CN104788956B - 一种聚醚砜电缆料的制备方法 - Google Patents

一种聚醚砜电缆料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与偶联剂一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加引发剂，回流5小时，得到接枝改性液；(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5‑6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，出料后抽提24小时，移至真空干燥机中烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛；(3)将聚醚砜、成核剂、增塑剂、热稳定剂、步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，置于烘箱中烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。本发明制备出的电缆料的耐磨性较好，使用寿命较长。

Description

一种聚醚砜电缆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆料，特别是涉及一种聚醚砜电缆料的制备方法。
背景技术：
电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成，其形状类似绳索，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心轴扭转，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征，电缆上外面包裹的绝缘材料也叫电缆料。随着科技水平的快速发展，市面上出现了一些区别于普通电缆的具有特殊功能的特种电缆，例如耐高温电缆，这种电缆对电缆料的耐高温性能提出了比较高的要求。目前，耐高温电缆料大多采用氟塑料、硅橡胶以及丁腈护套，也出现了聚醚砜为基体的电缆料，聚醚砜的耐高温性能较好，而且具有可以在高温下连续使用和温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点，因此受到越来越多的青睐。
例如，公开号为CN101996701A、公开日为2011.03.30、申请人为江苏长城电缆有限公司的中国专利公开了“超临界发电用聚醚砜绝缘耐温湿电缆”，该发明在线芯外由内向外依次设置绕包带、内护套和外护套，其特点是：所述线芯由镀锡无氧铜丝和聚醚砜复合材料绝缘层组成，所述绕包带为铝塑复合带，所述内护套为聚乙烯，所述外护套为聚醚砜复合材料。该发明具有抗老化性能好、耐高温、耐高湿的特点，于特殊环境下工作稳定性好，使用寿命长的特点，可适应超临界发电场合的温度高、湿度大、油污多、干扰大等要求，不过其外护套聚醚砜复合材料也存在耐磨性不佳的缺陷，缩短了其使用寿命。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种聚醚砜电缆料的制备方法，制备出的电缆料的耐磨性较好，使用寿命较长。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与偶联剂一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加引发剂，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，出料后抽提24小时，移至真空干燥机中烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)将聚醚砜、成核剂、增塑剂、热稳定剂、步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，将粒料置于烘箱中烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
优选地，本发明所述步骤(1)中，偶联剂为KH560。
优选地，本发明所述步骤(1)中，引发剂为偶氮二异丁腈。
优选地，本发明所述步骤(2)中，加热磁力搅拌时的加热温度为70℃。
优选地，本发明所述步骤(2)中，抽提时采用的是四氢呋喃。
优选地，本发明所述步骤(2)中，烘干时的温度为90℃。
优选地，本发明所述步骤(3)中，按重量份数计，聚醚砜70-76份，成核剂0.5-1份，增塑剂5-8份，热稳定剂1-3份，接枝改性纳米氮化钛16-22份。
优选地，本发明所述步骤(3)中，成核剂为滑石粉，增塑剂为环氧大豆油，热稳定剂为钙锌复合稳定剂。
优选地，本发明所述步骤(4)中，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm。
优选地，本发明所述步骤(4)中，烘干时的温度为100℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
纳米氮化钛是一种具有高硬度、高温化学稳定性的无机刚性粒子，不过其表面能较高，在聚醚砜基体中容易团聚，因此本发明对其进行了接枝改性，使得纳米氮化钛产生了含氟分子链，降低了其表面能，改善了其与聚醚砜基体之间的相容性以及分散性，而且含氟分子链与聚醚砜基体的分子链形成了相互缠结，两者之间的界面结合力较高，在电缆料与外界物质的摩擦过程中，纳米氮化钛起到了承担摩擦载荷的作用，可大幅度转移聚醚砜基体受到的摩擦作用，从而有效提高电缆料的硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将74份聚醚砜、1份滑石粉、5份环氧大豆油、1.5份钙锌复合稳定剂、18份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例2
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将75份聚醚砜、0.8份滑石粉、7份环氧大豆油、2.5份钙锌复合稳定剂、17份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例3
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将72份聚醚砜、0.9份滑石粉、6.5份环氧大豆油、1份钙锌复合稳定剂、22份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例4
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将70份聚醚砜、0.5份滑石粉、8份环氧大豆油、3份钙锌复合稳定剂、21份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例5
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将76份聚醚砜、0.6份滑石粉、6份环氧大豆油、2.4份钙锌复合稳定剂、20份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例6
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将71份聚醚砜、0.5份滑石粉、7.5份环氧大豆油、2份钙锌复合稳定剂、1.6份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
实施例7
一种聚醚砜电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与KH560一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加偶氮二异丁腈，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，加热温度为70℃，出料后用四氢呋喃抽提24小时，移至真空干燥机中90℃下烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)按重量份数计，将73份聚醚砜、0.7份滑石粉、5.5份环氧大豆油、1.8份钙锌复合稳定剂、19份步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm，将粒料置于烘箱中100℃下烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
将实施例1-7制得的电缆料以及对比例的硬度以及摩擦性能进行测试，其中，
对比例为公开号为CN101996701A的中国专利；
硬度按GB/T531-1999测试；
耐磨性能测试：摩擦接触方式为球盘接触，对偶件为直径6mm的GCr15轴承钢球，试验载荷为25N，速度为0.21m/S，时间为40min，摩擦系数根据传感器检测的摩擦力矩和施加的正压力获得，由设定程序直观显示；磨损率采用精确度为0.0001g的分析天平称量计算，磨损率的计算公式为：
Q＝Q,/(2πrtnμf)
Q为磨损率，g/(N·m)；Q,为磨损质量损失，g；r为摩擦半径，m；t为摩擦时间，min；n为转速，rpm；μ为摩擦系数；f为试样受到的法向压力，N
测试结果如下：
由上表可见，本发明制得的电缆料的硬度和耐磨性能均明显好于对比例。

Claims (10)

1.一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)将丙烯酸六氟丁酯纯化后与偶联剂一起搅拌混合，搅拌混合的同时通氩气、滴加引发剂，回流5小时，得到接枝改性液；
(2)将步骤(1)得到的接枝改性液的pH值调节为5-6，将纳米氮化钛干燥后加入其中，加热磁力搅拌5小时，出料后抽提24小时，移至真空干燥机中烘干4小时，得到接枝改性纳米氮化钛备用；
(3)将聚醚砜、成核剂、增塑剂、热稳定剂、步骤(2)得到的接枝改性纳米氮化钛一起加入高速搅拌机搅拌2小时后，得到混合料；
(4)将步骤(3)得到的混合料加入挤出机中挤出造粒，得到粒料，将粒料置于烘箱中烘干5小时，得到聚醚砜电缆料。
2.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，偶联剂为KH560。
3.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，引发剂为偶氮二异丁腈。
4.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，加热磁力搅拌时的加热温度为70℃。
5.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，抽提时采用的是四氢呋喃。
6.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，烘干时的温度为90℃。
7.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，按重量份数计，聚醚砜70-76份，成核剂0.5-1份，增塑剂5-8份，热稳定剂1-3份，接枝改性纳米氮化钛16-22份。
8.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，成核剂为滑石粉，增塑剂为环氧大豆油，热稳定剂为钙锌复合稳定剂。
9.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，挤出机的各段温度分别为165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、195℃，转速为800rpm。
10.根据权利要求1所述的一种聚醚砜电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，烘干时的温度为100℃。
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