一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电缆材料领域，尤其涉及一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]通讯、电力是国家建设的重点，无论哪个地方的发展，通讯、电力建设总是先行，所以通讯、电力事业发展很快。通讯、电力事业的发展，自燃要各个方面的互相配合，其中电缆料就是一个方面，通用的电线电缆被覆料主要是塑料盒橡胶，电线电缆用热塑性塑料只要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、氯化聚醚和聚酰胺，其中应用广泛的是聚乙烯和聚氯乙烯。在我国聚氯乙烯电缆料发展较早，品种型号较多，用于制造各种耐热等级的电线电缆绝缘和护套。由于聚乙烯密度小、电性能优良，易于成型加工。聚乙烯是热塑性塑料中的一大品种，具有质轻、无毒、耐化学腐蚀性优异等特点，但是聚乙烯的氧指数很低，属于易燃材料，聚乙烯在燃烧时会产生严重的熔融滴落行为，这给阻燃性带来很大的困难，除易燃外，聚乙烯的体积电阻率和表面电阻率很高，这就使其在加工和使用过程中一旦带上静电就很难消除，以上的两个缺点给聚乙烯的使用带来了很大的安全隐患和降低了使用范围。红磷是塑料、橡胶、树脂和合成纤维等高聚物的高效阻燃剂，红磷本身易燃，严重影响到红磷的阻燃效果。碳酸钙填充改性高密度聚乙烯，较早的研究重点集中于如何实现最大限度的填充，降低成本，虽然提高了材料的刚度，却极大的降低了材料的强度和断裂韧性，并不适用于承载高密度聚乙烯护套材料，本发明采用特殊工艺改性纳米碳酸钙不仅改善了填料在基体中的分散效果并增强了二者的粘结强度，改善了聚乙烯材料的强度和韧性，极大的增强了承载力，力学性能得到极大的改善。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成:聚乙烯90-100、红磷10-15、石蜡3-5、硅烷偶联剂kh5700.5-1、纳米碳酸钙15-25、聚乙烯醇0.8-1.6、铜粉2-4、聚苯乙烯树脂5-8、硼酸锌1_3、季戊四醇硬酯酰胺5_10、膨胀石墨3_5、凡士林2-4、甲壳素1-3、无水乙醇适量；
本发明所述一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成:
(1)将硅烷偶联剂kh570加到置于水浴锅的烧瓶内，加入适量的无水乙醇并缓慢升温至完全溶解，再加入烘干的纳米碳酸钙搅拌均匀，控制温度在70-90° C范围内，再加入聚乙烯醇、铜粉加热搅拌回流0.5-lh，反应结束后进行多次抽滤、醇洗循环多次，再置于烘箱中在110° C下烘干，研磨备用；
(2)将红磷和石蜡混合，再升高温度至50-60°C时搅拌均匀，迅速冷却至室温后加到熔融的聚苯乙烯树脂中，再加入硼酸锌和步骤(I)制备的产物混合搅拌均匀自然冷却至室温后备用； (3)将开放式炼塑机升高温度至160-170° C，将聚乙烯、季戊四醇硬酯酰胺加到双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)制备的物料，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，再加入其余剩余的物质继续混合搅拌均匀，自然冷却至室温后，将混合物料转移到平板硫化机中于180° C下压制成型即可。
[0005]本发明的优点是:本发明采用硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，使碳酸钙表面具有一定的疏水性，增强了在聚乙烯中的相容性和分散性，并在改性过程中添加铜粉附着其表面，提高聚乙烯的抗静电作用，将红磷和石蜡混合冷却后表面包覆聚苯乙烯树脂，解决了红磷易燃的问题，极大的提高了阻燃性能，并且不影响聚乙烯的物理和机械性能，阻燃制品燃烧时，发烟量低，无窒息性气体放出，健康环保，添加的膨胀石墨、凡士林和甲壳素添加到聚乙烯中能极大的提高强度、硬度、抗腐蚀性等方面的性能，综合性能极大的提高，本电缆材料具有很强的耐侯性，降低了环境对电缆护套的影响，而且强度高，硬度好，抗冲击性强，稳定性能优异，使用寿命长，值得推广。
