CN104130510A - 用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法，其原料组成质量百分比为：耐候性PBT母粒为1～10％，色母粒为1～3％，助剂为1～3％，聚烯烃母粒为余量。本发明由于含有耐候性PBT母粒，其使用寿命延长，其产品的性能有所提高。

Description

用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法
【技术领域】
本发明涉及电力领域，具体地说，是一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法。
【背景技术】
中国专利申请号201310061139.2涉及一种低烟无卤阻燃电缆材料，包括以下质量百分比的各组分：EVA树脂21％-29％，PE接枝物3％-9％，无机阻燃剂60％-70％，金属氧化物1％-3％，乙烯基三甲氧基硅烷0.2％-0.5％，润滑剂1％-3％，EBS0.1％-0.3％，抗氧剂0.05％-0.5％，通过采用以上组分及其配比，得到的所述低烟无卤阻燃电缆材料具有良好的低烟阻燃效果，能够满足垂直燃烧测试的要求，可以用于替代传统的PVC电缆材料，使用更加安全。
中国专利申请号201110320204.X涉及一种环保的阻燃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60～80份；聚乙烯树脂20～30份；增塑剂10～20份；矿物填料30～40份；金属氧化物5～10份；金属磷酸盐10～20份；钙-锌稳定剂2～3份；抗氧剂0.8～1.4份；润滑剂0.5～1份；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％，经过老化(100℃×168h)后，抗张强度保留率≥75％，断裂伸长率≥75％。
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。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
所述的耐候性PBT母粒的质量百分比为3～7％，优选为5％。
所述的聚烯烃母粒为聚1-丁烯，聚4-甲基-1-戊烯的混合物，二者的质量比为1∶1。
一种耐候性PBT母粒的制备方法，其具体过程为：
(1)椰壳炭复合材料的制备
将纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料混合进行研磨和煅烧得到椰壳炭复合材料；
具体的细化过程：将纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料混合，其中，纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料的质量比为1∶7，再在三辊研磨机进行粗研磨，控制研磨后平均粒径为20～30μm，然后再进行球磨机进行高速研磨制备得到椰壳炭预煅烧复合粉末，控制预煅烧复合粉末平均粒径为5～10μm，研磨后预煅烧复合粉末再在1200℃高温条件下反复煅烧2～3次，煅烧时间为2～5h，自然冷却后进行300目筛网过滤，去除颗粒粒径大于300目的杂质，制备得到椰壳炭复合材料；
(2)初级椰壳炭材料的制备
将步骤(1)得到粗研磨的椰壳炭复合材料进行氧化酸化，得到初级椰壳炭材料；
具体的详细步骤为：用干法粉末设备-NNM6高效纳米砂磨机对粗研磨椰壳炭复合材料进行二次粉碎，控制平均粒径为80～100nm，然后再用硫酸与双氧水的氧化酸化混合液进行酸化活化，浓硫酸与双氧水的体积比为7∶3，浓硫酸质量分数为98％，双氧水的质量分数为30％，控制酸化活化时间为30～90min，控制酸化活化时间为75～95℃，酸化活化处理后进行高速离心处理30～45min，再在70～80℃条件下干燥60～90min制备得到初级椰壳炭材料。先粗研磨再进行纳米细研磨，在保证研磨效率的基础上，降低粒径较大的杂质对纳米细研磨的影响，提高研磨后粉体的均一性，降低研磨时间，保证纳米复合粉末在酸化氧化过程均匀性。
(3)次级椰壳炭材料的制备
将步骤(2)得到的初级椰壳炭材料进行发酵和高温灭菌处理，得到次级椰壳炭材料；
具体过程如下：将制备得到的初级椰壳炭材料在恒温恒湿条件下混入水和发酵用酵素进行发酵处理60天后，其中温度控制为25℃，相对湿度控制为45～75％，发酵处理后酸化纳米复合粉末再在120℃高温灭菌处理60～90min，然后转移到沸腾床干燥器中在60～90℃干燥60min制备得到次级椰壳炭材料，其中发酵处理原料为：初级椰壳炭材料质量分数为60～80％，发酵用酵素的质量分数为5～10％，去离子水为余量。采用硫酸与双氧水进行酸化氧化处理使椰壳炭表面生成具有可反应活性羧基官能团，利于与羟基化的CBT预聚物进行酯化反应；同时硫酸与双氧水对椰壳材料进行羧基化反应，羧基化条件可控，反应条件温和，且后处理容易。
(4)耐候性PBT母粒的制备
将CBT粉末与1，6己二醇进行打浆分散，同时加入催化剂二羟基烷基氯化锡，然后再加热到180～200℃进行反应20～30min，得到羟基封端的CBT初聚物；采用原位聚合的方法，在210～240℃的聚合温度条件下，将羟基封端的CBT初聚物与次级椰壳炭材料(即方程式中的N)进行原位聚合反应，反应时间为2～4h，制备得到耐候性PBT母粒；所述的次级椰壳炭材料占CBT粉末和1，6己二醇两者总质量的0.8％；采用CBT粉末具有反应温度低，且CBT在熔融条件下粘度低，利于酯化反应。具体的反应方程式如下：其中N代表次级椰壳炭材料；
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本申请还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
纳米量子能矿石粉购自韩国QUANTUM ENERGY公司；主要有SiO2为60％，K2O为2％，Fe2O为8％，Al2O3为25％，其他为5％，直径在0.1～5cm之间。其具有良好的天然温度调节功能；以及抗紫外释放功能。
CBT粉末由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PBT、PET、PTT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。
由于椰壳炭材料具有吸附、消除异味功能；具有抗紫外功能，有利于延长电缆料的使用寿命，也是提高其耐候性。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明由于含有耐候性PBT母粒，其使用寿命延长，其产品的性能有所提高。
本发明产品的抗张强度≥10MPa，断裂伸长率≥200％。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料及其工艺方法的具体实施方式。
实施例1
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
一种耐候性PBT母粒的制备方法，其具体过程为：
(1)椰壳炭复合材料的制备
将纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料混合进行研磨和煅烧得到椰壳炭复合材料；
