一种柔软柔韧性高的复合电缆材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，由以下重量份的原料制备制成：松香4?6、壳聚糖7?9、液体石蜡2?3、吐温80 0.2?0.3、司盘80 0.35?0.4、乙撑基双硬脂酰胺0.5?0.7、灰钙粉5?7、氧化钙3?5、拟薄水铝石4?6、丁腈橡胶乳液6?8、硅丙乳液3?4、铝酸酯偶联剂0.3?0.4、导电炭黑9?11、石墨烯6?8、抗氧化剂10100.4?0.6、锡铋合金粉6?8、聚丙烯26?33、聚乙烯弹性体66?74、去离子水适量；本发明制备的电缆具有低烟、无卤阻燃、耐低温、柔软、抗静电等方面的性能，机械强度高，耐腐蚀性能好，制备工艺简单，应用前景广阔，值得推广。
【专利说明】
一种柔软柔韧性高的复合电缆材料
技术领域
[0001]本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种柔软柔韧性高的复合电缆材料。
【背景技术】
[0002]聚合物由于其价格低廉、质地轻、比强度大，导热系数小和化学稳定性好等特点被广泛的应用于生产生活的各个领域。大多数的聚合物都是良好的电绝缘体，电阻率高，容易产生静电，从而限制其应用。抗静电的危害越来越大，如干扰飞机无线电设备的正常运转，影响飞机的运行，制药厂设备聚合物外壳容易静电吸附尘埃，影响药品纯度等，近几年，国家铁路交通发展迅速，铁路系统的控制越来越复杂，电气控制设备越来越多，对电缆需求量也越来越大。其中抗静电性显得尤其重要。
[0003]《导电/抗静电聚合物纳米复合材料的制备及其性能研究》一文中作者利用低熔点金属、碳纳米管等导电填料制备得到导电抗静电聚合物复合材料及纤维，提出了新的制备方法和新原理，采用电导率高、易加工的低熔点金属作为导电填料，通过熔融共混以及固相拉伸等方法，制备出复合纤维，得出聚合物/低熔点导电金属复合纤维具有电阻率随着拉伸倍率的提高而降低的性质，与未含有低导电熔点纤维的复合纤维比较，其复合纤维的强度和断裂伸长率都有所提高。通过在复合纤维中添加碳纳米管和纳米蒙脱土显著降低了金属颗粒粒径，使得复合纤维获得了更加优异的电性能和力学性能。虽然本发明能够解决电缆导电抗静电等方面的要求，但是随着机车技术的发展，对电缆的铺设环境和使用性能要求越来越高，单纯的单一性能已不能满足市场需求，本发明在这基础上进行改进，以期达到耐弯曲性能好、防火阻燃、绿色环保、耐老化等的特性，使其达到铁路工程中对电缆的使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种柔软柔韧性高的复合电缆材料。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，由以下重量份的原料制备制成:松香4-6、壳聚糖7-9、液体石蜡2-3、吐温800.2-0.3、司盘800.35-0.4、乙撑基双硬脂酰胺0.5-0.7、灰钙粉5-
7、氧化钙3-5、拟薄水铝石4-6、丁腈橡胶乳液6-8、硅丙乳液3-4、铝酸酯偶联剂0.3-0.4、导电炭黑9-11、石墨烯6-8、抗氧化剂1010 0.4-0.6,锡铋合金粉6_8、聚丙烯26-33、聚乙烯弹性体66_7 4、去尚子水适量。
[0006]所述一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，由以下具体步骤制备制成:
(1)将壳聚糖加到5%的乙酸溶液中，充分溶解后加入液体石蜡搅拌10-20min后升高温度至55°C，加入吐温80和司盘80，超声乳化lOmin，再加入灰钙粉、氧化钙和拟薄水铝石以500-600转/分下搅拌30_40min，过滤，烘干；
(2)将丁腈橡胶乳液和硅丙乳液混合，加入铝酸酯偶联剂快速搅拌均匀，混合均匀后加入导电炭黑、石墨稀和抗氧化剂1010，升高温度在45-55 °C下反应30-50min，然后转移至真空干燥箱中干燥，自然冷却至室温；
(3 )将聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷却后切成颗粒，将锡铋合金粉、步骤(2)制备的产物和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180°C的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维；
(4)将剩余其余的成分按照配方量和步骤(I)制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160-175°C，时间为15-25min，再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10-15m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
