專利名稱：防鼠電纜橡皮護(hù)套材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電纜制造領(lǐng)域，具體涉及一種尤其適用于對防鼠啃噬要求高的電纜護(hù)套材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
不管是野生或是人類活動區(qū)域的老鼠對電線電纜護(hù)套或絕緣層的破壞能力都是很強的。常有報道田鼠啃咬野外敷設(shè)電纜造成電纜失效的事件，而且城市房屋中電線被老鼠啃咬失效的情況也時有發(fā)生，所以防鼠功能性塑料或交聯(lián)塑料電纜料應(yīng)運而生，使用該材料生產(chǎn)電纜可以較好地解決鼠類啃咬的問題，但是，用塑料或交聯(lián)塑料作為基礎(chǔ)材料配置的防鼠材料用在電纜上，該電纜較硬，彎曲性能較差，不能頻繁彎曲，給用戶使用帶來不便，在野外使用的橡套電纜，就使用的是普通的橡皮護(hù)套材料，防鼠性能較差，一旦使用在老鼠頻繁活動的區(qū)域，就有可能被老鼠啃咬，甚至?xí)斐傻膿p失將難以估計。目前，市面上流通的防鼠材料均采用聚氯乙烯或聚乙烯為基料的電纜料，因該基料分子結(jié)構(gòu)所限，大分子鏈短，導(dǎo)致該基料配置的護(hù)套材料硬度高，所以，目前市面上流通的防鼠護(hù)套電纜料性能仍有待改善。目前市場流通的防鼠電纜料，使用在電纜上，電纜的柔軟性不佳、彈性差、耐油不佳，給使用單位在敷設(shè)過程中帶來不便，此外，現(xiàn)有防鼠電纜料生產(chǎn)的電纜阻燃、耐候性等都欠佳，電纜在戶外使用后，經(jīng)氣候老化后性能急劇下降，電纜壽命大大縮短。以聚乙烯或聚氯乙烯為基礎(chǔ)材料的防鼠材料的配方一般組成聚乙烯或聚氯乙烯高分子樹脂為基料的電纜料100份，加上1到10份防鼠劑。雖然現(xiàn)有防鼠電纜料技術(shù)已經(jīng)有使用于各種電纜報道，但現(xiàn)有技術(shù)采用的是聚乙烯或聚氯乙烯或聚烯烴樹脂或聚烯烴彈性體等材料為基礎(chǔ)材料，導(dǎo)致材料在常溫下的柔軟性能、耐候性能、彈性、阻燃性能和耐油性能差，不能滿足現(xiàn)有客戶對電纜性能的要求，比如申請?zhí)枮?CN200610088174. 3、CN2003136904. 9、CN200810028373. 4、CN200710045549. 2 和 CN200410004332. 3的中國發(fā)明提供的電纜，此外，包括申請?zhí)枮镃N200610028832. X在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)，其電纜采用的防鼠劑主要是忌避劑或驅(qū)避劑，主要成分為二甲基環(huán)丙烷羧酸酯和香草基壬酸胺或氟硅菊酯等物質(zhì)，與本發(fā)明采用的合成辣椒素是不同的。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺點，本發(fā)明旨在提供一種機械性能優(yōu)異、特柔軟、耐油、耐候、阻燃和彈性性能優(yōu)良的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，將其用于電纜制備以達(dá)到好的防鼠效果。同時本發(fā)明還提供所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人提供下述技術(shù)方案
發(fā)明人首先提供了一種防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其主要是由下述重量份的原料制備獲
得
基礎(chǔ)橡膠聚氯丁二烯100份； 硫化劑氧化鋅5份；
4硫化促進(jìn)劑1. 5-3份； 防焦劑0. 75-1. 5份； 防老劑3. 5-5份； 穩(wěn)定劑氧化鎂4份； 穩(wěn)定填充劑碳酸鈣30-60份； 補強填充劑30-50份； 硅烷偶聯(lián)劑1. 5-2. 5份； 操作劑5-10份； 防鼠劑合成辣椒素2. 5-7. 5份。本發(fā)明由于采用聚氯丁二烯(CR)高分子材料作為電纜料的基礎(chǔ)橡膠，以及與基礎(chǔ)橡膠相配合的硫化體系，并添加氧化鎂和輕質(zhì)碳酸鈣作為本發(fā)明配方的穩(wěn)定劑，以及與之配合的防護(hù)體系、補強體系、工藝操作體系、防鼠劑等其他配合劑，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)不能制備耐油、耐候、阻燃、特柔軟的防鼠橡皮電纜護(hù)套料的不足。