[0006]具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0007]—种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，由下列重量份(公斤)的原料制成??聚乙烯100、红磷13、石蜡4、硅烷偶联剂kh5700.7、纳米碳酸钙21、聚乙烯醇1.1、铜粉3、聚苯乙烯树脂7、硼酸锌2、季戊四醇硬酯酰胺8、膨胀石墨4、凡士林3、甲壳素2、无水乙醇适量;
本发明所述一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，由以下具体步骤制备制成:
(1)将硅烷偶联剂kh570加到置于水浴锅的烧瓶内，加入适量的无水乙醇并缓慢升温至完全溶解，再加入烘干的纳米碳酸钙搅拌均匀，控制温度在90° C范围内，再加入聚乙烯醇、铜粉加热搅拌回流0.6h，反应结束后进行多次抽滤、醇洗循环多次，再置于烘箱中在110° C下烘干，研磨备用；
(2)将红磷和石蜡混合，再升高温度至50°C时搅拌均匀，迅速冷却至室温后加到熔融的聚苯乙烯树脂中，再加入硼酸锌和步骤(I)制备的产物混合搅拌均匀自然冷却至室温后备用;
(3)将开放式炼塑机升高温度至160°C，将聚乙烯、季戊四醇硬酯酰胺加到双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤(2)制备的物料，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，再加入其余剩余的物质继续混合搅拌均匀，自然冷却至室温后，将混合物料转移到平板硫化机中于180° C下压制成型即可。
[0008]按照实施例制备生产聚乙烯材料，性能指标如下:抗张强度彡14MPa，拉伸强度彡30MPa，介电强度彡32MV/m，断裂伸张率彡290%，断裂伸长率变化率12%，氧指数彡31%。
【主权项】
1.一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚乙烯90-100、红磷10-15、石蜡3-5、硅烷偶联剂kh5700. 5_1、纳米碳酸钙15-25、聚乙烯醇O.8-1. 6、铜粉2-4、聚苯乙烯树脂5-8、硼酸锌1_3、季戊四醇硬酯酰胺5_10、膨胀石墨3_5、凡士林2-4、甲壳素1-3、无水乙醇适量。2.根据权利要求I所述一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制备制成： (1)将硅烷偶联剂kh570加到置于水浴锅的烧瓶内，加入适量的无水乙醇并缓慢升温至完全溶解，再加入烘干的纳米碳酸钙搅拌均匀，控制温度在70-90° C范围内，再加入聚乙烯醇、铜粉加热搅拌回流O. 5-lh，反应结束后进行多次抽滤、醇洗循环多次，再置于烘箱中在110° C下烘干，研磨备用； (2)将红磷和石蜡混合，再升高温度至50-60°C时搅拌均匀，迅速冷却至室温后加到熔融的聚苯乙烯树脂中，再加入硼酸锌和步骤（I)制备的产物混合搅拌均匀自然冷却至室温后备用； (3)将开放式炼塑机升高温度至160-170°C，将聚乙烯、季戊四醇硬酯酰胺加到双辊中间熔融塑炼，待其混合均匀后加入步骤（2)制备的物料，调整双辊间距，辊炼、薄通多次使二者混合均匀，再加入其余剩余的物质继续混合搅拌均匀，自然冷却至室温后，将混合物料转移到平板硫化机中于180° C下压制成型即可。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高压高硬度电缆材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚乙烯90-100、红磷10-15、石蜡3-5、硅烷偶联剂kh5700.5-1、纳米碳酸钙15-25、聚乙烯醇0.8-1.6、铜粉2-4、聚苯乙烯树脂5-8、硼酸锌1-3、季戊四醇硬酯酰胺5-10、膨胀石墨3-5、凡士林2-4、甲壳素1-3、无水乙醇适量；本电缆材料具有很强的耐侯性，降低了环境对电缆护套的影响，而且强度高，硬度好，抗冲击性强，稳定性能优异，使用寿命长，值得推广。
【IPC分类】C08K7/24, C08K3/38, C08K5/20, C08K3/26, C08L91/06, C08K3/08, C08L5/08, C08L25/06, C08K13/06, C08L23/06, C08L29/04
【公开号】CN105086059
【申请号】CN201510442853
【发明人】尚广东
【申请人】合肥市深朝电子有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月27日