CN104098817A - 一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法，其特征在于，原料质量百分比为：防霉剂为5～10％，色母粒为1～5％，老化剂为1～5％，填充剂为1～5％，阻燃剂为1～5％，聚烯烃为余量，本发明的电缆材料兼具防霉和阻燃的功效。

Description

一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及电缆技术领域，具体地说，是一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法。
【背景技术】
中国专利申请号201110320109.X涉及一种阻燃改性的聚氯乙烯电线电缆材料，属于热塑性材料技术领域；其是由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯树脂90～120份；增塑剂20～40份；矿物填料40～60份；金属氧化物5～10份；阻燃剂10～20份；抗氧剂0.8～1.4份；润滑剂1～2份；提供的阻燃改性的聚氯乙烯电线电缆材料具有如下的性能：抗张强度≥10MPa，断裂伸长率≥200％，阻燃性可以达到UL-94-V-0(0.8mm)。
中国专利申请号201110320114.0涉及一种阻燃聚氯乙烯电线电缆材料，属于一种热塑性复合材料领域。其是由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯树脂80～120份；聚乙烯树脂10～20份；增塑剂20～40份；矿物填料40～60份；金属氧化物5～10份；金属磷酸盐10～20份；抗氧剂0.8～1.4份；稳定剂2～3份；润滑剂0.5～1份。本发明提供的阻燃聚氯乙烯电线电缆材料具有如下的性能：抗张强度≥12MPa，断裂伸长率≥160％，垂直燃烧达到UL-94-V-0(0.8mm)。
中国专利申请号201310448210.2涉及一种耐热阻燃绝缘电缆，包括绝缘层、屏蔽层和导体，所述绝缘层使用阻燃聚氯乙烯绝缘材料，其成分及重量配比为：聚氯乙烯40％-50％、增塑剂10％-20％、阻燃剂35％-45％、抗氧剂0.5％-1.5％、稳定剂0.4％-1％，所述屏蔽层选用交联聚乙烯，所述导体材料选用铜含量大于99.95％的无氧铜；通过上述方式，本发明一种耐热阻燃绝缘电缆具有良好的阻燃性和耐热性，满足市场对绝缘电缆高性能的需求。
中国专利申请号201210539151.5涉及一种低烟无卤阻燃高弹性电缆，包括由外向内依次排列的横截面为圆环状的护套、编织层和绕包层，所述绕包层内设有两根电源线，每根所述电源线由外层的绝缘层和内层的导体构成，所述绕包层与所述电源线的绝缘层之间设有若干根PP绳，其中，所述电源线的绝缘层由阻燃低烟无卤弹性料制成，所述PP绳由阻燃无卤PP材料制成，所述护套由低烟无卤阻燃TPE材料制成，因此使得本发明的低烟无卤阻燃高弹性电缆具有高阻燃、低烟效果好，弹性性能好、耐低温，适应户外以及耐高温性能强的特点。
中国专利申请号201410005681.0涉及一种PE阻燃电缆材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：低密度聚乙烯50-80份、EVA30-50份、抗氧剂2-4份、铝酸酯偶联剂2-4份、阻燃剂50-70份和增效剂水合羟基氧化铁1-3份组成。所述的抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂。所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。所述的阻燃剂为Al(OH)3，其粒径为10μm。本发明的有益效果是：水合羟基氧化铁是一种无机金属化物增效剂，能提高氢氧化铝阻燃聚合物的效率，加入少量羟基氧化铁即可显著提升ATH/PE体系的阻燃性能，氧指数可达到30，垂直燃烧通过V-0级别；通过在PE电缆料中加入水合羟基氧化铁，利用羟基氧化铁分解生成的Fe2O3的催化成碳吸附作用显著提高了PE电缆的阻燃性能。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
所述的防霉剂为水杨酰苯胺。
所述的色母粒为黑色色母粒，红色色母粒，蓝色色母粒，绿色色母粒中的一种。
所述的老化剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂。
所述的填充剂为碳酸钙。
所述的聚烯烃为由乙烯，丙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，4-甲基-1-戊烯共聚合而得到的热塑性树脂。
所述的防霉剂的质量百分比为8％。
所述的阻燃剂的质量百分比为3％。
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
所述的含氢氧化镁的阻燃剂的制备方法：
(1)氢氧化镁的预处理
将氢氧化镁溶于乙醇溶剂中，氢氧化镁在乙醇中的浓度为55kg/m3，乙醇溶剂pH控制为8.6，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷进行反应；氨丙基三乙氧基硅烷为纳米氢氧化镁的质量3.5％，反应温度为60℃，反应时间为80min；反应完成后进行离心分离，对固体进行真空干燥制备出氨基化的氢氧化镁；
所述的氢氧化镁的粒径为1～10微米；
(2)CBT初聚物的制备
将CBT粉末加热到180～200℃，然后再加入生物基的戊二酸，同时加入催化剂，进行CBT的端羧基化，反应时间为20～30min，得到羧酸封端的CBT初聚物；
所述的催化剂为二羟基烷基氯化锡；
所述的催化剂用量占CBT粉末和戊二酸两者总质量的0.75‰；
所述的CBT粉末和戊二酸的摩尔比为1∶1.7；
所述的CBT粉末有CBT160粉碎制备；CBT在常温下为白色固体颗粒，当温度达到190℃时会变成水一样的液体，在相同的粘度下PBT的粘度为其5000倍。且CBT与PP，PE，PVC具有良好的相容性，润湿性能强。当加热到220℃时即可发生原位聚合，即生成PBT材料。
(三)阻燃剂的制备
