本发明属于电料材料技术领域，具体涉及一种绝缘导热电缆料及其制备方法。
背景技术
电线电缆具有电力输送和信息输送的作用，在人们生活和生产中发挥着重要的作用。电线电缆包括裸线、电器装备用电线电缆、电力电缆、通信电缆和光缆、绕组线，电缆料是电线电缆绝缘及护套用塑料的俗称，所用高分子材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、氯化聚醚和聚酰胺等，这类高分子材料具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点，但是这类材料的导热率很低，一般在0.1～0.3w/（m·k），几乎是热绝缘体，散热效果差，不能及时将电线电缆中的热量散发出去。
中国专利cn105017676a公开了含石墨烯的电缆用高导热聚氯乙烯护套材料及电缆，本发明护套材料包括以下质量份数的材料：聚氯乙烯树脂100份，导热剂0.05～3份，辅助导热剂8～9份，增塑剂20～25份，抗氧剂0.1～0.5份，稳定剂2.2～2.9份，润滑剂0.5～3份，填充剂37～53份。本发明的电缆护套层由以下材料组成：聚氯乙烯树脂，导热剂，辅助导热剂，增塑剂，抗氧剂，稳定剂，润滑剂，填充剂，阻燃剂，颜料助剂。该发明导热剂和辅助导热剂配合使用可明显提高护套层材料的导热率，但是该发明中导热剂采用石墨烯或氧化石墨烯均为导电材料，可能会影响护套材料的绝缘性能，有安全隐患。中国专利cn103275357b公开了一种导热绝缘电力电缆护套管专用复合导热粉及其生产工艺，各组份的配方为：不同粒径氧化铝40～60%、纳米碳化硅5～25%、纳米氮化铝3～15%、纳米氧化锌2～12%、纳米氧化镁1～10%、纳米氮化硅4～10%、纳米氮化硼1～8%。该导热粉中碳化硅、氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硅以及氮化硼均为纳米粉末，容易在高分子材料中团聚，不容易分散形成导热通路。
技术实现要素：
本发明提供了一种绝缘导热电缆料及其制备方法，解决了背景技术中的问题，所述绝缘导热电缆料热导率高，绝缘性能好，而且抗拉强度高，韧性强，便于加工。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯20～30份、石墨烯改性聚丙烯10～20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15～25份、阿拉伯树胶7～11份、蒙脱土3～6份、轻质碳酸钙4～8份、玻璃纤维3～7份、聚乙烯蜡2～4份、硬脂酸钙1～3份、阻燃剂6～9份、增塑剂2～5份、补强剂2～4份；
所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在160～180℃，转速40～80rpm的条件下熔融混合2～10min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
优选的，所述绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯23～27份、石墨烯改性聚丙烯11～16份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18～24份、阿拉伯树胶9～10份、蒙脱土4～5份、轻质碳酸钙5～7份、玻璃纤维4～6份、聚乙烯蜡2.5～3.2份、硬脂酸钙1.5～2.8份、阻燃剂7～8份、增塑剂3～4份、补强剂2.6～3.1份。
优选的，所述绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯257份、石墨烯改性聚丙烯14份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、阿拉伯树胶9.3份、蒙脱土4.2份、轻质碳酸钙6份、玻璃纤维5份、聚乙烯蜡2.7份、硬脂酸钙2.2份、阻燃剂7.6份、增塑剂3.4份、补强剂2.9份。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
优选的，所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在170℃，转速60rpm的条件下熔融混合6min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或者邻苯二甲酸二癸酯。
优选的，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至60～70℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至70～80℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至110～120℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为110～120℃，得所述绝缘导热电缆料。
优选的，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
优选的，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述绝缘导热电缆料热导率高，绝缘性能好，而且抗拉强度高，韧性强，便于加工，具体如下：
（1）本发明所述的绝缘导热电缆料采用高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂等作为原料，原料之间相互协同作用，不仅使电缆料具有较好的柔软性、良好的手感和亚光效果，而且还提高了机械物理和化学性能，耐油、耐磨、耐酸碱，使电缆料具有塑料和橡胶的双重性能，本发明所述的电缆料具有较好的强度、耐磨性、加工性能及材料的耐应力开裂性能；
（2）本发明所述的绝缘导热电缆料通过优化个原料之间相互协同作用，优化生产工艺，制备得到的绝缘导热电缆料适应温度范围宽，热老化性能优异，电缆料的耐温等级高；
（3）本发明所述的绝缘导热电缆料采用石墨烯改性聚丙烯作为原料，石墨烯改性聚丙烯的力学性能好、导热性能好，与一定量的乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，在保证力学性能的前提下可容许填充较多的阻燃剂，显著提高了所述绝缘导热电缆料的阻燃性能，再者，由于聚丙烯的熔体粘度相对较低，所以用本发明制备的绝缘导热电缆料流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯20份、石墨烯改性聚丙烯10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、阿拉伯树胶7份、蒙脱土3份、轻质碳酸钙4份、玻璃纤维3份、聚乙烯蜡2份、硬脂酸钙1份、阻燃剂6份、增塑剂2份、补强剂2份；
所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在160℃，转速40rpm的条件下熔融混合2min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
其中，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至60℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至70℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至110℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为110℃，得所述绝缘导热电缆料。
其中，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
实施例2
本实施例涉及一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯30份、石墨烯改性聚丙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、阿拉伯树胶11份、蒙脱土6份、轻质碳酸钙8份、玻璃纤维7份、聚乙烯蜡4份、硬脂酸钙3份、阻燃剂9份、增塑剂5份、补强剂4份；
