本发明涉及电缆护套材料这一
技术领域：
，特别涉及到一种抗老化的电缆护套材料制备方法及其应用。
背景技术：
：电缆是电力系统最常用的组件。日常生活中，电缆通常是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线，广泛应用于电力系统。电缆的型号有很多种，目前应用较为广泛的主要包括：交联聚乙烯绝缘电力电缆、聚氯己烯绝缘电缆、煤矿用阻电缆、船用电缆、聚氯乙烯绝缘控制电缆、潜油泵电缆、电梯电缆、铝绞线及钢芯铝绞线、铁路信号电缆、计算机专用电缆等。而无论从机械性、热火化学耐受性以及灾害防护角度考虑，电缆材料在防护内部原料受损以维持其正常运行方面均起到至关重要的作用，在具体应用过程中，电缆材料必须能都抵抗日晒、UV辐射、臭氧老化、化学药品侵蚀，同时在意外灾害情况下仍能保证或暂时保证其正常运行。然而，现有的电缆材料往往在抗老化方面存在着诸多不足，尤其是在特种行业或特殊环境下使用时，存在着老化过快的严重问题，致使其正常的防护作用无法实现，更换情况严重，制约了国民经济的发展。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种抗老化的电缆护套材料制备方法及其应用，该工艺通过将滑石粉、硼酸锌、陶瓷粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入四氢呋喃真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及经预处理的聚酰亚胺纤维与季戊四醇三乙烯基醚所制备的改性混合物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、二次塑炼、压制成型、切粒等一系列特定工艺制成成品。制备而成的电缆护套材料，其耐磨性强、绝缘效果好，且耐老化，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备工艺制得的电缆护套材料在电力行业中的应用。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种抗老化的电缆护套材料制备方法，包括以下步骤：(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.6-0.8μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应15-25min，降至室温后得改性混合物；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为110-120℃下密炼10-15min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至180-200℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至90-100℃，搅拌反应1-2h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散15-20min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应35-45min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入固化剂3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。优选地，所述步骤(2)中所用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min。优选地，所述步骤(7)中双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度150-160℃，二区温度为170-180℃，三区温度为210-220℃，四区温度为230-250℃。优选地，所述步骤(9)中的固化剂选自二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺中的任意一种。本发明还提供了由上述制备工艺得到的抗老化的电缆护套材料在电力行业中的应用。本发明与现有技术相比，其有益效果为：(1)本发明的抗老化的电缆护套材料制备工艺通过将滑石粉、硼酸锌、陶瓷粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入四氢呋喃真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及经预处理的聚酰亚胺纤维与季戊四醇三乙烯基醚所制备的改性混合物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、二次塑炼、压制成型、切粒等一系列特定工艺制成成品。制备而成的电缆护套材料，其耐磨性强、绝缘效果好，且耐老化，具有较好的应用前景。(2)本发明的抗老化的电缆护套材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.6μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应15min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为110℃下密炼10min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至180℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至90℃，搅拌反应1h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散15min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度150℃，二区温度为170℃，三区温度为210℃，四区温度为230℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应35min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入二氨基二环己基甲烷3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示。实施例2(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.7μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应20min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为115℃下密炼12min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至190℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至95℃，搅拌反应1.5h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散18min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度155℃，二区温度为175℃，三区温度为215℃，四区温度为240℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应40min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入改性酚羟基树脂3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示。