一種回彈性好的抗磨電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回彈性好的抗磨電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于碳納米管能夠提高復(fù)合材料的力學(xué)性能、電性能以及其他性能，所以碳納米管/橡膠復(fù)合材料引起越來越多的關(guān)注。為了實現(xiàn)增強(qiáng)的目的，有兩個問題需要解決:一個是碳納米管的分散問題、另一個是碳納米管和基體的界面問題由于碳納米管表面比較惰性，而且比表面積比較大易造成團(tuán)聚，所以碳納米管增強(qiáng)聚合物的效果不是很明顯〃基于這個原因，很多人開始對碳納米管進(jìn)行物理或化學(xué)處理，在這些方法當(dāng)中，酸處理產(chǎn)生含氧基團(tuán)的方法是一種常用且高效的，因為它可以提供有效的/反應(yīng)點(diǎn)，從而與基體樹脂實現(xiàn)化學(xué)鍵連接〃但是，大多數(shù)情況下，這種方法產(chǎn)生的基團(tuán)往往很少，不能夠提供足夠的連接與基體鍵合"所以，為了實現(xiàn)反應(yīng)點(diǎn)的增多，就需要引入更多的官能團(tuán)，來與基體樹脂作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種回彈性好的抗磨電纜料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種回彈性好的抗磨電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
三萜皂苷2-3、乙烯基羧酸酯6-10、硅橡膠370-400、碳納米管50-60、丙烯酸86-90、N，N’ - 二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4- 二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.7-2、65-68wt% 的硫酸 120_150、95_98wt% 的硝酸 100-130、正硅酸乙酯 30-40、氨水2-3、硫化劑雙254-5、聚酰亞胺3-5、二丙酮醇1-2、藻酸丙二醇酯4_6、海藻酸鈣1_2、過氯乙烯樹脂10-13、石油磺酸鋇3-4、防老劑DFC344-6。
[0005]—種所述的回彈性好的抗磨電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述海藻酸鈣加入到16-20倍去離子水中，攪拌均勻，加入三萜皂苷，升高溫度為60-70°C，加入上述丙烯酸重量的1_2%，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻，得丙烯酸乳液；
(2)將上述石油磺酸鋇加入到10-15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入乙烯基羧酸酯，在100-110°C的油浴中保溫攪拌6-10分鐘，出料冷卻，與上述丙烯酸乳液混合，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，得預(yù)混乳液；
(3)將上述65-68wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲攪拌20-24小時，在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管；
(4)將上述酸化碳納米管、剩余的丙烯酸、N，N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合，超聲20-30分鐘，升高溫度為60-65°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46-50小時，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管；
(5)將上述二丙酮醇加入到10-12倍無水乙醇中，攪拌均勻，為混合醇液； (6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中，超聲攪拌1-2小時，加入正硅酸乙酯、氨水、混合醇液，50-60°C下保溫反應(yīng)4-6小時，加入預(yù)混乳液，送入80-90°C的水浴中，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻出料，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料；
(7)將上述碳硅雜化復(fù)合材料與除了硫化劑雙25以外的各原料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入硫化劑雙25，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168-170°C。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理是:
丙烯酸低聚物通過醋化反應(yīng)接枝到了酸化碳納米管表面，丙烯酸的引入為下一步的反應(yīng)提供了大量的羧基反應(yīng)點(diǎn)，同時眾多的羧基基團(tuán)能夠改善官能化碳納米管的分散性；然后羧基可以很容易和硅烷偶聯(lián)劑KH550發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成硅氧烷基，最后再在堿性條件下水解為硅氧醇基；在堿性環(huán)境下，以硅氧醇基為反應(yīng)點(diǎn)，通過正硅酸乙醋的水解，在官能化碳納米管表面原位生成二氧化硅顆粒。
[0007]本發(fā)明的電纜料具有很高的拉伸強(qiáng)度和硬度，是由于:
(1)碳納米管與硅橡膠的高分子鏈之間通過開煉作用、相互纏繞形成了立體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
(2)由于二氧化硅改性的碳納米管表面有二氧化硅顆粒，使得管的表面凹凸不平，在碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料進(jìn)行受力時，碳納米管和高分子鏈之間的滑移變得更加困難，有利于力學(xué)性能的提尚;
(3)二氧化硅改性的碳納米管表面含有大量的硅羥基，它們可以和硅橡膠的主鏈之間發(fā)生氫鍵作用，使得二氧化硅改性的碳納米管與硅橡膠之間的界面作用更加牢固。
[0008]本發(fā)明的電纜料具有很好的回彈性，抗壓縮能力強(qiáng)，表面潤滑性好，抗磨性強(qiáng)。
【具體實施方式】
[0009]—種回彈性好的抗磨電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
三萜皂苷2、乙烯基羧酸酯6、硅橡膠370、碳納米管50、丙烯酸86、N，N’ 二環(huán)己基碳酰亞胺80、4 二甲氨基吡啶7、四氫呋喃300、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.7、65wt%的硫酸120、95wt%的硝酸100、正硅酸乙酯30、氨水2、硫化劑雙254、聚酰亞胺3、二丙酮醇1、藻酸丙二醇酯4、海藻酸鈣1、過氯乙烯樹脂10、石油磺酸鋇3、防老劑DFC344。
[0010]—種所述的回彈性好的抗磨電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述海藻酸鈣加入到16倍去離子水中，攪拌均勻，加入三萜皂苷，升高溫度為60°C，加入上述丙烯酸重量的1%，保溫攪拌20分鐘，冷卻，得丙烯酸乳液；