根據(jù)本發(fā)明配方獲得的材料具有優(yōu)良的柔軟特性，應(yīng)用在電纜上能使電纜彎曲半徑減小到電纜外徑的5倍以上，而現(xiàn)有防鼠材料應(yīng)用在電纜上彎曲半徑至少在電纜外經(jīng)的20倍以上；本發(fā)明具有在 IOO0C X 168小時的高溫烘箱老化后，斷裂強度保留率大于85%，斷裂伸長率的保留率大于 70%,而且耐100°C X 70小時的燃料油后，斷裂強度的變化率小于士30%，斷裂伸長率的變化率小于士30%，體積變化率小于士20%，耐礦物油70°C X 168小時后，斷裂強度的變化率小于士30%，斷裂伸長率的變化率小于士30%，體積變化率小于士20%等等一系列的優(yōu)良性能。本發(fā)明的聚氯丁二烯即氯丁二烯的聚合物，通常稱氯丁橡膠(CR)，該基礎(chǔ)橡膠屬于不飽和極性合成極性橡膠。防焦劑，又名硫化延緩劑，是用于防止橡膠膠料在加工過程中產(chǎn)生早期硫化現(xiàn)象的物質(zhì)。煅燒陶土又稱無水硅酸鋁。硅烷偶聯(lián)劑是由硅氯仿(HSiCl3) 和帶有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴在鉬氯酸催化下加成，再經(jīng)醇解而得，它在國內(nèi)有KH550， KH560, KH570, KH792，DL602, DL171這幾種型號，硅烷偶聯(lián)劑實質(zhì)上是一類具有有機官能團(tuán)的硅烷，在其分子中同時具有能和無機質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)及與有機質(zhì)材料(如合成樹脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其主要是由下述重量份的原料制備獲得
基礎(chǔ)橡膠聚氯丁二烯100份； 硫化劑氧化鋅5份； 硫化促進(jìn)劑2-3份； 防焦劑0. 75-1. 5份； 防老劑4-5份； 穩(wěn)定劑氧化鎂4份； 穩(wěn)定填充劑碳酸鈣30-45份； 補強填充劑30-45份； 硅烷偶聯(lián)劑1. 5-2. 5份操作劑7. 5-10份； 防鼠劑合成辣椒素2. 5-5份。
作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其中，所述的硫化促進(jìn)劑為重量比NA-22 :HVA-2=0. 5 1:1的組合物，該兩種物質(zhì)的組合使用以及上述比例的分配使用，能使本發(fā)明材料具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能以及硫化安全操作性能；防焦劑為重量比TMTD =DM=I 2:2 1的組合物，這兩種化合物在聚氯丁二烯(CR)橡膠中具有協(xié)同作用，在本發(fā)明中這兩種配合劑按上述比例的使用，更具有硫化遲延功能，從而達(dá)到使硫化焦燒時間延長，使硫化平坦期延長，起到防止材料焦燒的作用等，增加安全操作性；防老劑為重量比TPPD =ODA=I 2:4的組合物，如此組合及比例的使用分配，更加具有協(xié)同作用， 使本發(fā)明材料的使用壽命延長，可增加材料的耐高溫老化性能，耐油性能和耐候性能等，對臭氧、氧老化的防護(hù)作用良好，亦能抑制銅害和錳害，抗氧效果良好，對熱氧屈撓、龜裂有防護(hù)作用，可防止材料在高溫腐蝕，使材料的原始性能保持在合理的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，從而使本發(fā)明材料具有優(yōu)異的耐老化性能；補強填充劑為重量比白炭黑混氣炭黑煅燒陶土 =1 2:1 2 :2的組合物，本發(fā)明的補強填充劑組合以及上述比例分配應(yīng)用，相互補充協(xié)調(diào)，混氣炭黑和白炭黑物理性能優(yōu)異，但操作性能相對難度高，而煅燒陶土工藝性能優(yōu)良，能使本發(fā)明材料具有無與倫比的操作性能以及物理機械性能，使材料具有良好的使用價值，性價比最高；操作劑為重量比石蠟凡士林=1 2:1的組合物，如上組合及比例的應(yīng)用，其主要作用是使本發(fā)明材料具有良好的加工操作性，使本發(fā)明材料擠出性能良好，具有不粘模和不粘輥的特點，從而大大方便批量生產(chǎn)操作，有效提高生產(chǎn)效率。