具体的细化过程：将纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料混合，其中，纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料的质量比为1∶7，再在三辊研磨机进行粗研磨，控制研磨后平均粒径为20～30μm，然后再进行球磨机进行高速研磨制备得到椰壳炭预煅烧复合粉末，控制预煅烧复合粉末平均粒径为5～10μm，研磨后预煅烧复合粉末再在1200℃高温条件下反复煅烧2～3次，煅烧时间为2～5h，自然冷却后进行300目筛网过滤，去除颗粒粒径大于300目的杂质，制备得到椰壳炭复合材料；
(2)初级椰壳炭材料的制备
将步骤(1)得到粗研磨的椰壳炭复合材料进行氧化酸化，得到初级椰壳炭材料；
具体的详细步骤为：用干法粉末设备-NNM6高效纳米砂磨机对粗研磨椰壳炭复合材料进行二次粉碎，控制平均粒径为80～100nm，然后再用硫酸与双氧水的氧化酸化混合液进行酸化活化，浓硫酸与双氧水的体积比为7∶3，浓硫酸质量分数为98％，双氧水的质量分数为30％，控制酸化活化时间为30～90min，控制酸化活化时间为75～95℃，酸化活化处理后进行高速离心处理30～45min，再在70～80℃条件下干燥60～90min制备得到初级椰壳炭材料。先粗研磨再进行纳米细研磨，在保证研磨效率的基础上，降低粒径较大的杂质对纳米细研磨的影响，提高研磨后粉体的均一性，降低研磨时间，保证纳米复合粉末在酸化氧化过程均匀性。
(3)次级椰壳炭材料的制备
将步骤(2)得到的初级椰壳炭材料进行发酵和高温灭菌处理，得到次级椰壳炭材料；
具体过程如下：将制备得到的初级椰壳炭材料在恒温恒湿条件下混入水和发酵用酵素进行发酵处理60天后，其中温度控制为25℃，相对湿度控制为45～75％，发酵处理后酸化纳米复合粉末再在120℃高温灭菌处理60～90min，然后转移到沸腾床干燥器中在60～90℃干燥60min制备得到次级椰壳炭材料，其中发酵处理原料为：初级椰壳炭材料质量分数为60～80％，发酵用酵素的质量分数为5～10％，去离子水为余量。采用硫酸与双氧水进行酸化氧化处理使椰壳炭表面生成具有可反应活性羧基官能团，利于与羟基化的CBT预聚物进行酯化反应；同时硫酸与双氧水对椰壳材料进行羧基化反应，羧基化条件可控，反应条件温和，且后处理容易。
(4)耐候性PBT母粒的制备
将CBT粉末与1，6己二醇进行打浆分散，同时加入催化剂二羟基烷基氯化锡，然后再加热到180～200℃进行反应20～30min，得到羟基封端的CBT初聚物；采用原位聚合的方法，在210～240℃的聚合温度条件下，将羟基封端的CBT初聚物与次级椰壳炭材料进行原位聚合反应，反应时间为2～4h，制备得到耐候性PBT母粒；所述的次级椰壳炭材料占CBT粉末和1，6己二醇两者总质量的0.8％；采用CBT粉末具有反应温度低，且CBT在熔融条件下粘度低，利于酯化反应。
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本实施例还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
实施例2
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
耐候性PBT母粒的制备方法同实施例1。
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本实施例还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
实施例3
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
耐候性PBT母粒的制备方法同实施例1。
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本实施例还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
实施例4
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
耐候性PBT母粒的制备方法同实施例1。
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本实施例还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
实施例5
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其原料组成质量百分比为：
所述的色母粒为市售产品，具体可以为红色，蓝色，黄色色母粒，购自上海盛夏化工有限公司。
所述的助剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。
耐候性PBT母粒的制备方法同实施例1。
一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料的制备方法，其将各种原料进行混合再进行熔融造粒，即可得到聚烯烃电缆料。
本实施例还可以将聚烯烃原料换成聚烯烃和SBS的混合物，二者的质量比为3∶1；即可得到一种聚烯烃弹性改性电缆料。
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 (7)

1.一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，其原料组成质量百分比为：
2.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的色母粒为红色，蓝色，黄色色母粒中的一种。
3.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的助剂为SAG相容剂。
4.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的耐候性PBT母粒的质量百分比为3～7％。
5.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的耐候性PBT母粒的质量百分比为5％。
6.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的聚烯烃母粒为聚1-丁烯，聚4-甲基-1-戊烯的混合物，二者的质量比为1∶1。
7.如权利要求1所述的一种用于电力领域的耐候性的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述的一种耐候性PBT母粒的制备方法，其具体过程为：
(1)椰壳炭复合材料的制备
将纳米量子能矿石粉与椰壳炭材料混合进行研磨和煅烧得到椰壳炭复合材料；
(2)初级椰壳炭材料的制备
将步骤(1)得到粗研磨的椰壳炭复合材料进行氧化酸化，得到初级椰壳炭材料；
(3)次级椰壳炭材料的制备
将步骤(2)得到的初级椰壳炭材料进行发酵和高温灭菌处理，得到次级椰壳炭材料；
(4)耐候性PBT母粒的制备，将CBT经原位聚合得到耐候性PBT母粒。
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