CN104927214A - 一种复合纳米矿用电缆护套材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合纳米矿用电缆护套材料及其制备方法，电缆护套材料包括氢化聚异丁烯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、聚氯乙烯、丁基橡胶、KH570硅烷偶联剂、N-苯基-β-萘胺、氢氧化镁、纳米碳化硅、纳米氮化钛、溴化双酚A型环氧树脂。所述的制备方法包括以下步骤：（1）取氢化聚异丁烯、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、聚氯乙烯、丁基橡胶加入密炼机密炼；（2）再加入KH570硅烷偶联剂、N-苯基-β-萘胺、氢氧化镁、纳米碳化硅、纳米氮化钛、溴化双酚A型环氧树脂混炼；（3）开炼，压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。制备的电缆护套材料具有机械强度高、阻燃性能强、抗老化性能强的特点。

Description

一种复合纳米矿用电缆护套材料及其制备方法

技术领域

 本发明属于电缆材料领域，涉及一种电缆护套材料及其制备方法，尤其涉及一种复合纳米矿用电缆护套材料及其制备方法。

背景技术

用以传输电能和电气信号及数据的线材称作电缆材料。广义的电线电缆亦简称为电缆。狭义的电缆是指绝缘电缆。它可定义为由下列部分组成的集合体：一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层、总保护层及外护层。电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。电缆按其用途可分为电力电缆﹑通信电缆和控制电缆等。与架空线相比﹐电缆的优点是线间绝缘距离小﹐占地空间小﹐地下敷设而不占地面以上空间﹐不受周围环境污染影响﹐送电可靠性高﹐对人身安全和周围环境干扰小。

常用的电缆护套材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、乙丙橡胶等。作为电线电缆的护套材料，PVC能够满足一般应用要求电缆的所有特性，但是由于其电气绝缘性能的限制，PVC不能用于高压电缆和高品质通信电缆的绝缘。由于其防火作用，聚氯乙烯被广泛用于电线外皮和光纤外皮。在矿山建设及采矿中用到的电缆护套材料对于电缆的保护作用较大。需要具有较高的机械强度，如拉伸强度、断裂伸长率等。还需要具有良好的阻燃性能、耐老化性能等。

发明内容

本发明目的在于提供了一种复合纳米矿用电缆护套材料及其制备方法，解决现有的矿用电缆护套材料其机械强度如拉伸强度较低、断裂伸长率较低、阻燃效果差的技术难题，提高电缆护套材料在矿用中的使用寿命，提高其机械性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种复合纳米矿用电缆护套材料，所述的复合纳米矿用电缆护套材料包括以下重量份的成分：

氢化聚异丁烯                      5-10份、

N，N’-间苯撑双马来酰亚胺        6-10份、

聚氯乙烯                          12-20份、

丁基橡胶                          25-40份、

KH570硅烷偶联剂                  3-6份、

N-苯基-β-萘胺                     1.5-3.5份、

氢氧化镁                           2-4份、

纳米碳化硅                        4-9份、

纳米氮化钛                        3-6份、

溴化双酚A型环氧树脂               4-7份。

优选的，所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料，包括以下重量份的成分：

氢化聚异丁烯                      6-8份、

N，N’-间苯撑双马来酰亚胺        7-9份、

聚氯乙烯                          15-19份、

丁基橡胶                          28-36份、

KH570硅烷偶联剂                  4-5份、

N-苯基-β-萘胺                     2-3份、

氢氧化镁                           3-4份、

纳米碳化硅                        6-8份、

纳米氮化钛                        4-5份、

溴化双酚A型环氧树脂               5-6份。

所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯5-10份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺6-10份、聚氯乙烯12-20份、丁基橡胶25-40份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80-100℃，混炼时间为10-20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂3-6份、N-苯基-β-萘胺1.5-3.5份、氢氧化镁2-4份、纳米碳化硅4-9份、纳米氮化钛3-6份、溴化双酚A型环氧树脂4-7份，保持温度不变，再混炼5-10min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40-60℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，步骤（1）中密炼机温度为90℃。

所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，步骤（1）中混炼时间为15min。

所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，步骤（2）中再混炼7min。

所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，步骤（3）中开炼，温度为50℃。

有益效果：本发明的复合纳米矿用电缆护套材料区别于常规的电缆护套材料，由于纳米级成分及氢化聚异丁烯的加入，有效的提高了电缆护套材料的机械强度，并且还提高了电缆护套材料的阻燃性能和抗老化性能，取得了非常良好的用途，因此本发明的纳米电缆护套材料非常适用于煤矿等其他各种矿的使用中，提高电缆护套材料的机械强度和阻燃性能、抗老化性能。

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）分别按重量取氢化聚异丁烯5份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺10份、聚氯乙烯12份、丁基橡胶40份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为100℃，混炼时间为10min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂6份、N-苯基-β-萘胺1.5份、氢氧化镁4份、纳米碳化硅9份、纳米氮化钛3份、溴化双酚A型环氧树脂7份，保持温度不变，再混炼10min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为60℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

