一种防鼠咬尼龙母粒及其制备方法与流程

1.本技术涉及高分子材料技术领域，更具体地说，它涉及一种防鼠咬尼龙母粒及其制备方法。


背景技术：

2.尼龙又称聚酰胺，具有良好的加工性能、耐磨性能、自润滑特性和抗化学腐蚀性能。基于尼龙材料良好的理化性质，其在多个领域均有较好的应用。
3.尼龙可以作为各类电线电缆产品披覆保护材料，并且基于老鼠等动物对电线电缆的齿咬侵害容易导致停电、通迅中断、甚至短路而引起火灾的情况，通常需要在电缆护套材料内加入某种化学药剂来防治。其中辣椒素是较为有效的防蚁防鼠忌避剂，利用辣椒素的强烈辛辣味，能使鼠类动物的口腔粘膜和味觉神经受到强烈刺激而厌弃咀嚼，同时又能击杀白蚁，在电线电缆上有广阔的应用前景。
4.在防鼠咬尼龙母粒的制备过程中，辣椒素直接与尼龙原料共混挤出。由于辣椒素在高温下容易分解，从而容易导致得到的尼龙材料防鼠咬效果较差。因此，有必要设计一种能够有效减少辣椒素分解、防鼠咬效果优异的尼龙母粒。