聚氯丁二烯(CR)橡膠為本發(fā)明電纜護(hù)套材料的基礎(chǔ)橡膠，該材料為橡皮極性材料，其分子結(jié)構(gòu)中含有氯原子，而且大分子鏈特長。研究發(fā)現(xiàn)，以CR為基礎(chǔ)材料，本發(fā)明配方提供的材料其阻燃性優(yōu)異且耐非極性油，并且非常柔軟，彈性良好?；钚匝趸\、NA-22和HVA-2的硫化體系組合應(yīng)用，使本發(fā)明電纜護(hù)套材料具有安全操作性較好，硫化焦燒時間長，安全平坦期長，硫化速度快等特性。本發(fā)明的硫化劑為一種金屬氧化物類交聯(lián)劑一氧化鋅，硫化促進(jìn)劑HVA-2為N，N'-間苯撐雙馬來酰亞胺，此硫化促進(jìn)劑與硫化劑氧化鋅有協(xié)同性，作為輔助硫化劑，能顯著改善交聯(lián)性能，提高耐熱性， 適用于高溫硫化體系，降低壓縮永久變形的效果十分明顯。硫化促進(jìn)劑NA-22為2-硫醇基咪唑啉(乙烯硫脲)，為硫脲類硫化促進(jìn)劑，特別適合作金屬氧化物硫化體系的聚氯丁二烯 (CR)的安全促進(jìn)劑，該硫化促進(jìn)劑配合金屬氧化物以及硫化促進(jìn)劑HVA-2使用，能使本發(fā)明材料具有安全的使用性能，并使材料的物理化學(xué)性能能達(dá)到最佳狀態(tài)。穩(wěn)定體系采用輕質(zhì)氧化鎂以及輕質(zhì)碳酸鈣等化合物作為聚氯丁二烯(CR)基礎(chǔ)配方的穩(wěn)定劑，該類穩(wěn)定劑不含重金屬類以及溴醚類化合物，使本發(fā)明的電纜護(hù)套料具有環(huán)保特性。TMTD和DM等化合物在本發(fā)明配方中不起硫化促進(jìn)作用，而是作為防焦劑使用，從而使本發(fā)明材料具有優(yōu)異的工藝安全操作性。TMTD是二硫化四甲基秋蘭姆化合物，DM是 2,2' - 二硫化二苯并哇挫化合物，這兩種化合物在聚氯丁二烯(CR)橡膠中具有協(xié)同作用， 在本發(fā)明中這兩種配合劑不具有硫化促進(jìn)作用，在本發(fā)明材料中具有硫化遲延功能，從而達(dá)到使硫化焦燒時間延長，使硫化平坦期延長，起到防止材料焦燒的作用等，增加安全操作性。石蠟和凡士林為本發(fā)明的操作劑體系，其主要作用是使本發(fā)明材料具有良好的加工操作性，使本發(fā)明材料擠出性能良好，具有不粘模和不粘輥的特點，從而大大方便批量生產(chǎn)操作，有效提高生產(chǎn)效率。補強填充劑白炭黑、混氣炭黑和煅燒陶土的組合應(yīng)用，使本發(fā)明材料具有無與倫比的物理機械性能，使材料具有良好的使用價值。防老劑TPPD和ODA的組合應(yīng)用，使本發(fā)明材料的使用壽命延長，可增加材料的耐高溫老化性能，耐油性能和耐候性能等。防老劑TPPD為N-N-苯基對苯二胺，對臭氧、氧老化的防護(hù)作用良好，亦能抑制銅害和錳害，特別適用于防護(hù)聚氯丁二烯(CR)橡膠老化期間所釋放的氯對纖維材料的破壞作用；防老劑ODA為二苯胺與二異丁烯的反應(yīng)產(chǎn)物。這兩種防老劑并用，具有協(xié)同作用。防老劑ODA抗氧效果良好，對熱氧屈撓、龜裂有防護(hù)作用，若與防老劑TPPD并用，耐熱性能更佳，在聚氯丁二烯膠(CR)中應(yīng)用有更突出的耐熱作用，可防止材料在高溫腐蝕，使材料的原始性能保持在合理的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，從而使本發(fā)明材料具有優(yōu)異的耐老化性能。硅烷偶聯(lián)劑KH-550是一種乙烯基三乙氧基硅烷，作為架橋劑，在本發(fā)明中起到很重要的作用是其分子的含硅部分能夠提供對基材的強力鍵接，主要的胺官能團(tuán)能與一系列有機物、無機物和合成橡膠材料發(fā)生作用，從而使有機物與無機物之間分子產(chǎn)生鍵接，大大增加本發(fā)明材料的物理機械性能。本發(fā)明的防鼠劑為合成辣椒素，具有強烈的辛辣味和非常強烈的刺激性，所以防鼠效果良好，而且本合成辣椒素具有無毒、環(huán)保、無公害、有效成份含量高、添加量小和有效期長的特點，從而使本發(fā)明具有良好的防鼠功能。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其中，所述的氧化鋅為活性氧化鋅，氧化鎂為輕質(zhì)氧化鎂，碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣?；钚匝趸\比間接法氧化鋅和直接法氧化鋅有更大的比表面積，具有更高活性和良好分散性，且活性氧化鋅的折射率與天然橡膠非常相近，能讓硫化產(chǎn)品的顏色更清澈透明，因此本發(fā)明優(yōu)選采用活性氧化鋅。選用輕質(zhì)氧化鎂的理由是氧化鎂分輕質(zhì)氧化鎂(輕燒粉)和重質(zhì)氧化鎂(重?zé)?兩種，輕質(zhì)體積蓬松，為白色無定形粉末，無嗅無味無毒，密度3. 58g/cm3，難溶于純水及有機溶劑，在空氣中比較穩(wěn)定；而重質(zhì)體積緊密，為白色或米黃色粉末，與水易化合，露置空氣中易吸收水分和二氧化碳，與氯化鎂溶液混合易膠凝硬化，因此本發(fā)明優(yōu)選采用輕質(zhì)氧化鎂。選用輕質(zhì)碳酸鈣的理由是由于輕質(zhì)碳酸鈣的沉降體積(2. 4-2. 8mL/g)比重質(zhì)碳酸鈣的沉降體積 (1. 1-1. 4mL/g)大，輕質(zhì)碳酸鈣的粒徑為3微米以下，重質(zhì)碳酸鈣的粒徑為10微米以下，所以輕質(zhì)碳酸鈣具有更好的物理機械性能，因此本發(fā)明優(yōu)先選用輕質(zhì)碳酸鈣。本發(fā)明還提供上述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，包括下述步驟
(1)聚氯丁二烯進(jìn)行素?zé)捤責(zé)捴休佂矞囟炔桓哂?0°c，
(2)素?zé)捄蟮木勐榷《┰陂_煉機上充分包輥后加入其它物質(zhì)混煉，混煉溫度應(yīng)低于 40°C，成型后減小輥筒間距，將得到的橡料打薄片；或素?zé)捄蟮木勐榷《┩度朊軣挋C混煉，混煉溫度應(yīng)低于40°C，30秒至1分鐘后，首先加入防老劑、氧化鎂、防焦劑、操作劑、碳酸鈣、補強填充劑、合成辣椒素、硅烷偶聯(lián)劑，混煉3-5分鐘后，再加入氧化鋅和硫化促進(jìn)劑混煉25-35秒，最后放料、壓片、開條后冷卻出片。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其中，所述的橡料打薄片即橡料打三角包至少3次后出片。打三角包是指為了更好地均勻混煉橡料而采取的一種操作手法，就是在混煉時，調(diào)整輥距大約為1到2mm之后，橡料經(jīng)壓延后，人工操
7作制成三角形的橡料，是本領(lǐng)域的一種通用技術(shù)。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其中，所述的步驟(2)中的硫化促進(jìn)劑為重量比NA-22 :HVA-2=0.5 1:1的組合物；防焦劑為重量比 TMTD =DM=I 2:2 1的組合物；防老劑為重量比TPPD =ODA=I 2:4的組合物；補強填充劑為重量比白炭黑混氣炭黑煅燒陶土 =1 2:1 2 :2的組合物；操作劑為重量比石蠟 凡士林=1 2:1的組合物。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其中，所述的步驟(2)中的氧化鋅為活性氧化鋅，氧化鎂為輕質(zhì)氧化鎂，碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣。本發(fā)明還提供了上述防鼠電纜橡皮護(hù)套材料在電纜上的應(yīng)用，只要按照本領(lǐng)域的通用技術(shù)將所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料用于電纜的制備即可。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
將本發(fā)明實施例的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料與現(xiàn)有的聚氯乙烯或聚乙烯為基料的防鼠電纜護(hù)套料的一般性能比較，檢測結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其主要是由下述重量份的原料制備獲得 聚氯丁二烯100份；硫化劑氧化鋅5份； 硫化促進(jìn)劑1. 5-3份； 防焦劑0. 75-1. 5份； 防老劑3. 5-5份； 穩(wěn)定劑氧化鎂4份； 穩(wěn)定填充劑碳酸鈣30-60份； 補強填充劑30-50份； 硅烷偶聯(lián)劑1. 5-2. 5份； 操作劑5-10份； 合成辣椒素2. 5-7. 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其特征在于，其主要是由下述重量份的原料制備獲得聚氯丁二烯100份； 硫化劑氧化鋅5份； 硫化促進(jìn)劑2-3份； 防焦劑0. 75-1. 5份； 防老劑4-5份； 穩(wěn)定劑氧化鎂4份； 穩(wěn)定填充劑碳酸鈣30-45份； 補強填充劑30-45份； 硅烷偶聯(lián)劑1. 5-2. 5份； 操作劑7. 5-10份； 合成辣椒素2. 5-5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其特征在于，所述的硫化促進(jìn)劑為重量比NA-22 :HVA-2=0. 5-1:1的組合物；防焦劑為重量比TMTD =DM=I 2:2 1的組合物；防老劑為重量比TPPD =ODA=I 2:4的組合物；補強填充劑為重量比白炭黑混氣炭黑煅燒陶土 =1 2:1 2 :2的組合物；操作劑為重量比石蠟凡士林=1 2:1的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其特征在于，所述的氧化鋅為活性氧化鋅，氧化鎂為輕質(zhì)氧化鎂，碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣。
5.權(quán)利要求1所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括下述步驟(1)聚氯丁二烯進(jìn)行素?zé)捤責(zé)捴休佂矞囟炔桓哂?0°C，(2)素?zé)捄蟮木勐榷《┰陂_煉機上充分包輥后加入其它物質(zhì)混煉，混煉溫度應(yīng)低于 40°C，成型后減小輥筒間距，將得到的橡料打薄片；或素?zé)捄蟮木勐榷《┩度朊軣挋C混煉，混煉溫度應(yīng)低于40°C，30秒至1分鐘后，首先加入防老劑、氧化鎂、防焦劑、操作劑、碳酸鈣、補強填充劑、合成辣椒素、硅烷偶聯(lián)劑，混煉3-5分鐘后，再加入氧化鋅和硫化促進(jìn)劑混煉25-35秒，最后放料、壓片、開條后冷卻出片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，所述的橡料打薄片即橡料打三角包至少3次后出片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中硫化促進(jìn)劑為重量比NA-22 :HVA-2=0. 5 1:1的組合物；防焦劑為重量比TMTD DM=I 2:2 1的組合物；防老劑為重量比TPPD =ODA=I 2:4的組合物；補強填充劑為重量比白炭黑混氣炭黑煅燒陶土 =1 2:1 2 :2的組合物；操作劑為重量比石蠟凡士林 =1 2:1的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料的制備方法，其特征在于，所述的氧化鋅為活性氧化鋅，氧化鎂為輕質(zhì)氧化鎂，碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣。
9.權(quán)利要求1所述的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料在電纜上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于電纜制造領(lǐng)域，具體涉及一種防鼠電纜橡皮護(hù)套材料，其主要是由下述重量份的原料制備獲得聚氯丁二烯100份；氧化鋅5份；硫化促進(jìn)劑1.5-3份；防焦劑0.75-1.5份；防老劑3.5-5份；氧化鎂 4份；碳酸鈣 30-60份；補強填充劑30-50份；硅烷偶聯(lián)劑1.5-2.5份；操作劑5-10份；合成辣椒素2.5-7.5份。本發(fā)明提供的防鼠電纜橡皮護(hù)套材料具有較好的柔軟性能、耐油、耐候和阻燃等特性，在符合野外以及客戶對橡皮電纜防鼠啃咬的要求外，也為用戶帶來了方便。
文檔編號H01B7/18GK102311565SQ20101022217
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者丁金鑫, 劉鳳華, 朱云春, 鄭宏, 陶杏 申請人:浙江萬馬電纜股份有限公司