CN105153642A - 一种用于电缆的绝缘材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电缆的绝缘材料及其制备方法，属于绝缘材料技术领域。本发明用于电缆的绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：高分子树脂100-200份，聚乙烯50-80份，阻燃剂20-40份，白炭黑15-20份，碳酸钙10-20份，抗氧化剂8-15份，润滑剂5-10份，分散剂2-8份，所述阻燃剂为氧化锆、氢氧化镁和硼酸锌中的一种或者几种的组合；本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，将上述原料经过称取、混料、挤出造粒得到绝缘材料。本发明所述绝缘材料采用混合阻燃剂，并加入分散剂，改善了因仅添加金属氧化物阻燃剂而造成阻燃剂聚集问题，所得材料绝缘性能优良、阻燃效果好；本发明绝缘材料的制备方法，工艺流程简单，工艺参数易于控制。
Description
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种用于电缆的绝缘材料及其制备方法。
背景技术
电缆是电力输送中重要的输送介质，由一根或多根相互绝缘的导体外包绝缘和保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线，广泛应用于电力系统。
随着电力工业的不断发展，阻燃抗辐射电力电缆等改良产品已广泛应用到日常生活中。然而，目前市售的阻燃电缆主要为PVC护套和绝缘的阻燃PVC电缆，或添加有害阻燃剂的阻燃聚烯烃电缆。随着社会的进步和安全环保意识的深入，各国政府对含卤阻燃体系燃烧时产生的二次污染给予了空前的关注，研究发现这些烟雾足以使人因窒息而死，并使重要设备(计算机等)因腐蚀而瘫痪。无卤阻燃聚烯烃电缆不但可克服卤、锑系阻燃电缆燃烧时烟雾大、放出有毒气体及腐蚀性气体等缺陷，还可克服普通卤、锑系电缆料易老化，低温脆性差等问题，受到世界各国科研人员的广泛重视。除了上述问题之外，现有技术中的电缆还存在拉伸强度以及硬度不够等缺陷，导致常常出现断裂或者破损；同时，室外用电缆线还常常会由于辐射等原因，使得电缆的各方面性能大幅降低，存在较大的安全隐患。
现有具有阻燃性能的绝缘材料，往往是通过直接添加大量的氢氧化镁、氢氧化铝等金属氧化物以及阻燃剂(金属氧化物以及阻燃剂的添加量占绝缘材料总量的20-30％)，来达到阻燃的目的。然而，金属氧化物为微米至纳米级的颗粒，直接添加会因为其自身较大的比表面积和热力学不稳定状态而发生聚集现象。并且，亲水性的金属氧化物在塑料等疏水性有机物中的分散性和相容性较差，直接影响材料的阻燃性能、耐热性能和力学性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电缆的绝缘材料及其制备方法，以解决上述问题。
本发明用于电缆的绝缘材料，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂100-200份，
聚乙烯50-80份，
阻燃剂20-40份，
白炭黑15-20份，
碳酸钙10-20份，
抗氧化剂8-15份，
润滑剂5-10份，
分散剂2-8份，
所述阻燃剂为氧化锆、氢氧化镁和硼酸锌中的一种或者几种的组合。
所述高分子树脂为聚醚醚酮树脂、SEBS树脂、酚醛树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或几种的组合。
所述抗氧化剂为1010、168、1024和DNP中的任意一种。
所述润滑剂硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡、二甲基硅油中任意一种或多种的组合。
本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料称取：按权利要求1所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将高分子树脂、聚乙烯和阻燃剂在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为700-850r/min，控制温度为80-85℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、抗氧化剂、润滑剂和分散剂，继续搅拌10-20分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在挤出机中挤出造粒，得到所需材料。
步骤(4)采用双螺杆挤出机，控制挤出温度为160-190℃。
本发明的有益效果为：本发明所述绝缘材料采用混合阻燃剂，并加入分散剂，改善了因仅添加金属氧化物阻燃剂而造成阻燃剂聚集问题，所得材料绝缘性能优良、阻燃效果好；本发明绝缘材料的制备方法，工艺流程简单，工艺参数易于控制。
具体实施方式
实施例1
本发明用于电缆的绝缘材料，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂100份，采用酚醛树脂和双酚F型环氧树脂，质量比为1:2，
聚乙烯50份，
阻燃剂20份，采用氧化锆和硼酸锌，质量比为1：1，
白炭黑15份，
碳酸钙10份，
抗氧化剂8份，采用DNP，
润滑剂5份，采用硬脂酸钙和PE蜡，质量比为1:1，
分散剂2份。
本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料称取：按所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将采用酚醛树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙烯、氧化锆和硼酸锌在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为7000r/min，控制温度为80℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、DNP、硬脂酸钙、PE蜡和分散剂，继续搅拌10分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在采用双螺杆挤出机挤出造粒，控制挤出温度为160℃，得到所需材料。
实施例2
本发明用于电缆的绝缘材料，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂200份，聚醚醚酮树脂、SEBS树脂、酚醛树脂和双酚F型环氧树脂，质量比为1:1:1:1，
