CN104130531B

CN104130531B - 用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法

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Publication number: CN104130531B
Application number: CN201410407025.3A
Authority: CN
Inventors: 郭锐敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2034-08-18
Also published as: CN104130531A

Abstract

本发明涉及一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法，其特征在于，原料质量百分比为：色母粒为1～3％，防霉剂为1～3％，老化剂为1～3％，相容剂为1～3％，PBT粒子为10～20％，聚氯乙烯粒子为余量。本发明具有良好的性能。

Description

用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，具体地说，是一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法。

【背景技术】

中国专利申请号201110285137.2涉及一种交联聚乙烯无卤低烟阻燃电缆材料，属于电缆线用塑料；旨在提供一种阻燃性能好、无熔滴、烟雾少、韧性高、便于加工的电缆线用塑料。它由下列重量份原料制成：交联聚乙烯100份、氢氧化镁20份、氢氧化铝7份、三盐基硫酸铅1.4份、二盐基亚磷酸铅0.7份、石蜡0.5份、邻苯二甲酸酯30份、纳米蒙脱土10份；制备方法是将上述各原料混合均匀投入螺杆挤出机中熔融混炼2分钟，该螺杆挤出机的温度控制在210～220℃、螺杆转速为50转/分钟；然后挤出、冷却、切粒、筛分即可。本发明具有重量轻、韧性好、火焰小、燃烧慢、无熔滴、烟雾少、抗迁移、成炭性好、易于加工等诸多优点；是一种取代PVC的电缆塑料。

中国专利申请号200910234660.5涉及对氢氧化镁阻燃剂及电缆用阻燃聚合物改进，采用Mg(OH)2含量≥96wt％天然氢氧化镁，经物理超细粉碎，分级选得平均粒径0.5～1μm微粉，加入0.8-3wt％偶联剂，先经高速搅拌充分混合，再在气流粉碎机中用高压气流二次表面处理，得到基本无团聚、滑爽性好，在外力推动下类似菜籽滑爽流动。按聚烯烃100份，上述亚微米级氢氧化镁100-150份，硅氧烷2-10份，抗氧剂0.2-1份，加工助剂1-10份，功能助剂0-6份，组成电缆用聚烯烃阻燃组合物。氧指数OI高达36～42，抗拉强度≥10MPa，断裂伸长率≥200％，体积电阻率≥10*1015，抗开裂性好，130℃1小时不开裂，超过JB10707-2007低烟无卤阻燃电缆料标准。并且挤出工艺性好，挤出温度范围宽，165～190℃均可有效挤出，挤出扭矩小，减少30％，不需要专用螺杆用原有设备就能顺利挤出。

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)。

【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聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法。

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聚氯乙烯复合电缆料，其原料质量百分比为：

所述的色母粒的质量百分比为2％。

所述的防霉剂的质量百分比为2％。

所述的老化剂的质量百分比为2％。

所述的相容剂的质量百分比为2％。

所述的PBT粒子质量百分比为12～18％，优选为14％。

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

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。

所述的色母粒为为红色，蓝色，黄色色母粒中的一种，购自上海盛夏化工有限公司。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

一种含椰壳炭的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∶4，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50～80％，发酵用酵素的质量分数为10～20％，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)含椰壳炭的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，制备得到含椰壳炭的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0.4％；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聚氯乙烯复合电缆料的制备方法，将各种原料按照配比进行熔融混合，然后造粒即可聚氯乙烯复合电缆料。

本申请中的聚氯乙烯可由交联聚乙烯替换，得到交联聚氯乙烯改性电缆料，其它不变。

纳米量子能矿石粉购自韩国QUANTUMENERGY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聚氯乙烯复合电缆料及其制造方法的具体实施方式。

实施例1

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

所述的色母粒为红色，蓝色，黄色色母粒中的一种，购自上海盛夏化工有限公司。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

一种含椰壳炭的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

(2)初级椰壳炭材料的制备

(3)次级椰壳炭材料的制备

(4)含椰壳炭的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，制备得到含椰壳炭的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0.4％；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。

实施例2

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

PBT母粒的制备方法同实施例1。

聚氯乙烯复合电缆料的制备方法同实施例1.

实施例3

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

PBT母粒的制备方法同实施例1。

聚氯乙烯复合电缆料的制备方法同实施例1.

实施例4

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

PBT母粒的制备方法同实施例1。

聚氯乙烯复合电缆料的制备方法同实施例1.

实施例5

所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

所述的相容剂为SAG相容剂，购自南通日之升公司。

PBT母粒的制备方法同实施例1。

聚氯乙烯复合电缆料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

1.一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，原料质量百分比为：

色母粒1～3%

防霉剂1～3%

老化剂1～3%

相容剂1～3%

PBT母粒10～20%

聚氯乙烯粒子余量

所述的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

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1:4，再在三辊研磨机进行粗研磨，控制研磨后平均粒径为20～30μm，然后再用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，控制酸化活化温度为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；

（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50～80%，发酵用酵素的质量分数为10～20%，去离子水为余量；

（4）含椰壳炭的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，制备得到含椰壳炭的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0.4%。

2.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的色母粒的质量百分比为2%。

3.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的防霉剂的质量百分比为2%。

4.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的老化剂的质量百分比为2%。

5.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的相容剂的质量百分比为2%。

6.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的PBT母粒质量百分比为12～18%。

7.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的防霉剂为水杨酰苯胺。

8.如权利要求1所述的一种用于电力领域的聚氯乙烯复合电缆料，其特征在于，所述的老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。