本发明涉及电缆
技术领域：
，具体是一种耐老化、耐扭转的电缆材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着经济的发展，需要使用电缆的场所变得多样化，对电缆用护套材料的性能指标有了更加严格和多样的要求，特别是在气候不好的地区，对电缆的要求极高。我国的环境复杂多样，特别是风力资源发达的地区主要分布在西北高寒。西北高寒地区冬季的最低气温一般在-25℃以下，甚至有的地区达到-40℃，如内蒙古草原与青藏高原，且一般设备是在无人看管区，电缆在这种条件下工作，应有很好的耐低温性能和一定的阻燃性能，一般的塑料、氯化聚乙烯橡胶料无法在这样的低温下正常工作。且产品的主要标准有欧洲标准与德国标准，使用温度在-25～90℃，需要通过-25℃下3000次正反1080°低温抗扭转实验。聚氯乙烯树脂(全名polyvinylchlorid，简称pvc)，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其制得的电缆也达不到上述极寒地区的要求。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种耐老化、耐扭转的电缆材料及其制备方法和应用，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下按照重量份的原料组成：聚氯乙烯树脂30-40份、偏苯三酸三辛酯1-5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯13-21份、纳米高岭土21-29份、过氧化二异丙苯5-12份、聚乙二醇15-25份、松香甘油酯3-7份。作为本发明进一步的方案：所述耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下按照重量份的原料组成：聚氯乙烯树脂32-38份、偏苯三酸三辛酯2-4份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯15-19份、纳米高岭土23-27份、过氧化二异丙苯7-10份、聚乙二醇18-22份、松香甘油酯4-6份。作为本发明进一步的方案：所述耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下按照重量份的原料组成：聚氯乙烯树脂35份、偏苯三酸三辛酯3份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯17份、纳米高岭土25份、过氧化二异丙苯8份、聚乙二醇20份、松香甘油酯5份。本发明另一目的是提供一种耐老化、耐扭转的电缆材料的制备方法，包括以下步骤1)将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量8-10倍的无水乙醇中，搅拌10-12min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至70-72℃，在此温度下搅拌1.2-1.4h，得到混合物a；2)将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在88-90℃的温度下搅拌处理30-40min，制得混合物b；3)将混合物a与混合物b混合，进行微波处理15-20min，得混合物c；4)将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在70-75℃下进行超声处理1.8-2h，然后加热至105-110℃，并在此温度下敞口搅拌1.5-1.8h，得混合物d；5)等待开炼机的辊温达到160-165℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。作为本发明进一步的方案：步骤1)中，搅拌的速度为300-320r/min。作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌的速度为120-150r/min。作为本发明进一步的方案：步骤3)中，微波功率为600w。作为本发明进一步的方案：步骤4)中，超声功率为700w。作为本发明进一步的方案：步骤4)中，搅拌的速度为280-300r/min。本发明另一目的是提供所述电缆材料在制备电缆中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化二异丙苯、偏苯三酸三辛酯等对聚氯乙烯树脂进行混合处理等过程制得的电缆材料具有优良的耐低温性能、耐扭转性能，阻燃性能、耐候性能、耐高温、耐臭氧、耐油、耐盐碱腐蚀性能等极佳；经过老化试验后其拉伸强度与断裂伸长率变化较小，化学稳定性好，防鼠蚁啃咬，采用的原料简单，制备过程简单、易操作，适于工业化生产，能够满足寒冷地区的使用条件。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例中，一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂30kg、偏苯三酸三辛酯1kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯13kg、纳米高岭土21kg、过氧化二异丙苯5kg、聚乙二醇15kg、松香甘油酯3kg。将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量8倍的无水乙醇中，搅拌10min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至70℃，在此温度下以300r/min的搅拌速度搅拌1.2h，得到混合物a。将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在88℃的温度下以120r/min的搅拌速度搅拌处理30min，制得混合物b。将混合物a与混合物b混合，进行微波处理15min，微波功率为600w，得混合物c。将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在70-75℃下进行超声处理1.8h，超声功率为700w，然后加热至105℃，并在此温度下以280r/min的搅拌速度敞口搅拌1.5h，得混合物d。等待开炼机的辊温达到160℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。实施例2本发明实施例中，一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂40kg、偏苯三酸三辛酯5kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯21kg、纳米高岭土29kg、过氧化二异丙苯12kg、聚乙二醇25kg、松香甘油酯7kg。