CN101492554A - 一种环保防蚁防鼠型电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能高分子材料和绝缘材料技术领域，具体为一种新型环保防蚁防鼠型电缆护套料及其制备方法。本发明通过在聚乙烯基体树脂中添加无毒高效的增强剂，提高聚乙烯电缆护套料的硬度和耐磨性能，从而达到防虫防鼠害的作用。同时护套料仍具有良好的力学性能。本发明所描述的绝缘材料其制备方法可控性好，工艺简单，成本较低，在电线电缆行业中具有广阔的应用前景。

Description

一种环保防蚁防鼠型电缆护套料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能高分子材料和绝缘材料技术领域，具体涉及一种加工成本低、具有防蚁防鼠作用、环保的电缆护套材料及其制备方法。
背景技术
白蚁在觅食过程中具有咬食习性，鼠类动物也具有不断磨牙而乱咬物体的习性，当采用聚烯烃等塑料作为电线、电缆的护套料时，在敷设环境中会受到鼠类和虫蚁类动物的蛀咬破坏，被破坏的电线、电缆护套层会出现小孔洞，当受潮或浸水后，会引起漏电短路，甚至造成爆炸等事故。在电缆故障事故中，由于白蚁危害的比例据调查统计约占60-70％。因此，电缆的防蚁防鼠问题越来越引起人们的关注。
目前电缆的防蚁防鼠的方法主要有两种方法：
1.物理防护法：即通过提高材料本身的硬度、韧性和表面光滑度来达到防蚁防鼠的效果[曹秉营，中国专利，ZL02212768.2]。除金属材料外，典型的非金属材料多用尼龙和仿尼龙。尼龙具有较高的硬度、很好的韧性和表面光滑度，具有良好的防蚁防鼠效果[应志忠，陈兵，高嘉瑞，中国专利，ZL200610039150.9；胡清平，冯钰，中国专利，ZL200520073392.0]，但是，在加工过程中，需要进行二次挤出，即在光电缆护套外再挤一层，工艺复杂，而且价格昂贵，生产成本高，在实际生产中应用较少。而常用的聚烯烃类电缆护套料，虽然成本较低，但是材料本身的硬度较低，因此难于实现物理防护的办法。
2.化学防护法：即在材料中添加一定量的驱避剂或忌避剂，以达到防蚁防鼠的效果。常用的驱避剂有氯丹、林丹、七氯、艾氏剂、狄氏剂等，这些多数对人体有害，具有致癌作用，同时存在污染环境的危害性，因此已被禁止使用。目前选择一些具有中或低毒、高效、半衰期长的驱避剂，如2-异丙基苯基-N-甲基氨基甲酸酯、α-氰基-3-苯氧基苄基-右旋顺式-2，2-二甲基-3-(2′，2′-二溴乙烯基)环丙烷羧酸酯、二酚基丙烷、香草壬酰胺或者辣椒素[周宝茂，朱松年，中国专利，ZL99113759.0；徐永卫，穆肖斌，肖明宇等，中国专利，ZL200610119415.6]。但是驱避剂的加入会引起材料的力学性能的下降，同时对于环境仍然具有污染性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的、具有防蚁防鼠作用的、环保的电缆护套材料及其制备方法，其特点是在聚烯烃类电缆电线护套料中添加高效无毒的增强剂，提高材料的硬度和耐磨性能，达到防蚁防鼠食害电缆的目的。
本发明的技术方案：本发明提出的电缆护套材料为复合材料，由聚乙烯、增强剂、着色剂、抗氧剂、流变改性剂和润滑剂组成。基体树脂为聚乙烯，采用二氧化硅、碳酸钙类增强剂以提高复合材料的硬度和耐磨性能，达到防鼠防蚁食害的效果，复合材料的各组分的质量份数如下：
聚乙烯    94-97份(质量份)
增强剂    2-4份(质量份)
流变改性剂0.03-0.06份(质量份)
着色剂    2-3份(质量份)
抗氧剂    0.4-1份(质量份)
润滑剂    0.01-0.03份(质量份)
上述聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔融指数为1～8g/10min；
上述增强剂为二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种，或其中几种的混合物；
上述着色剂为炭黑；
上述流变改性剂为含氟型流变剂、有机硅型流变剂、聚烯烃性流变剂中的一种，或其中几种的混合物；
上述抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种，或其中几种的混合物。
上述润滑剂主要是硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙等中的一种，或其中几种的混合物。
本发明护套料的制备方法是将聚乙烯、增强剂、流变改性剂、润滑剂、着色剂和抗氧剂按质量比例在高速搅拌机中搅拌混合8-15分钟，然后在双螺杆挤出机上在130～180℃的加工温度下挤出熔融、造粒，加工成防蚁防鼠食害电线电缆护套料。
具体实施方式
以下实施例是仅为更进一步具体说明本发明，在不违反本发明的主旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
实施例1
所用原料的配比如下：
高密度聚乙烯                                              96份(质量份)
碳酸钙                                                    3份(质量份)
有机硅型流变剂                                            0.05份(质量份)
炭黑                                                      2.5份(质量份)
抗氧剂四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯     0.3份(质量份)
4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)                        0.28份(质量份)
硬脂酸钙                                                  0.02份(质量份)
将上述原料在高速搅拌机中混合10分钟。然后将所得的混合物在双螺杆挤出机上以130℃的加工温度下挤出熔融、造粒，获得本发明新型环保防蚁防鼠型电缆护套料。
本实施例的新型环保防蚁防鼠型电缆护套料的各项性能的测试标准和结果均如表1所示。
实施例2
所用原料的配比如下：
高密度聚乙烯                                             94份(质量份)
二氧化硅                                                 2份(质量份)