[0007]本发明的优点是:本发明通过使用低熔点金属作为导电填料，结合熔融混合和固相拉伸的手段，制备了导电、抗静电复合纤维，使其拥有良好的强度和断裂伸长率，且具有优异的导电性能和力学性能，解决了金属与基体材料相容性差、容易氧化导致电导率下降的问题，还采用壳聚糖和液体石蜡等对填料改性，提高其防水、抗水性能，利用橡胶乳液对导电材料改性，使其至高分子材料中具有很好的相容性，并且不影响自身的导电性能，使其在材料中发挥良好的导电性能，本发明制备的电缆具有低烟、无卤阻燃、耐低温、柔软、抗静电等方面的性能，机械强度高，耐腐蚀性能好，制备工艺简单，应用前景广阔，值得推广。
【具体实施方式】
[0008]—种柔软柔韧性高的复合电缆材料，由以下重量份(公斤)的原料制备制成:松香
4、壳聚糖7、液体石蜡2、吐温80 0.2、司盘80 0.35、乙撑基双硬脂酰胺0.5、灰钙粉5、氧化钙
3、拟薄水铝石4、丁腈橡胶乳液6、硅丙乳液3、铝酸酯偶联剂0.3、导电炭黑9、石墨烯6、抗氧化剂10100.4、锡铋合金粉6、聚丙烯26、聚乙烯弹性体66、去离子水适量。
[0009]所述一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，由以下具体步骤制备制成:
(1)将壳聚糖加到5%的乙酸溶液中，充分溶解后加入液体石蜡搅拌1min后升高温度至55°C，加入吐温80和司盘80，超声乳化lOmin，再加入灰钙粉、氧化钙和拟薄水铝石以500转/分下搅拌30min，过滤，烘干；
(2)将丁腈橡胶乳液和硅丙乳液混合，加入铝酸酯偶联剂快速搅拌均匀，混合均匀后加入导电炭黑、石墨稀和抗氧化剂1010，升高温度在45 °C下反应30min，然后转移至真空干燥箱中干燥，自然冷却至室温；
(3)将聚丙烯在烘箱中80°C下烘干6h，冷却后切成颗粒，将锡铋合金粉、步骤(2)制备的产物和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80°C下烘干4h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170°C的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维；
(4)将剩余其余的成分按照配方量和步骤(I)制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160 °C，时间为15min，再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
[0010]该机车电缆材料的性能测试如下: 拉伸强度(MPa):15.4；断裂伸长率(％):379；体积电阻率(Ω.cm):3.8 X 116;介电强度(MV/m): 29;氧指数(％): 31;载荷下伸长率(％): 14;永久变形率(％): O。
【主权项】
1.一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成:松香4-6、壳聚糖7-9、液体石蜡2-3、吐温800.2-0.3、司盘800.35-0.4、乙撑基双硬脂酰胺0.5-0.7、灰钙粉5-7、氧化钙3-5、拟薄水铝石4-6、丁腈橡胶乳液6-8、硅丙乳液3-4、铝酸酯偶联剂0.3-0.4、导电炭黑9-11、石墨烯6-8、抗氧化剂1010 0.4-0.6、锡铋合金粉6_8、聚丙烯26-33、聚乙稀弹性体66_7 4、去尚子水适量。2.根据权利要求1所述一种柔软柔韧性高的复合电缆材料，其特征在于，由以下具体步骤制备制成: (1)将壳聚糖加到5%的乙酸溶液中，充分溶解后加入液体石蜡搅拌10-20min后升高温度至55°C，加入吐温80和司盘80，超声乳化lOmin，再加入灰钙粉、氧化钙和拟薄水铝石以500-600转/分下搅拌30_40min，过滤，烘干； (2)将丁腈橡胶乳液和硅丙乳液混合，加入铝酸酯偶联剂快速搅拌均匀，混合均匀后加入导电炭黑、石墨稀和抗氧化剂1010，升高温度在45-55 °C下反应30-50min，然后转移至真空干燥箱中干燥，自然冷却至室温； (3 )将聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷却后切成颗粒，将锡铋合金粉、步骤(2 )制备的产物和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180°C的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维； (4)将剩余其余的成分按照配方量和步骤(I)制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160-175°C，时间为15-25min，再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10-15m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
【文档编号】C08K9/04GK106009220SQ201610521892
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】洪生华, 荔建荣, 董文锋, 姜寿华, 刘兴珍
【申请人】安徽吉安特种线缆制造有限公司