一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电缆材料领域，特别是一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改 性电缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 空心玻璃微珠是一种尺寸微小的空心玻璃球体，属无机非金属材料，具有质轻、低 导热、隔音、高分散、电绝缘性和热稳定性好等优点，是近年来发展起来的一种用途广泛、性 能优异的新型轻质材料。空心玻璃微珠的密度约是传统填充料微粒密度的十几分之一，填 充后可大大减轻产品的基重，替代及节省更多的生产用树脂，降低产品成本。由于空心玻璃 微珠是微小圆球，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性， 所以充模性能优异。空心玻璃微珠还具有吸水率低，吸油率低的特点，适合作为电缆料的填 充料。
[0003] 碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体 与碳纳米管制成复合材料，可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性， 给复合材料的性能带来极大的改善；碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性， 可以拉伸；碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所 以具有很好的电学性能。
[0004] 本发明将碳纳米管制成碳纳米管基聚合物与空心玻璃微珠一同加入到电缆料中， 对聚氯乙烯进行改性，增强了电缆料的耐磨性、柔韧性、加工流动性，制成的电缆料具有良 好的耐水性、耐油性、耐候性，使用寿命长，提高了加工速率，降低了成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料及 其制备方法。
[0006] 为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
[0007] -种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，由下列重量份的原料制 成：碳纳米管13-15、钛酸酯偶联剂TC-131 1-1. 5、甲基丙烯酸丁酯12-14、聚磷酸铵5-6、叔 丁基过氧化氢0. 02-0. 04、聚氯乙烯树脂68-70、促进剂TMTM 1-2、偏苯三酸三辛酯9-13、空 心玻璃微珠5-7、纳米石墨粉3-5、PE蜡1. 5-3、助剂7-9 ;
[0008] 所述的助剂包含以下重量份的原料：菜籽油6-8、氮化铝粉2-3、二氧化钛4-6、钙 锌稳定剂DA-9202-3、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2-3、聚酰亚胺3-5、水镁石纤维1-2、防老剂 TPPD 0. 3-0. 5、蓖麻油3_4、二茂铁2_3、苯二甲酸二丁醋1_2 ;制备方法是制备方法是制备 方法是将氮化铝粉、二氧化钛放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小时制成混合物；然后将聚酰 亚胺加热至软化后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合，搅拌反应60-90分钟，再加入其余 剩余成分，控温在50°C _60°C，反应2-3小时，最后加入混合物，升温至80°C -100°C，搅拌反 应30-40分钟即得。
[0009] 本发明所述一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，由以下具体 步骤制成：
[0010] (1)将钛酸酯偶联剂TC-131、甲基丙烯酸丁酯、叔丁基过氧化氢混合，放在 85°C -90°C的水浴中边搅拌边加热，直到具有一定粘性时停止加热，冷却至室温，加入碳纳 米管、聚磷酸铵，搅拌均匀，然后控制温度在45°C -60°C，保持3-4小时，然后继续升温至 90°C -KKTC，保温100-120分钟得到碳纳米管聚合物母料A ;
[0011] (2)将聚氯乙烯树脂加热至熔融，然后加入除助剂之外的其余剩余成分混合均匀， 搅拌8-12分钟，送入双螺杆挤出机上挤出造粒，得到B料；
[0012] (3)将A料、B料、助剂加入到高混机中，温度控制位120°C _125°C混合5-8分钟， 然后通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥即得本发明电缆料。
[0013] 本发明的优异效果是：本发明首先制成碳纳米管基聚合物对电缆料进行还行，再 配合空心玻璃微珠、纳米石墨粉、助剂的添加，增强了电缆料的热稳定性、耐磨性、柔韧性、 加工流动性，制成的电缆料具有良好的耐候性，提高了加工速率，降低了成本。
【具体实施方式】
[0014] 下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0015] -种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，由下列重量份（公斤） 的原料制成：碳纳米管13、钛酸酯偶联剂TC-131 1、甲基丙烯酸丁酯12、聚磷酸铵5、叔丁基 过氧化氢〇. 02、聚氯乙烯树脂68、促进剂TMTM 1、偏苯三酸三辛酯9、空心玻璃微珠5、纳米 石墨粉3、PE蜡1. 5、助剂7 ;