技术实现要素：

5.为了设计一种能够有效减少辣椒素分解、防鼠咬效果优异的尼龙母粒，本技术提供一种防鼠咬尼龙母粒及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种防鼠咬尼龙母粒，采用如下的技术方案：一种防鼠咬尼龙母粒，所述尼龙母粒包括以下质量百分比的原料：辣椒素母粒1-5％、增韧剂10-25％、其他助剂0.5-2％、余量为尼龙6；所述辣椒素母粒是聚丙烯包裹辣椒素得到。
7.通过采用上述技术方案，由于聚丙烯热导系数约为0.15-0.24w/(m.k)，是较好的绝热保温材料，并且聚丙烯的熔点较低，可以降低加工温度，从而有效减少辣椒素发生分解。因此辣椒素以辣椒素母粒的形式存在于体系中，挤出过程中聚丙烯能够有效隔绝高温，从而有效减少辣椒素发生分解的情况。所得到的防鼠咬尼龙母粒中的辣椒素受高温挤出环境的影响较小，能够保持较为优良的防鼠咬效果。并且经聚丙烯包裹的辣椒素在体系中的分散效果更佳，即对于促使尼龙材料达到较为均一的防鼠咬效果具有积极意义。
8.在一个具体的可实施方案中，所述尼龙母粒包括以下质量百分比的原料：辣椒素母粒2.5-4％、增韧剂15-20％、其他助剂0.5-1％、余量为尼龙6。
9.通过采用上述技术方案，进一步优选各原料的质量百分比，对于提高尼龙母粒的综合性能具有积极意义。
10.在一个具体的可实施方案中，所述增韧剂为马来酸酐接枝的poe。
11.通过采用上述技术方案，马来酸酐接枝的poe是在非极性的分子主链上引入了强极性的侧基，因此马来酸酐接枝poe可以作为增进极性材料与非极性材料粘接性和相容性
的桥梁，增韧效果较好，能够有效提高尼龙的抗冲击性、耐寒性、成型加工性。
12.在一个具体的可实施方案中，所述其他助剂包括抗氧剂。
13.在一个具体的可实施方案中，所述尼龙6为挤出级切片，粘度为2.4～3.0。
14.在一个具体的可实施方案中，所述辣椒素母粒中辣椒素的质量百分比浓度为5-10％。
15.在一个具体的可实施方案中，所述辣椒素母粒的制备方法如下：将聚丙烯和辣椒素加入有机溶剂中，回流加热至聚丙烯和辣椒素完全溶解，得到混合液；将混合液加入丙酮中冷却沉淀，沉淀结束后进行过滤，洗净滤渣，得到辣椒素母粒。
16.通过采用上述技术方案制备辣椒素母粒，操作简单，且聚丙烯包裹辣椒素的效果较好，具备工业化生产前景。
17.在一个具体的可实施方案中，粉碎滤渣并经过100目的筛网，筛出物即为满足粒径要求的辣椒素母粒。
18.在一个具体的可实施方案中，所述辣椒素母粒的制备方法如下：将聚丙烯和辣椒素加入有机溶剂中，回流加热至聚丙烯和辣椒素完全溶解，得到混合液；将占辣椒素含量1-2％的樟脑溶解于丙酮中，再将混合液加入溶解有樟脑的丙酮中冷却沉淀，沉淀结束后进行过滤，洗净滤渣，在70-80℃环境下干燥滤渣30-60min，得到辣椒素母粒。
19.通过采用上述技术方案，进一步在丙酮中添加适量樟脑，在聚丙烯包裹辣椒素的过程中，樟脑也被聚丙烯包裹；后续滤渣在70-80℃环境下干燥过程中，樟脑受热升华并在聚丙烯包裹层内部形成若干孔隙结构。由于空气的导热系数低于聚丙烯，具体仅为0.023w/(m.k)左右，因此聚丙烯包裹层中若干孔隙结构的存在能够有效提高包裹层的隔热性能；同时配合聚丙烯熔点较低的特性，可以降低加工温度，进而能够进一步减少后续高温挤出环境下辣椒素发生分解的情况。
20.另外，辣椒素母粒中残留的樟脑对于虫、鼠等生物均具有良好的驱赶作用，因此进一步改善了所得到的尼龙母粒防鼠咬效果。
21.第二方面，本技术提供一种防鼠咬尼龙母粒的制备方法，采用如下的技术方案：一种防鼠咬尼龙母粒的制备方法，包括以下步骤：混合辣椒素母粒、增韧剂、其他助剂和尼龙6，得到混合料；混合料通过挤出机挤出造粒，得到防鼠咬尼龙母粒。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.本技术中的辣椒素以辣椒素母粒的形式添加于体系中，辣椒素母粒中聚丙烯包裹层具有良好的隔热性能，从而能够有效减少辣椒素在后续高温挤出环境中的分解，所得到的尼龙母粒防鼠咬效果较好。
23.2.本技术所提供的制备辣椒素母粒的方法较为简单，且得到的辣椒素母粒效果较优，工业化生产前景较好。
24.3.本技术进一步在制备辣椒素母粒的过程中添加樟脑，使得辣椒素和樟脑一起被聚丙烯所包裹，从而在后续干燥过程中利用樟脑发生升华，在聚丙烯包裹层内部形成多孔结构，进一步提高聚丙烯包裹层的隔热性能，进一步减少辣椒素在挤出体系中的分解损失。
具体实施方式
25.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明，本技术涉及的原料均可通过市售获得，其中聚丙烯购自南京炼油厂的均聚pp粉料，牌号150-1，熔融指数为,13-18g/10min；有机溶剂包括二甲苯、甲苯、无水乙醇中的至少一种，优选二甲苯。
