CN104910336A - 一种电缆用导电复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆用导电复合材料及其制备方法，上述电缆用导电复合材料，由包含以下重量份的组分制成：聚乙炔75-85份、聚乙二醇10-15份、丙酸异龙脑酯8-12份、聚偏二氯乙烯5-11份、聚对苯乙烯5-8份、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4-6份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯3-8份、环氧丙烷丁基醚3-7份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯2-5份、聚噻吩1-2份和2-十七烷基咪唑1-2份。本发明还提供了上述电缆用导电复合材料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于导电材料领域，特别涉及一种电缆用导电复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙炔是一种结构单元为(CHCH)n的聚合物材料，这种聚合物通过掺杂之后导电性会提高，甚至达到金属水平。如今聚乙炔已用于制备太阳能电池、半导体材料和电活性聚合物等。
聚乙炔包括单双键交替的共轭结构，由于双键不可扭转的性质，聚乙炔的每个结构单元都有顺式和反式两种结构。
导电高分子是由具有共扼π-键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其具有导体一样性能的高分子材料。具有高电导性能的导电高分子可用于电、磁屏蔽，防静电、分子导线等领域。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种电缆用导电复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电缆用导电复合材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙炔 75-85份，
聚乙二醇 10-15份,
丙酸异龙脑酯 8-12份，
聚偏二氯乙烯 5-11份，
聚对苯乙烯 5-8份，
邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯 4-6份，
二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯 3-8份，
环氧丙烷丁基醚 3-7份，
聚二季戊四醇六丙烯酸酯 2-5份，
聚噻吩 1-2份，
2-十七烷基咪唑 1-2份。
其中，所述聚乙炔为反式聚乙炔。
所述组分还包括润滑剂0-2重量份。
所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或褐煤蜡酸乙二酯中的一种或几种。
所述组分还包括1-氯-2-缩水甘油醚基0-1重量份。
一种电缆用导电复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取聚乙炔75-85重量份、聚乙二醇10-15重量份、聚对苯乙烯5-8重量份、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4-6重量份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯3-8重量份、环氧丙烷丁基醚3-7重量份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯2-5重量份、润滑剂0-2重量份和1-氯-2-缩水甘油醚基0-1重量份，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中混合均匀，加入聚噻吩1-2重量份、2-十七烷基咪唑1-2重量份和聚偏二氯乙烯5-11重量份的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯8-12重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170-180℃，二区温度190-200℃，三区温度200-210℃，四区温度180-200℃。
所述高压均质机中的压强是19-22MPa，温度为100-110℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的电缆用导电复合材料以聚乙炔为主要成分，通过加入聚乙二醇、丙酸异龙脑酯、聚偏二氯乙烯、聚对苯乙烯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯、环氧丙烷丁基醚、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、聚噻吩和2-十七烷基咪唑，使制得的导电复合材料性能具有良好的导电性，且其力学强度良好，能作为导电材料在室外长期使用。
（2）本发明制得的电缆用导电复合材料，具有良好的加工性能和耐候性能。
（3）本发明的电缆用导电复合材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）称取聚乙炔75kg、聚乙二醇10kg、聚对苯乙烯5kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯3kg、环氧丙烷丁基醚3kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯2kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中19MPa、100℃下混合均匀，加入聚噻吩1kg、2-十七烷基咪唑1kg和聚偏二氯乙烯5kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯8kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度180℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取聚乙炔75kg、聚乙二醇10kg、聚对苯乙烯5kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯3kg、环氧丙烷丁基醚3kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯2kg、润滑剂2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中19MPa、100℃下混合均匀，加入聚噻吩1kg、2-十七烷基咪唑1kg和聚偏二氯乙烯5kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯8kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度180℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取聚乙炔85kg、聚乙二醇15kg、聚对苯乙烯8kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯6kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、环氧丙烷丁基醚7kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5kg、褐煤蜡酸乙二酯2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中22MPa、110℃下混合均匀，加入聚噻吩2kg、2-十七烷基咪唑2kg和聚偏二氯乙烯11kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度200℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取聚乙炔85kg、聚乙二醇15kg、聚对苯乙烯8kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、环氧丙烷丁基醚7kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