CN104119624B - 一种绝缘电缆材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于新材料领域，公开了一种绝缘电缆材料，该材料由如下重量份的原料制备而成，聚氯乙烯30-40份、聚丙烯树脂20-30份、双酚F型环氧树脂16-20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12-15份、邻苯二甲酸酐10-12份、改性高岭土5-6份、改性硅藻土5-6份、二甲氨基乙氧基乙醇3-4份、聚羟基乙酸2-3份、三烯丙基异氰脲酸酯1-2份、氢氧化铝1-2份、三氧化二锑1-2份、碳化钛1-2份。该绝缘电缆材料不但具备较好的绝缘性能，而且具备机械强度高、耐腐蚀、阻燃性能好以及成本低廉等优点。

Description

一种绝缘电缆材料及其制备方法

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种绝缘电缆材料及其制备方法。

背景技术

电缆是电力系统最常用的组件；日常生活中，电缆通常是由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线，广泛应用于电力系统。电缆的型号有很多种，目前应用较为广泛的主要包括：交联聚乙烯绝缘电力电缆、橡套软电缆、煤矿用阻电缆、船用电缆、铝绞线及钢芯铝绞线、聚氯乙烯绝缘控制电缆、聚氯己烯绝缘电线、潜油泵电缆、电梯电缆、铁路信号电缆、计算机专用电缆等。

近年来，随着电力领域的不断发展，对电力绝缘材料的研究越来越多。目前，电力绝缘材料主要是用塑料做成板材，塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。上述绝缘材料一般具备一定的绝缘性能，但是机械性能、热稳定性和阻燃性能往往达不到预期要求。为了克服上述缺陷，现有技术中也制备了很多类型和组成的电力绝缘材料；例如，中国发明专利CN201210277279公开了一种高强高导热绝缘材料，该材料具备较好的热导性和绝缘性，但是该材料的机械强度不够，并且成本较高，不利用推广使用。现有技术亟待需要一种机械强度高、冷热稳定性高、阻燃性能较好以及成本低廉的电力绝缘材料。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中电缆绝缘材料的诸多缺陷，经过大量试验和探索，改变现有的原料组成及制备方法，提供一种新型的绝缘电缆材料，该绝缘电缆材料不但具备较好的绝缘性能，而且具备机械强度高、耐腐蚀、阻燃性能好以及成本低廉等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：

一种绝缘电缆材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30-40份、聚丙烯树脂20-30份、双酚F型环氧树脂16-20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12-15份、邻苯二甲酸酐10-12份、改性高岭土5-6份、改性硅藻土5-6份、二甲氨基乙氧基乙醇3-4份、聚羟基乙酸2-3份、三烯丙基异氰脲酸酯1-2份、氢氧化铝1-2份、三氧化二锑1-2份、碳化钛1-2份。

上述绝缘电缆材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取原料备用：按照重量份称取各原料；

2)制备复混物1：将聚氯乙烯、聚丙烯树脂、双酚F型环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸酐、二甲氨基乙氧基乙醇以及三烯丙基异氰脲酸酯，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，得到复混物1；

3)制备复混物2：将改性高岭土、改性硅藻土、聚羟基乙酸、氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛，依次加入反应器中，反应器的温度控制在70℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应10分钟得到复混物2；

4)熔融注塑成型：将复混物1和复混物2投入到离心机中，500转/min离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。

优选地，

改性高岭土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡高岭土10min，以没过高岭土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；

优选地，

改性硅藻土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡硅藻土15min，以没过硅藻土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；

优选地，氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛的粒径均控制在300目。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明制备的绝缘电缆材料不但具备较好的绝缘性能，而且机械性能较好，具备优良的热稳定性和阻燃性能；本发明制备的绝缘电缆材料还具备较好的耐腐蚀性能；本发明使用的原料成本低廉，制备方法简单可行，有利于大规模工业化生产。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种绝缘电缆材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30份、聚丙烯树脂20份、双酚F型环氧树脂16份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12份、邻苯二甲酸酐10份、改性高岭土5份、改性硅藻土5份、二甲氨基乙氧基乙醇3份、聚羟基乙酸2份、三烯丙基异氰脲酸酯1份、氢氧化铝1份、三氧化二锑1份、碳化钛1份。