将CBT初聚物加热到210～240℃，并加入氨基化氢氧化镁进行反应，反应时间为2～4h，然后再原位聚合，制备出阻燃剂；
所述的氨基化氢氧化镁占CBT粉末和戊二酸两者总质量的0.6％。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
将纳米氢氧化镁通过化学接枝方法到PBT材料中，有利于改善最终产品的阻燃的要求，且与PP，PE，PVC切片相容性较好。
本发明的电缆材料兼具防霉和阻燃的功效。
本发明的产品的抗张强度≥10MPa，断裂伸长率≥200％，氧指数(LOI)为39，即为高阻燃的电缆。
【附图说明】
图1含氢氧化镁的阻燃剂制备的化学反应方程式；其中，M代表氢氧化镁。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法的具体实施方式。
实施例1
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料的制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
所述的含氢氧化镁的阻燃剂的制备方法：
(1)氢氧化镁的预处理
将氢氧化镁溶于乙醇溶剂中，氢氧化镁在乙醇中的浓度为55kg/m3，乙醇溶剂pH控制为8.6，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷进行反应；氨丙基三乙氧基硅烷为纳米氢氧化镁的质量3.5％，反应温度为60℃，反应时间为80min；反应完成后进行离心分离，对固体进行真空干燥制备出氨基化的氢氧化镁；
所述的氢氧化镁的粒径为1～10微米；
(2)CBT初聚物的制备
将CBT粉末加热到180～200℃，然后再加入生物基的戊二酸，同时加入催化剂，进行CBT的端羧基化，反应时间为20～30min，得到羧酸封端的CBT初聚物；
所述的催化剂为二羟基烷基氯化锡；
所述的催化剂用量占CBT粉末和戊二酸两者总质量的0.75‰；
所述的CBT粉末和戊二酸的摩尔比为1∶1.7；
所述的CBT粉末有CBT160粉碎制备；CBT在常温下为白色固体颗粒，当温度达到190℃时会变成水一样的液体，在相同的粘度下PBT的粘度为其5000倍。且CBT与PP，PE，PVC具有良好的相容性，润湿性能强。当加热到220℃时即可发生原位聚合，即生成PBT材料。
(三)阻燃剂的制备
将CBT初聚物加热到210～240℃，并加入氨基化氢氧化镁进行反应，反应时间为2～4h，然后再原位聚合，制备出阻燃剂；
所述的氨基化氢氧化镁占CBT粉末和戊二酸两者总质量的0.6％。
实施例2
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料的制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
阻燃剂的制备方法同实施例1。
实施例3
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料的制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
阻燃剂的制备方法同实施例1。
实施例4
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料的制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
阻燃剂的制备方法同实施例1。
实施例5
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其原料质量百分比为：
一种用于电力系统的防霉型的电缆材料的制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
阻燃剂的制备方法同实施例1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，原料质量百分比为：
2.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的防霉剂为水杨酰苯胺。
3.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的色母粒为黑色色母粒，红色色母粒，蓝色色母粒，绿色色母粒中的一种。
4.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的老化剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇脂。
5.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的填充剂为碳酸钙。
6.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的聚烯烃为由乙烯，丙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，4-甲基-1-戊烯共聚合而得到的热塑性树脂。
7.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的防霉剂的质量百分比为8％。
8.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的阻燃剂的质量百分比为3％。
9.一种用于电力系统的防霉型的电缆材料及其制备方法，将各种原料经高混机混合，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，得到防霉型的电缆材料。
10.如权利要求1所述的一种用于电力系统的防霉型的电缆材料，其特征在于，所述的含氢氧化镁的阻燃剂的制备方法：
(1)氢氧化镁的预处理
(2)CBT初聚物的制备
(3)阻燃剂的制备
将CBT初聚物加热到210～240℃，并加入氨基化氢氧化镁进行反应，反应时间为2～4h，然后再原位聚合，制备出阻燃剂。
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