5kg、褐煤蜡酸乙二酯2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中22MPa、110℃下混合均匀，加入聚噻吩2kg、2-十七烷基咪唑2kg和聚偏二氯乙烯11kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度200℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取聚乙炔80kg、聚乙二醇12kg、聚对苯乙烯6kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯5kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯5kg、环氧丙烷丁基醚5kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯3kg、乙撑双硬脂酰胺1kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中20MPa、105℃下混合均匀，加入聚噻吩1.5kg、2-十七烷基咪唑1kg和聚偏二氯乙烯8kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯10kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度175℃，二区温度195℃，三区温度205℃，四区温度190℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）称取聚乙炔85kg、聚乙二醇15kg、聚对苯乙烯8kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯6kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、环氧丙烷丁基醚7kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5kg、褐煤蜡酸乙二酯2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中22MPa、110℃下混合均匀，加入聚噻吩2kg、2-十七烷基咪唑2kg和聚偏二氯乙烯11kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度200℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）称取聚乙炔85kg、聚乙二醇15kg、聚对苯乙烯8kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯6kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、环氧丙烷丁基醚7kg、褐煤蜡酸乙二酯2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中22MPa、110℃下混合均匀，加入聚噻吩2kg、2-十七烷基咪唑2kg和聚偏二氯乙烯11kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度200℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
（1）称取聚乙炔85kg、聚乙二醇15kg、聚对苯乙烯8kg、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯6kg、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯8kg、环氧丙烷丁基醚7kg、聚二季戊四醇六丙烯酸酯5kg、褐煤蜡酸乙二酯2kg和1-氯-2-缩水甘油醚基1kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中22MPa、110℃下混合均匀，加入聚噻吩2kg、2-十七烷基咪唑2kg的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯12kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度200℃。
制得电缆用导电复合材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-5和对比例1-3的电缆用导电复合材料进行测试。
表1
| 测试项目 | 体积电阻率（Ω·m） | 拉伸强度(MPa) |
| 实施例1 | 1.3×10-8 | 127 |
| 实施例2 | 1.5×10-8 | 130 |
| 实施例3 | 0.9×10-8 | 148 |
| 实施例4 | 1.1×10-8 | 137 |
| 实施例5 | 1.2×10-8 | 131 |
| 对比例1 | 5.3×10-6 | 52 |
| 对比例2 | 6.1×10-6 | 56 |
| 对比例3 | 5.9×10-6 | 58 |
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电缆用导电复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
聚乙炔 75-85份，
聚乙二醇 10-15份,
丙酸异龙脑酯 8-12份，
聚偏二氯乙烯 5-11份，
聚对苯乙烯 5-8份，
邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯 4-6份，
二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯 3-8份，
环氧丙烷丁基醚 3-7份，
聚二季戊四醇六丙烯酸酯 2-5份，
聚噻吩 1-2份，
2-十七烷基咪唑 1-2份。
2.根据权利要求1所述的电缆用导电复合材料，其特征在于，所述组分还包括润滑剂0-2重量份。
3.根据权利要求2所述的电缆用导电复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或褐煤蜡酸乙二酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的电缆用导电复合材料，其特征在于，所述组分还包括1-氯-2-缩水甘油醚基0-1重量份。
5.一种电缆用导电复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取聚乙炔75-85重量份、聚乙二醇10-15重量份、聚对苯乙烯5-8重量份、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯4-6重量份、二甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯3-8重量份、环氧丙烷丁基醚3-7重量份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯2-5重量份、润滑剂0-2重量份和1-氯-2-缩水甘油醚基0-1重量份，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中混合均匀，加入聚噻吩1-2重量份、2-十七烷基咪唑1-2重量份和聚偏二氯乙烯5-11重量份的混合物，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入丙酸异龙脑酯8-12重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到电缆用导电复合材料。
6.根据权利要求5所述电缆用导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度170-180℃，二区温度190-200℃，三区温度200-210℃，四区温度180-200℃。
7.根据权利要求5所述电缆用导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述高压均质机中的压强是19-22MPa，温度为100-110℃。
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