[0016] 所述的助剂包含以下重量份（公斤）的原料：菜籽油6、氮化铝粉2、二氧化钛4、 钙锌稳定剂DA-920 2、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2、聚酰亚胺3、水镁石纤维1、防老剂TPH) 〇. 3、蓖麻油3、二茂铁2、苯二甲酸二丁酯1 ;制备方法是制备方法是制备方法是将氮化铝 粉、二氧化钛放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小时制成混合物；然后将聚酰亚胺加热至软化 后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合，搅拌反应60-90分钟，再加入其余剩余成分，控温在 50°C -60°C，反应2-3小时，最后加入混合物，升温至80°C -KKTC，搅拌反应30-40分钟即 得。
[0017] 本发明所述一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，由以下具体 步骤制成：
[0018] (1)将钛酸酯偶联剂TC-131、甲基丙烯酸丁酯、叔丁基过氧化氢混合，放在 85°C -90°C的水浴中边搅拌边加热，直到具有一定粘性时停止加热，冷却至室温，加入碳纳 米管、聚磷酸铵，搅拌均匀，然后控制温度在45°C -60°C，保持3-4小时，然后继续升温至 90°C -KKTC，保温100-120分钟得到碳纳米管聚合物母料A ;
[0019] (2)将聚氯乙烯树脂加热至熔融，然后加入除助剂之外的其余剩余成分混合均匀， 搅拌8-12分钟，送入双螺杆挤出机上挤出造粒，得到B料；
[0020] (3)将A料、B料、助剂加入到高混机中，温度控制位120°C _125°C混合5-8分钟， 然后通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥即得本发明电缆料。
[0021] 通过与普通聚氯乙烯电缆料的性能做对比，可以看出本发明电缆料优于普通聚氯 乙烯电缆料的性能，值得推广。
[0022]
【主权项】
1. 一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，其特征在于，由下列重量 份的原料制成：碳纳米管13-15、钛酸酯偶联剂TC-131 1-1. 5、甲基丙烯酸丁酯12-14、聚磷 酸铵5-6、叔丁基过氧化氢0. 02-0. 04、聚氯乙烯树脂68-70、促进剂TMTM1-2、偏苯三酸三 辛酯9-13、空心玻璃微珠5-7、纳米石墨粉3-5、PE蜡1. 5-3、助剂7-9 ; 所述的助剂包含以下重量份的原料：菜籽油6-8、氮化铝粉2-3、二氧化钛4-6、钙锌稳 定剂DA-920 2-3、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2-3、聚酰亚胺3-5、水镁石纤维1-2、防老剂 TPPD0. 3-0. 5、蓖麻油3_4、二茂铁2_3、苯二甲酸二丁醋1_2 ;制备方法是制备方法是制备 方法是将氮化铝粉、二氧化钛放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小时制成混合物；然后将聚酰 亚胺加热至软化后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯混合，搅拌反应60-90分钟，再加入其余 剩余成分，控温在50°C_60°C，反应2-3小时，最后加入混合物，升温至80°C-100°C，搅拌反 应30-40分钟即得。2. 根据权利要求1所述一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，其特 征在于，由以下具体步骤制成： (1) 将钛酸酯偶联剂TC-131、甲基丙烯酸丁酯、叔丁基过氧化氢混合，放在85°C-90°C 的水浴中边搅拌边加热，直到具有一定粘性时停止加热，冷却至室温，加入碳纳米管、聚磷 酸铵，搅拌均匀，然后控制温度在45°C_60°C，保持3-4小时，然后继续升温至90°C_100°C， 保温100-120分钟得到碳纳米管聚合物母料A; (2) 将聚氯乙烯树脂加热至熔融，然后加入除助剂之外的其余剩余成分混合均匀，搅拌 8-12分钟，送入双螺杆挤出机上挤出造粒，得到B料； (3) 将A料、B料、助剂加入到高混机中，温度控制位120°C_125°C混合5-8分钟，然后 通过双螺杆挤出机造粒，冷却干燥即得本发明电缆料。
【专利摘要】本发明公开了一种添加空心玻璃微珠的碳纳米管基聚合物改性电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳纳米管13-15、钛酸酯偶联剂TC-131 1-1.5、甲基丙烯酸丁酯12-14、聚磷酸铵5-6、叔丁基过氧化氢0.02-0.04、聚氯乙烯树脂68-70、促进剂TMTM 1-2、偏苯三酸三辛酯9-13、空心玻璃微珠5-7、纳米石墨粉3-5、PE蜡1.5-3、助剂7-9；本发明首先制成碳纳米管基聚合物对电缆料进行还行，再配合空心玻璃微珠、纳米石墨粉、助剂的添加，增强了电缆料的热稳定性、耐磨性、柔韧性、加工流动性，制成的电缆料具有良好的耐候性，提高了加工速率，降低了成本。
【IPC分类】C08K3/34, C08F220/18, C08L51/10, C08K7/28, C08F292/00, C08K3/04, C08K3/22, C08K5/10, C08K3/28, C08L23/06, C08K13/06, C08K9/10, C08L27/06, C08K5/12
【公开号】CN104893176
【申请号】CN201510334088
【发明人】王伟, 赵雨昕, 刁启元, 邓广新
【申请人】合肥和安机械制造有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月13日