要求1所述的电线电缆用乙丙橡胶，其特征在于，由如下重量份的原料制备 而成:三元乙丙橡胶，80份;磷酸三丁酯，4份;硅酸钠，1份;过硫酸铵，1份;巯基丙酸，0.6份； 苯基-β-萘胺，0.4份；引发剂，1份;防老化剂，2份;阻燃剂，1份;羟基硅油和氨基硅油共0.4 份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为3:1。4. 根据权利要求1所述的电线电缆用乙丙橡胶，其特征在于，由如下重量份的原料制备 而成：三元乙丙橡胶，100份;磷酸三丁酯，6份;硅酸钠，3份;过硫酸铵，2份;巯基丙酸，0.8 份;苯基-β-萘胺，0.6份；引发剂，3份;防老化剂，4份;阻燃剂，2份;羟基硅油和氨基硅油共 〇. 6份;所述羟基硅油和氨基硅油的重量份之比为5:1。5. 根据权利要求1~4任一所述的乙丙橡胶，其特征在于:所述引发剂为过氧化二异丙 苯。6. 根据权利要求1~4任一所述的乙丙橡胶，其特征在于:防老化剂为2-巯基苯并咪唑。7. 根据权利要求1~4任一所述的乙丙橡胶，其特征在于:所述阻燃剂为聚磷酸铵。8. 权利要求1~4任一所述电线电缆用乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤S1，将三元乙丙橡胶、磷酸三丁酯、硅酸钠、过硫酸铵、巯基丙酸、苯基-β-萘胺、羟 基硅油和氨基硅油加热预混合，加热温度为53~57°C ; 步骤S2，将引发剂、防老化剂以及阻燃剂与步骤S1中的混合物加热充分混合，加热温度 为60~64°C ; 步骤S3，将步骤S2中的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，采用螺杆转速是50~80 转/分钟，在双螺杆挤出机分六段加热，第一段加热温度在90~100 °C，第二段加热温度在 105~120°C，第三段加热温度在120~130°C，第四段加热温度在130~140°C，第五段加热温 度在140~150°C，第六段加热温度在150~160°C ;挤出造粒即得。
【文档编号】C08K5/18GK105837959SQ201610257552
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月23日
【发明人】陈斌
【申请人】陈斌