(2)將上述石油磺酸鋇加入到10倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入乙烯基羧酸酯，在100°C的油浴中保溫攪拌6分鐘，出料冷卻，與上述丙烯酸乳液混合，100轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，得預(yù)混乳液；
(3)將上述65wt%的硫酸、95wt%的硝酸混合，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲攪拌20小時，在120°C下冷凝回流50分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管；
(4)將上述酸化碳納米管、剩余的丙烯酸、N，N’二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4 二甲氨基吡啶混合，超聲20分鐘，升高溫度為60°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46小時，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管；
(5)將上述二丙酮醇加入到10倍無水乙醇中，攪拌均勻，為混合醇液；
(6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100倍去離子水中，超聲攪拌I小時，加入正硅酸乙酯、氨水、混合醇液，50°C下保溫反應(yīng)4小時，加入預(yù)混乳液，送入80°C的水浴中，保溫攪拌20分鐘，冷卻出料，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料；
(7)將上述碳硅雜化復(fù)合材料與除了硫化劑雙25以外的各原料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入硫化劑雙25，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168°C。
[0011]性能測試:
斷裂伸長率:526% ；
抗張強(qiáng)度:7.6N/mm2 ；
老化后抗張強(qiáng)度保留率(120°C、170h):73% ;
老化后斷裂伸長保留率(120°C、170h):80%。
【主權(quán)項】
1.一種回彈性好的抗磨電纜料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 三萜皂苷2-3、乙烯基羧酸酯6-10、硅橡膠370-400、碳納米管50-60、丙烯酸86-90、N，N’ - 二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4- 二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.7-2、65-68wt% 的硫酸 120_150、95_98wt% 的硝酸 100-130、正硅酸乙酯 30-40、氨水2-3、硫化劑雙254-5、聚酰亞胺3-5、二丙酮醇1-2、藻酸丙二醇酯4_6、海藻酸鈣1_2、過氯乙烯樹脂10-13、石油磺酸鋇3-4、防老劑DFC344-6。2.一種如權(quán)利要求1所述的回彈性好的抗磨電纜料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述海藻酸鈣加入到16-20倍去離子水中，攪拌均勻，加入三萜皂苷，升高溫度為60-70°C，加入上述丙烯酸重量的1_2%，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻，得丙烯酸乳液； (2)將上述石油磺酸鋇加入到10-15倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入乙烯基羧酸酯，在100-110°C的油浴中保溫攪拌6-10分鐘，出料冷卻，與上述丙烯酸乳液混合，100-200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，得預(yù)混乳液； (3)將上述65-68wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲攪拌20-24小時，在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管； (4)將上述酸化碳納米管、剩余的丙烯酸、N，N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合，超聲20-30分鐘，升高溫度為60-65°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46-50小時，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管； (5)將上述二丙酮醇加入到10-12倍無水乙醇中，攪拌均勻，為混合醇液； (6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中，超聲攪拌1-2小時，加入正硅酸乙酯、氨水、混合醇液，50-60°C下保溫反應(yīng)4-6小時，加入預(yù)混乳液，送入80-90°C的水浴中，保溫攪拌20-30分鐘，冷卻出料，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料； (7)將上述碳硅雜化復(fù)合材料與除了硫化劑雙25以外的各原料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入硫化劑雙25，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168-170°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回彈性好的抗磨電纜料，由下述重量份原料組成：三萜皂苷2-3、乙烯基羧酸酯6-10、硅橡膠370-400、碳納米管50-60、丙烯酸86-90、N，Nˊ-二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4-二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.7-2、65-68wt%的硫酸120-150、95-98wt%的硝酸100-130、正硅酸乙酯30-40、氨水2-3、硫化劑雙254-5、聚酰亞胺3-5、二丙酮醇1-2、藻酸丙二醇酯4-6、海藻酸鈣1-2、過氯乙烯樹脂10-13、石油磺酸鋇3-4、防老劑DFC344-6。本發(fā)明電纜料有很好的回彈性，抗壓縮能力強(qiáng)，抗磨性強(qiáng)。
【IPC分類】C08K9/06, C08K9/04, C08L33/02, B29C35/02, C08L79/08, C08L27/24, C08K7/24, C08K9/02, C08K13/06, H01B3/28, C08L83/04, C08L5/04
【公開號】CN105131603
【申請?zhí)枴緾N201510602670
【發(fā)明人】張元船, 趙欣泰, 楊茂明, 華齊東
【申請人】安徽徽寧電器儀表集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月21日