实施例3(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.8μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应25min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为120℃下密炼15min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至200℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至100℃，搅拌反应2h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散20min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度160℃，二区温度为180℃，三区温度为220℃，四区温度为250℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应45min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入亚甲基双环己烷胺3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示。对比例1(1)将滑石粉10份、硼酸锌15份、陶瓷粉7份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.6μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应15min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为110℃下密炼10min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃30份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至180℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯10份、去离子水50份混合，加热至90℃，搅拌反应1h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散15min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度150℃，二区温度为170℃，三区温度为210℃，四区温度为230℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯1份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应35min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入二氨基二环己基甲烷3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示。对比例2(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.7μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在120℃下加热反应20min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为115℃下密炼12min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至220℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至95℃，搅拌反应1.5h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散18min，然后减压至0.03MPa，蒸出低沸点物质，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为15:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度165℃，二区温度为175℃，三区温度为225℃，四区温度为250℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，在氮气气氛下搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后滴加高锰酸钾溶液2份，高压反应30min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入改性酚羟基树脂3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示。对比例3(1)将滑石粉15份、硼酸锌12份、陶瓷粉8份混合，加入行星式球磨机机中球磨至均匀，再加入500mL浓度为80％丙三醇溶液混合搅拌，随后加入造粒机中进行造粒，制成粒径为0.8μm的颗粒；(2)取聚酰亚胺纤维6份，用聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油对聚酰亚胺纤维进行预处理，随后与季戊四醇三乙烯基醚5份加入高速混合机混合均匀，在150℃下加热反应25min，降至室温后得改性混合物，其中聚醋酸乙烯酯浸润剂和羟基硅油的质量比为1:1，预处理过程为将聚酰亚胺纤维完全浸没在乙烯酯浸润剂和羟基硅油的混合液中维持30min；(3)将步骤(1)所得的颗粒与环氧树脂10份加入密炼机，混合均匀，在温度为120℃下密炼15min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与四氢呋喃20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌10min，随后静置15min，得初步混合物；(5)将双辊筒炼塑机升高温度至200℃，将步骤(4)的初步混合物和聚酰胺蜡微粉7份加入双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)所得的改性混合物，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，得塑炼产物；(6)步骤(5)的塑炼产物与柠檬酸三丁酯6份、去离子水50份混合，加热至100℃，搅拌反应2h后加入促进剂2-乙基-4-甲基咪唑3份，超声分散20min，得初步反应产物；(7)将步骤(6)的初步反应产物加入双螺杆挤出机，熔融挤出后得到中间反应产物，其中双螺杆挤出机螺杆长径比为20:1，双螺杆挤出机挤出温度为：一区温度160℃，二区温度为180℃，三区温度为220℃，四区温度为250℃；(8)将步骤(7)得到的中间反应产物加入高压反应釜中，加入二聚环戊二烯2份以及适量的去离子水，搅拌25min后加入苯乙烯3份，将反应釜压力提升15MPa，至将混合物升温至150℃后高压反应45min，得到最终反应产物；(9)将步骤(8)制备所得的最终反应产物加到开炼机上进行二次塑炼，前辊温度控制在180℃，后辊温度控制在170℃，间距控制在0.1mm，再加入亚甲基双环己烷胺3份辊炼、薄通多次使混合均匀进行塑化，混合均匀后自然冷却至室温，将混合物料转移到平板硫化机中于180℃下压制成型、切粒，得到成品。制得的抗老化的电缆护套材料的性能测试结果如表1所示将实施例1-3和对比例1-3的制得的抗老化的电缆护套材料进行耐磨性能(在相同的摩擦测试仪上持续摩擦500次)、表面电阻率、抗老化性能(150℃下保持10d测试强度保持率)这几项测试。表1磨损率(％)表面电阻率(Ω)耐热老化性(％)实施例16.321.37×101698.36实施例24.811.52×101697.55实施例35.071.28×101698.08对比例110.921.06×101282.63对比例211.281.75×101279.59对比例315.831.63×101168.67本发明的抗老化的电缆护套材料制备工艺通过将滑石粉、硼酸锌、陶瓷粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入四氢呋喃真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及经预处理的聚酰亚胺纤维与季戊四醇三乙烯基醚所制备的改性混合物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、二次塑炼、压制成型、切粒等一系列特定工艺制成成品。制备而成的电缆护套材料，其耐磨性强、绝缘效果好，且耐老化，具有较好的应用前景。本发明的抗老化的电缆护套材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3