26.实施例1一种防鼠咬尼龙母粒，包括以下质量百分的原料：辣椒素母粒3kg、增韧剂17kg、其他助剂0.8kg、尼龙6 79.2kg；其中增韧剂为马来酸酐接枝的poe，熔融指数为0.5-5.0g/10min，接枝率为0.3％-1.5％；其他助剂为抗氧剂1010；尼龙6为挤出级切片，粘度为2.4～3.0；辣椒素母粒的制备方法如下：将500g聚丙烯和43g辣椒素加入7l二甲苯中，150
±
5℃的温度下回流加热至聚丙烯和辣椒素完全溶解，得到混合液；将混合液放入丙酮中常温冷却沉淀，直至无析出物为止，然后进行过滤，洗净滤渣，滤渣经粉碎后通过100目筛网的筛出物，即为满足粒径要求的辣椒素母粒。
27.上述防鼠咬尼龙母粒的制备方法如下：按规定质量称取各原料后，将各原料加入高混机中混合4分钟，出料得到混合料；将混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到防鼠咬尼龙母粒；挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机1～2区温度为200～205℃，3～4区温度为205～230℃，5～6区温度为210～220℃，7～8区温度为200～210℃，九区和机头温度为200～210℃，螺杆转速为300转/分钟。
28.实施例2-5与实施例1的区别之处在于防鼠咬尼龙母粒的原料配比不同，具体如下表所示。
29.表1原料配比表原料/kg实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5辣椒素母粒312.554增韧剂1725151020其他助剂0.80.51.521尼龙679.273.5818375实施例6本实施例与实施例1的区别之处在于，辣椒素母粒中辣椒素的质量百分比浓度为5％，即在辣椒素母粒制备过程中，辣椒素的添加量为26g。
30.实施例7本实施例与实施例1的区别之处在于，辣椒素母粒中辣椒素的质量百分比浓度为10％，即在辣椒素母粒制备过程中，辣椒素的添加量为56g。
31.实施例8本实施例与实施例1的区别之处在于，辣椒素母粒中辣椒素的质量百分比浓度为2％，即在辣椒素母粒制备过程中，辣椒素的添加量为10g。
32.实施例9本实施例与实施例1的区别之处在于，辣椒素母粒中辣椒素的质量百分比浓度为15％，即在辣椒素母粒制备过程中，辣椒素的添加量为88g。
33.实施例10本实施例与实施例1的区别之处在于，辣椒素母粒的制备方法如下：将500g聚丙烯和43g辣椒素加入7l二甲苯中，150
±
5℃的温度下回流加热至聚丙烯和辣椒素完全溶解，得到混合液；将0.7g的樟脑溶解于丙酮中，再将混合液加入溶解有樟脑的丙酮中常温冷却沉淀，直至无析出物为止，然后进行过滤，洗净滤渣，在80℃环境下干燥滤渣50min，滤渣经粉碎后通过100目筛网的筛出物，即为满足粒径要求的辣椒素母粒。
34.实施例11本实施例与实施例10的区别之处在于，樟脑的添加量为0.43g。
35.实施例12本实施例与实施例10的区别之处在于，樟脑的添加量为0.86g。
36.对比例1本对比例与实施例1的区别之处在于，用43g辣椒素替换辣椒素母粒，余量用尼龙6补足。
37.对比例2本对比例与实施例1的区别之处在于，用43g辣椒素和2957g聚丙烯替换辣椒素母粒。
38.性能检测试验方法防鼠咬试验1、分别将实施例1-12和对比例1-2制得的防鼠咬尼龙母粒在110℃鼓风烘箱中干燥6小时，干燥后的粒子在注塑机上注塑成150mm
×
30mm的矩形片状样品；1.将20只雌雄各半且健康(上下门齿无缺失)的试验用鼠分别饲养在鼠笼内，一个鼠笼内饲养一只试验用鼠，试验用鼠和鼠笼的相关要求参照gb/t 29199-2012《光缆防鼠性能测试方法》的标准；2.将样品放置在鼠笼内，7天后取出20个鼠笼内的样品记录总齿痕数量，齿痕包括单齿齿痕和双齿齿痕，测试期间正常喂养试验用鼠；样品的放置、齿痕记录和试验用鼠喂养操作参照gb/t 29199-2012《光缆防鼠性能测试方法》的标准。
39.3.防鼠等级评价标准：1级，总齿痕数≤5个；2级，5个＜总齿痕数≤10个；3级，10个＜总齿痕数≤20个；4级，20个＜总齿痕数≤30个；5级，30个＜总齿痕数≤50个；6级，总齿痕数＞50个。
40.表2检测数据表
通过表2的检测数据，本技术所得到的防鼠咬尼龙母粒防鼠咬等级能够达到3级以上，且具体结合实施例1和对比例1-2的测试结果来看，对比例1采用直接加入辣椒素的方式，所得到的防鼠咬尼龙母粒防鼠咬等级仅达到6级，这是因为直接加入的辣椒素在挤出高温环境下被分解，防鼠咬效果大幅下降。而对比例2在对比例1中的基础上，保留了聚丙烯的添加，但防鼠咬等级仍为6级，说明聚丙烯的加入对于提高防鼠咬效果并没有实质性的作用，起到实质性作用的是采用聚丙烯包裹辣椒素，即以辣椒素母粒的方式添加辣椒素。
41.具体结合实施例1和实施例10的测试结果来看，实施例10中防鼠咬尼龙母粒防鼠咬等级能够达到1级，分析是因为实施例10中采用添加樟脑促使聚丙烯包裹层内部形成多孔结构的方式，聚丙烯包裹层的隔热性能更优，能够进一步减少高温挤出环境下辣椒素的分解，使得防鼠咬效果更优。
42.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。