含氟型流变剂                                             0.04份(质量份)
炭黑                                                     2.5份(质量份)
抗氧剂四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯    0.3份(质量份)
亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯                            0.18份(质量份)
硬脂酸钙                                                 0.03份(质量份)
将上述原料在高速搅拌机中混合10分钟。然后将所得的混合物在双螺杆挤出机上在180℃的加工温度下挤出熔融、造粒，获得本发明新型环保防蚁防鼠型电缆护套料。
本实施例的新型环保防蚁防鼠型电缆护套料的性能测试标准和结果与表1所示结果类似。
实施例3
所用原料的配比如下：
低密度聚乙烯                                            97份(质量份)
氢氧化铝                                                3份(质量份)
聚烯烃型流变剂                                          0.04份(质量份)
炭黑                                                    2.4份(质量份)
抗氧剂四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯   0.3份(质量份)
亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯                           0.28份(质量份)
硬脂酸锌                                                0.03份(质量份)
将上述原料在高速搅拌机中混合8分钟。然后将所得的混合物在双螺杆挤出机上以180℃的加工温度下挤出熔融、造粒，获得本发明新型环保防蚁防鼠型电缆护套料。
本实施例的新型环保防蚁防鼠型电缆护套料的性能测试标准和结果与表1所示结果类似。
实施例4
所用原料的配比如下：
线性低密度聚乙烯                                        96份(质量份)
氢氧化镁                                                3份(质量份)
聚烯烃型流变剂                                          0.03份(质量份)
炭黑                                                    2份(质量份)
抗氧剂四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯   0.5份(质量份)
4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)                      0.28份(质量份)
硬脂酸                                                  0.02份(质量份)
将上述原料在高速搅拌机中混合15分钟。然后将所得的混合物在双螺杆挤出机上以170℃的加工温度下挤出熔融、造粒，获得本发明新型环保防蚁防鼠型电缆护套料。
本实施例的新型环保防蚁防鼠型电缆护套料的性能测试标准和结果与表1所示结果类似。
上述实施例中，各组份原料和用量以及制备过程的参数，仅是为了描述发明而选取的代表。实际上大量的实验表明，在发明内容部分所限定的范围内，均能获得上述实施例相类似的新型环保防蚁防鼠型电缆护套料。
表1新型环保防蚁防鼠型电缆护套料的测试标准和性能
  检验项目   测试标准   单位   实测值
  硬度密度拉伸强度拉伸屈服强度断裂伸长率弯曲模量耐环境应力开裂体积电阻率介电常数@1MHz老化性能耐水性能耐酸性能耐碱性能防白蚁性能   ASTM D2240ASTM D4883ASTM D638ASTM D638ASTM D638ASTM D790ASTM D1693ASTM D257ASTM D1531GB/T 2951.8-97GB/T 1034-98GB/T 2951.27-94GB/T 2951.27-94GB2951.38-86   ShoreDg/cm3MPaMPa％MPahoursOhm·m/   660.9430.522.5＞800800＞2000＞10122.35100℃，10天后，性能降低＜±25％7日进水量0.5mg/g原料3％硫酸溶液浸渍168小时，拉伸强度浸渍前后变化率＜±25％0.1NNaOH溶液浸渍168小时，拉伸强度浸渍前后变化率＜±25％满足GB2951.38-86标准要求
。

Claims (2)

1.一种环保防蚁防鼠型电缆护套料，其特征在于，由聚乙烯、增强剂、着色剂、抗氧剂、流变改性剂和润滑剂组成；各组分的质量份数如下：
聚乙烯            94-97份
增强剂            2-4份
流变改性剂        0.03-0.06份
着色剂            2-3份
抗氧剂            0.4-1份
润滑剂            0.01-0.03份
其中：
所述的聚乙烯为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔融指数为1～8g/10min；
所述的增强剂为二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或其中的几种；
所述的着色剂为炭黑；
所述的流变改性剂为含氟型流变剂、有机硅型流变剂、聚烯烃性流变剂中的一种或其中的几种；
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种或其中的几种。
所述的润滑剂是硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙等中的一种或其中的几种。
2.一种如权利要求1所述的电缆护套料的制备方法，其特征在于将各组分按质量比例在高速搅拌机中搅拌混合8-15分钟，然后在双螺杆挤出机上在130～180℃的加工温度下挤出熔融、造粒。
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