聚乙烯80份，
阻燃剂40份，采用氧化锆、氢氧化镁和硼酸锌，三者质量比为1：1：1，
白炭黑20份，
碳酸钙20份，
抗氧化剂15份，采用168，
润滑剂10份，采用硬脂酸钙、二甲基硅油和PE蜡，质量比为1:1：1，
分散剂8份。
本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料称取：按所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将聚醚醚酮树脂、SEBS树脂、酚醛树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙烯、氧化锆、氢氧化镁和硼酸锌在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为850r/min，控制温度为85℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、抗氧化剂(168)、润滑剂(硬脂酸钙、二甲基硅油和PE蜡，质量比为1:1：1)和分散剂，继续搅拌20分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在采用双螺杆挤出机挤出造粒，控制挤出温度为190℃，得到所需材料。
实施例3
本发明用于电缆的绝缘材料，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂150份，采用酚醛树脂，
聚乙烯65份，
阻燃剂30份，采用氧化锆、氢氧化镁，质量比为1：1，
白炭黑18份，
碳酸钙15份，
抗氧化剂12份，采用1024，
润滑剂8份，采用硬脂酸钙和PE蜡，质量比为1:1，
分散剂5份。
本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料称取：按所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将酚醛树脂、双酚F型环氧树脂、聚乙烯、氧化锆和氢氧化镁在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为800r/min，控制温度为82℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、抗氧化剂(1024)、润滑剂(采用硬脂酸钙和PE蜡，质量比为1:1)和分散剂，继续搅拌15分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在采用双螺杆挤出机挤出造粒，控制挤出温度为175℃，得到所需材料。
实施例4
用于电缆的绝缘材料，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂180份，采用酚醛树脂、双酚F型环氧树脂和聚醚醚酮树脂，质量比为1:2：1，
聚乙烯70份，
阻燃剂35份，采用氧化锆，
白炭黑17份，
碳酸钙16份，
抗氧化剂13份，采用1010，
润滑剂8份，采用硬脂酸钙和PE蜡，质量比为1:1，
分散剂6份。
本发明用于电缆的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料称取：按所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将酚醛树脂、双酚F型环氧树脂、聚醚醚酮树脂、聚乙烯和氧化锆在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为750r/min，控制温度为80℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、抗氧化剂(1010)、润滑剂(采用硬脂酸钙和PE蜡，质量比为1:1)和分散剂，继续搅拌17分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在采用双螺杆挤出机挤出造粒，控制挤出温度为180℃，得到所需材料。
表1为各实施例的性能参数
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 拉伸强度(MPa) | 30.2 | 21.0 | 30.8 | 30.7 |
| 伸长率(％) | 560 | 589 | 565 | 570 |
Claims (6)
1.一种用于电缆的绝缘材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：
高分子树脂100-200份，
聚乙烯50-80份，
阻燃剂20-40份，
白炭黑15-20份，
碳酸钙10-20份，
抗氧化剂8-15份，
润滑剂5-10份，
分散剂2-8份，
所述阻燃剂为氧化锆、氢氧化镁和硼酸锌中的一种或者几种的组合。
2.根据权利要求1所述的用于电缆的绝缘材料，其特征在于，所述高分子树脂为聚醚醚酮树脂、SEBS树脂、酚醛树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的用于电缆的绝缘材料，其特征在于，所述抗氧化剂为1010、168、1024和DNP中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的用于电缆的绝缘材料，其特征在于，所述润滑剂硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡、二甲基硅油中任意一种或多种的组合。
5.一种如权利要求1所述的用于电缆的绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料称取：按权利要求1所述的组分及重量份数称取原料；
(2)将高分子树脂、聚乙烯和阻燃剂在高速搅拌下混合均匀，控制搅拌机的转速为700-850r/min，控制温度为80-85℃，形成混合物Ⅰ；
(3)向步骤(2)所得混合物Ⅰ中加入白炭黑、碳酸钙、抗氧化剂、润滑剂和分散剂，继续搅拌10-20分钟，得到混合物Ⅱ；
(4)将步骤(3)所得混合物Ⅱ在挤出机中挤出造粒，得到所需材料。
6.根据权利要求5所述的用于电缆的绝缘材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)采用双螺杆挤出机，控制挤出温度为160-190℃。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151216 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |