本发明涉及绝缘材料这一
技术领域：
，特别涉及到添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料制备方法及其应用。
背景技术：
：电线电缆是电力输送及信息传递的载体，广泛用于工业、民用用电设施中。电线电缆使用于不同的环境或场合，要求各异，这就对包覆于电缆线外的电缆护套提出了较高的要求。在电缆的服务寿命期内，护套必须保护缆芯不受潮及其他污染，保护的程度要使缆芯中的回路性能保持正常，一旦过多的潮气或其他污染物进入缆芯，传输性能就会严重恶化。这就要求电缆护套具备较高的机械强度、内部韧度，以防在恶劣的环境下产生开裂或破损，导致电缆线传输失常或产生安全隐患。同时，在应用于某些特种行业时，由于电线电缆存在拖拽、摩擦的情况，还需要电缆护套具有相应的耐磨损性能。乙烯-四氟乙烯共聚物是一种化学物质，在具有良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍。并且加工成型性好，物理性能均衡，广泛运用在电线电缆材料中。然而，通常具有乙烯-四氟乙烯共聚物的绝缘材料虽然在机械强度、耐热性能等方面有所改善，但还远远达不到优异的程度。并且，在应对特高压电力输送方面还存在着不足，制约了以其为基础成分的绝缘材料的进一步运用。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料制备方法及其应用，该工艺通过将憎水珍珠岩、疏水性硅酸镁铝、重晶石粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入酒石酸钠真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及由2-马来酸单丁酯、乙烯-四氟乙烯共聚物、氢化蓖麻油，经脱水、加热、真空反应所得的真空反应物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、注模脱模等一系列特定工艺制成成品。制备而成的绝缘材料，其耐高压、绝缘性能好、耐磨损，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备工艺制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘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：添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料制备方法，包括以下步骤：(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应3-5h后升温至150℃，维持2-3h后，抽真空至0.01-0.03MPa，维持27min，得真空反应物；(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)所得的密炼产物与酒石酸钠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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至35-45℃进行脱模，得到成品。优选地，所述步骤(1)中颗粒的粒径为0.7μm。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)中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。本发明还提供了由上述制备工艺得到的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘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)本发明的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料制备工艺通过将憎水珍珠岩、疏水性硅酸镁铝、重晶石粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入酒石酸钠真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及由2-马来酸单丁酯、乙烯-四氟乙烯共聚物、氢化蓖麻油，经脱水、加热、真空反应所得的真空反应物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、注模脱模等一系列特定工艺制成成品。制备而成的绝缘材料，其耐高压、绝缘性能好、耐磨损，具有较好的应用前景。(2)本发明的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料原料廉价、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)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应3h后升温至150℃，维持2h后，抽真空至0.01MPa，维持27min，得真空反应物；(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℃下密炼10min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至35℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料的性能测试结果如表1所示。实施例2(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应4h后升温至150℃，维持2.5h后，抽真空至0.02MPa，维持27min，得真空反应物；(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115℃下密炼13min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至40℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料的性能测试结果如表1所示。实施例3(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应5h后升温至150℃，维持3h后，抽真空至0.03MPa，维持27min，得真空反应物；(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120℃下密炼15min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至45℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料的性能测试结果如表1所示。对比例1(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯5份、乙烯-四氟乙烯共聚物15份、氢化蓖麻油3份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应3h后升温至150℃，维持2h后，抽真空至0.01MPa，维持27min，得真空反应物；(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℃下密炼10min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至35℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料的性能测试结果如表1所示。对比例2(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至150℃，反应4h后升温至170℃，维持2.5h后，抽真空至0.02MPa，维持27min，得真空反应物；(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115℃下密炼13min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠20份相混合，置入真空搅拌器进行真空搅拌5min，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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至40℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料的性能测试结果如表1所示。对比例3(1)将憎水珍珠岩15份、疏水性硅酸镁铝12份、重晶石粉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)将2-马来酸单丁酯10份、乙烯-四氟乙烯共聚物6份、氢化蓖麻油5份在150rpm的搅拌条件下真空脱水，随后加入水杨酸乙酯5份，在氮气氛围下加热至120℃，反应5h后升温至150℃，维持3h后，抽真空至0.03MPa，维持27min，得真空反应物；(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120℃下密炼15min，得密炼产物；(4)将步骤(3)所得的密炼产物与酒石酸钠20份相混合，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)所得的真空反应物，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)的塑炼产物与环氧硬脂酸辛酯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，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，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在高温条件下注入模具，将模具在快速升温至200℃，保温2小时，固化完成后，将模具冷却至45℃进行脱模，得到成品，其中冷却采取缓慢冷却的方式，降温幅度不超过5℃/min。制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘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的制得的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料进行击穿电压、体积电阻率这两项性能测试，同时在摩擦测试仪上摩擦500次以测试磨损率。表1击穿电压(kV)体积电阻率(Ω×cm)磨损率(％)实施例121801.13×10195.61实施例222601.39×10196.47实施例322301.34×10195.93对比例16801.51×101512.74对比例26101.82×101513.55对比例34701.39×101518.63本发明的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料制备工艺通过将憎水珍珠岩、疏水性硅酸镁铝、重晶石粉进行球磨、造粒，随后与环氧树脂共同密炼，然后加入酒石酸钠真空搅拌，再加入聚酰胺蜡微粉以及由2-马来酸单丁酯、乙烯-四氟乙烯共聚物、氢化蓖麻油，经脱水、加热、真空反应所得的真空反应物，经塑炼、加料、超声、减压蒸发、螺杆挤出、高压反应、注模脱模等一系列特定工艺制成成品。制备而成的绝缘材料，其耐高压、绝缘性能好、耐磨损，具有较好的应用前景。本发明的添加有乙烯共聚物的耐磨绝缘材料原料廉价、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