所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在180℃，转速80rpm的条件下熔融混合10min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
其中，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至70℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至80℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至120℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为120℃，得所述绝缘导热电缆料。
其中，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
实施例3
本实施例涉及一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯23份、石墨烯改性聚丙烯11份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、阿拉伯树胶9份、蒙脱土4份、轻质碳酸钙5份、玻璃纤维4份、聚乙烯蜡2.5份、硬脂酸钙1.5份、阻燃剂7份、增塑剂3份、补强剂2.6份。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
其中，所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在170℃，转速60rpm的条件下熔融混合6min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二癸酯。
其中，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至62℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至73℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至112℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为112℃，得所述绝缘导热电缆料。
其中，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
实施例4
本实施例涉及一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯27份、石墨烯改性聚丙烯16份、乙烯-醋酸乙烯共聚物24份、阿拉伯树胶10份、蒙脱土5份、轻质碳酸钙7份、玻璃纤维6份、聚乙烯蜡3.2份、硬脂酸钙2.8份、阻燃剂8份、增塑剂4份、补强剂3.1份。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
其中，所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在170℃，转速60rpm的条件下熔融混合6min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
其中，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至65℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至75℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至115℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为115℃，得所述绝缘导热电缆料。
其中，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
实施例5
本实施例涉及一种绝缘导热电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯257份、石墨烯改性聚丙烯14份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、阿拉伯树胶9.3份、蒙脱土4.2份、轻质碳酸钙6份、玻璃纤维5份、聚乙烯蜡2.7份、硬脂酸钙2.2份、阻燃剂7.6份、增塑剂3.4份、补强剂2.9份。
其中，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的混合物，所述氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑及碳化硅的质量比为3:3:2:1。
其中，所述石墨烯改性聚丙烯的制备方法如下：
a：将聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料在高速搅拌机中预混，得到混合粉末，其中，聚丙烯粉末、稳定剂、丙烯酸树脂及石墨烯纳米碳材料的重量比为100:8:2:1；
b：将步骤a所得的混合粉末用转矩流变仪在170℃，转速60rpm的条件下熔融混合6min，即得所述石墨烯改性聚丙烯。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
其中，所述补强剂为气相白炭黑。
一种制备所述绝缘导热电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂，备用；
（2）先将高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物加入混炼机中，然后加入增塑剂，升温至67℃，进行第一次混炼，再依次加入聚乙烯蜡、硬脂酸钙及石墨烯改性聚丙烯、阿拉伯树胶，升温至78℃，进行第二次混炼；
（3）向步骤（2）所得的产物中加入剩余的原料，升温至118℃，进行混炼，得混炼混合物；
（4）将混炼混合物经双螺杆塑化，经单螺杆机挤出造粒，所述双螺杆的温度为118℃，得所述绝缘导热电缆料。
其中，所述步骤（3）中第一混炼时间为5分钟，第二次混炼时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中混炼时间为12分钟。
对比例
中国专利cn105017676a所述的含石墨烯的电缆用高导热聚氯乙烯护套材料及电缆。
分别对实施例1～5、对比例中得到的电缆料进行性能测试，测试结果如下：
从上表可以看出，实施例1～5所述的电缆料性能均优于对比例。
本发明所述绝缘导热电缆料热导率高，绝缘性能好，而且抗拉强度高，韧性强，便于加工，具体如下：
（1）本发明所述的绝缘导热电缆料采用高密度聚乙烯、石墨烯改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、阿拉伯树胶、蒙脱土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、阻燃剂、增塑剂、补强剂等作为原料，原料之间相互协同作用，不仅使电缆料具有较好的柔软性、良好的手感和亚光效果，而且还提高了机械物理和化学性能，耐油、耐磨、耐酸碱，使电缆料具有塑料和橡胶的双重性能，本发明所述的电缆料具有较好的强度、耐磨性、加工性能及材料的耐应力开裂性能；
（2）本发明所述的绝缘导热电缆料通过优化个原料之间相互协同作用，优化生产工艺，制备得到的绝缘导热电缆料适应温度范围宽，热老化性能优异，电缆料的耐温等级高；
（3）本发明所述的绝缘导热电缆料采用石墨烯改性聚丙烯作为原料，石墨烯改性聚丙烯的力学性能好、导热性能好，与一定量的乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，在保证力学性能的前提下可容许填充较多的阻燃剂，显著提高了所述绝缘导热电缆料的阻燃性能，再者，由于聚丙烯的熔体粘度相对较低，所以用本发明制备的绝缘导热电缆料流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。