将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量10倍的无水乙醇中，搅拌12min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至72℃，在此温度下以320r/min的搅拌速度搅拌1.4h，得到混合物a。将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在90℃的温度下以150r/min的搅拌速度搅拌处理40min，制得混合物b。将混合物a与混合物b混合，进行微波处理20min，微波功率为600w，得混合物c。将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在75℃下进行超声处理2h，超声功率为700w，然后加热至110℃，并在此温度下以300r/min的搅拌速度敞口搅拌1.8h，得混合物d。等待开炼机的辊温达到165℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。实施例3本发明实施例中，一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂32kg、偏苯三酸三辛酯2kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯15kg、纳米高岭土23kg、过氧化二异丙苯7kg、聚乙二醇18kg、松香甘油酯4kg。将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量9倍的无水乙醇中，搅拌11min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至71℃，在此温度下以310r/min的搅拌速度搅拌1.3h，得到混合物a。将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在89℃的温度下以150r/min的搅拌速度搅拌处理35min，制得混合物b。将混合物a与混合物b混合，进行微波处理18min，微波功率为600w，得混合物c。将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在72℃下进行超声处理1.9h，超声功率为700w，然后加热至110℃，并在此温度下以300r/min的搅拌速度敞口搅拌1.6h，得混合物d。等待开炼机的辊温达到162℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。实施例4本发明实施例中，一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂38kg、偏苯三酸三辛酯4kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯19kg、纳米高岭土27kg、过氧化二异丙苯10kg、聚乙二醇22kg、松香甘油酯6kg。将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量9倍的无水乙醇中，搅拌11min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至71℃，在此温度下以310r/min的搅拌速度搅拌1.3h，得到混合物a。将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在89℃的温度下以150r/min的搅拌速度搅拌处理35min，制得混合物b。将混合物a与混合物b混合，进行微波处理18min，微波功率为600w，得混合物c。将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在72℃下进行超声处理1.9h，超声功率为700w，然后加热至110℃，并在此温度下以300r/min的搅拌速度敞口搅拌1.6h，得混合物d。等待开炼机的辊温达到162℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。实施例5本发明实施例中，一种耐老化、耐扭转的电缆材料，由以下原料组成：聚氯乙烯树脂35kg、偏苯三酸三辛酯3kg、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯17kg、纳米高岭土25kg、过氧化二异丙苯8kg、聚乙二醇20kg、松香甘油酯5kg。将聚氯乙烯树脂粉碎过200目筛，将三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯置入其质量9倍的无水乙醇中，搅拌11min，再加入粉碎的聚氯乙烯树脂，密封后加热至71℃，在此温度下以310r/min的搅拌速度搅拌1.3h，得到混合物a。将偏苯三酸三辛酯、聚乙二醇、松香甘油酯与过氧化二异丙苯混合，在89℃的温度下以150r/min的搅拌速度搅拌处理35min，制得混合物b。将混合物a与混合物b混合，进行微波处理18min，微波功率为600w，得混合物c。将混合物c与纳米高岭土混合，密封后在72℃下进行超声处理1.9h，超声功率为700w，然后加热至110℃，并在此温度下以300r/min的搅拌速度敞口搅拌1.6h，得混合物d。等待开炼机的辊温达到162℃时，将混合物d倒入开炼机混炼；压紧成型即得电缆材料。对比例1除不含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化二异丙苯外，其余配方与制备过程与实施例5一致。对比例2制备时直接混料敞口搅拌、混炼外，其余配方与实施例5一致。对比例3除不含有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、过氧化二异丙苯，制备时直接混料敞口搅拌、混炼外，其余配方与实施例5一致。本实例1-5与对比例1-3制备的电缆材料，性能的检测数据如表1所示。表1老化条件:100±2℃×168小时。从表1中可以看出，本发明实施例1-5制得的材料能够通过零下50℃低温脆化实验，具有优良的耐低温性能，氧指数大于34，具有较好的阻燃性能；经过老化试验后其拉伸强度与断裂伸长率变化较小。对比例1能够通过在零下20℃低温脆化实验，对比例2与3却不能通过在零下20℃低温脆化实验。实施例5与对比例1-3相比较，可知本发明是在各原料的共同作用下发挥作用的。将实施例1-5所得的电缆材料用作风能电缆护套后进行耐扭转测试，所获得的性能数值如下表2所示。可知，本发明的耐寒性能与耐扭转性能极佳。对比例1-3的电缆未通过扭转试验。表2对实施例1-5与对比例1-3中成品电缆耐臭氧试验结果如表3，试验条件：温度25±2℃，时间30h，臭氧浓度0.035～0.040％。表3标准要求实施例1-5对比例1对比例2对比例3耐臭氧试验表面无开裂无开裂有开裂无开裂有开裂对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12