实施例2

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯10份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺6份、聚氯乙烯20份、丁基橡胶25份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80℃，混炼时间为20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂3份、N-苯基-β-萘胺3.5份、氢氧化镁2份、纳米碳化硅4份、纳米氮化钛6份、溴化双酚A型环氧树脂4份，保持温度不变，再混炼5min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

实施例3

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯6份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺9份、聚氯乙烯15份、丁基橡胶28份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为100℃，混炼时间为10min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂4份、N-苯基-β-萘胺3份、氢氧化镁3份、纳米碳化硅8份、纳米氮化钛5份、溴化双酚A型环氧树脂6份，保持温度不变，再混炼10min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为60℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

实施例4

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯8份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺7份、聚氯乙烯19份、丁基橡胶36份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80℃，混炼时间为20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂5份、N-苯基-β-萘胺2份、氢氧化镁4份、纳米碳化硅6份、纳米氮化钛4份、溴化双酚A型环氧树脂5份，保持温度不变，再混炼5min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

实施例5

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯7份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺8份、聚氯乙烯17份、丁基橡胶32份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为90℃，混炼时间为15min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂5份、N-苯基-β-萘胺3份、氢氧化镁3份、纳米碳化硅7份、纳米氮化钛4份、溴化双酚A型环氧树脂6份，保持温度不变，再混炼7min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为50℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

对比例1

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯10份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺6份、聚氯乙烯20份、丁基橡胶25份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80℃，混炼时间为20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂3份、N-苯基-β-萘胺3.5份、氢氧化镁2份、溴化双酚A型环氧树脂4份，保持温度不变，再混炼5min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

对比例2

（1）分别按重量取N，N’-间苯撑双马来酰亚胺6份、聚氯乙烯20份、丁基橡胶25份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80℃，混炼时间为20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂3份、N-苯基-β-萘胺3.5份、氢氧化镁2份、纳米碳化硅4份、纳米氮化钛6份、溴化双酚A型环氧树脂4份，保持温度不变，再混炼5min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

分别测定了实施例1至5和对比例1和2的电缆护套材料的拉伸强度、断裂伸长率、氧指数。另外还将实施例1至5和对比例1和2的电缆护套采用在高温老化箱中进行老化后测定器机械性能，高温老化箱老化温度为145℃，老化时间为168h，结果见表1和表2。

表1

表2

本发明的复合纳米矿用电缆护套材料中加入纳米级成分碳化硅和氮化钛，有效的提高了电缆护套材料的拉伸强度、氧指数和耐老化性能。另外加入的氢化聚异丁烯也对提高电缆护套材料的断裂伸长率、拉伸强度作用显著。

Claims (7)

1.一种复合纳米矿用电缆护套材料，其特征在于，所述的复合纳米矿用电缆护套材料包括以下重量份的成分：

氢化聚异丁烯                      5-10份、

N，N’-间苯撑双马来酰亚胺        6-10份、

聚氯乙烯                          12-20份、

丁基橡胶                          25-40份、

KH570硅烷偶联剂                  3-6份、

N-苯基-β-萘胺                     1.5-3.5份、

氢氧化镁                           2-4份、

纳米碳化硅                        4-9份、

纳米氮化钛                        3-6份、

溴化双酚A型环氧树脂               4-7份。

2.根据权利要求1所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料，其特征在于，所述的复合纳米矿用电缆护套材料包括以下重量份的成分：

氢化聚异丁烯                      6-8份、

N，N’-间苯撑双马来酰亚胺        7-9份、

聚氯乙烯                          15-19份、

丁基橡胶                          28-36份、

KH570硅烷偶联剂                  4-5份、

N-苯基-β-萘胺                     2-3份、

氢氧化镁                           3-4份、

纳米碳化硅                        6-8份、

纳米氮化钛                        4-5份、

溴化双酚A型环氧树脂               5-6份。

3. 根据权利要求1所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

（1）分别按重量取氢化聚异丁烯5-10份、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺6-10份、聚氯乙烯12-20份、丁基橡胶25-40份，将上述成分加入密炼机中，密炼机温度为80-100℃，混炼时间为10-20min；

（2）再向密炼机中加入KH570硅烷偶联剂3-6份、N-苯基-β-萘胺1.5-3.5份、氢氧化镁2-4份、纳米碳化硅4-9份、纳米氮化钛3-6份、溴化双酚A型环氧树脂4-7份，保持温度不变，再混炼5-10min；

（3）再将混炼胶料在开炼机上进行开炼，温度为40-60℃，开炼后再将混炼胶压片，开条，冷却，即得复合纳米矿用电缆护套材料。

4. 根据权利要求3所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中密炼机温度为90℃。

5.根据权利要求3所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混炼时间为15min。

6. 根据权利要求3所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中再混炼7min。

7.根据权利要求3所述的一种复合纳米矿用电缆护套材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中开炼，温度为50℃。