其中，改性高岭土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡高岭土10min，以没过高岭土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；改性硅藻土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡硅藻土15min，以没过硅藻土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛的粒径均控制在300目。

上述绝缘电缆材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取原料备用：按照重量份称取各原料；

2)制备复混物1：将聚氯乙烯30份、聚丙烯树脂20份、双酚F型环氧树脂16份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12份、邻苯二甲酸酐10份、二甲氨基乙氧基乙醇3份以及三烯丙基异氰脲酸酯1份，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，得到复混物1；

3)制备复混物2：将改性高岭土5份、改性硅藻土5份、聚羟基乙酸2份、氢氧化铝1份、三氧化二锑1份以及碳化钛1份，依次加入反应器中，反应器的温度控制在70℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应10分钟得到复混物2；

4)熔融注塑成型：将复混物1和复混物2投入到离心机中，500转/min离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。

实施例2

一种绝缘电缆材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯40份、聚丙烯树脂30份、双酚F型环氧树脂20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷15份、邻苯二甲酸酐12份、改性高岭土6份、改性硅藻土6份、二甲氨基乙氧基乙醇4份、聚羟基乙酸3份、三烯丙基异氰脲酸酯2份、氢氧化铝2份、三氧化二锑2份、碳化钛2份。

其中，改性高岭土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡高岭土10min，以没过高岭土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；改性硅藻土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡硅藻土15min，以没过硅藻土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛的粒径均控制在300目。

上述绝缘电缆材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取原料备用：按照重量份称取各原料；

2)制备复混物1：将聚氯乙烯、聚丙烯树脂、双酚F型环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸酐、二甲氨基乙氧基乙醇以及三烯丙基异氰脲酸酯，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，得到复混物1；

3)制备复混物2：将改性高岭土、改性硅藻土、聚羟基乙酸、氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛，依次加入反应器中，反应器的温度控制在70℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应10分钟得到复混物2；

4)熔融注塑成型：将复混物1和复混物2投入到离心机中，500转/min离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。

实施例3

本发明制备的绝缘电缆材料的性能测试：

针对本发明实施例1和2制备的绝缘电缆材料进行性能测试；所得材料的测试结果见表1-2：

表1

表2

表3

结论：本发明制备的绝缘电缆材料不但具备较好的绝缘性能(体积电阻)，而且，机械性能较好，具备优良的热稳定性和阻燃性能；本发明制备的绝缘电缆材料还具备较好的耐腐蚀性能；本发明使用的原料成本低廉，制备方法简单可行，有利于大规模工业化生产。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种绝缘电缆材料，其由如下重量份的原料制备而成：

聚氯乙烯30-40份、聚丙烯树脂20-30份、双酚F型环氧树脂16-20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷12-15份、邻苯二甲酸酐10-12份、改性高岭土5-6份、改性硅藻土5-6份、二甲氨基乙氧基乙醇3-4份、聚羟基乙酸2-3份、三烯丙基异氰脲酸酯1-2份、氢氧化铝1-2份、三氧化二锑1-2份、碳化钛1-2份；

所述改性硅藻土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡硅藻土15min，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；

所述改性高岭土的制备方法为：先用10％(V/V)盐酸浸泡高岭土10min，以没过高岭土为准，500转离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为300目的粉末，即得；

所述氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛的粒径均控制在300目。

2.如权利要求1所述的绝缘电缆材料，其特征在于，所述绝缘电缆材料的制备方法包括以下步骤：

1)称取原料备用：按照重量份称取各原料；

2)制备复混物1：将聚氯乙烯、聚丙烯树脂、双酚F型环氧树脂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸酐、二甲氨基乙氧基乙醇以及三烯丙基异氰脲酸酯，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，得到复混物1；

3)制备复混物2：将改性高岭土、改性硅藻土、聚羟基乙酸、氢氧化铝、三氧化二锑以及碳化钛，依次加入反应器中，反应器的温度控制在70℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应10分钟得到复混物2：

4)熔融注塑成型：将复混物1和复混物2投入到离心机中，500转/min离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。