CN105601833A - 一种电缆绝缘材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电缆绝缘材料及其制备方法和应用，该电缆绝缘材料由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯10-18份、沸石分子筛45-55份、二甲基丙烯酸乙二醇酯12-17份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维65-73份、乙二醇单甲醚30-38份。将沸石分子筛加水、加热，再加入乙酸异戊酯，密封加热搅拌、微波处理得微波水溶液B。将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封加热搅拌、超声处理后得超声混合物C。将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，加热后加入超声混合物C，再经过混炼、挤压、注入模具、压紧成型即得。本发明电绝缘性优良，力学性能优异，弹性回复好，耐热性和耐候性优良，制备方法简单、投资小、能耗低、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，具体是一种电缆绝缘材料及其制备方法和应用。
背景技术
电线电缆用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品，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。用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品。其中，橡胶电缆除了满足绝缘性能和物理机械性能外，要求耐老化、耐磨，有些产品要求耐油、阻燃。随着经济的发展，对电缆的性能都有严格的要求，传统的橡胶电缆材料其耐老化性、弹性和韧性不能满足社会的要求，导致电缆材料的使用寿命短，给实际使用带来了很多不便，甚至威胁人们的生命财产安全。中国专利CN103890256A公开了包含非织造纤维网的绝缘材料，包含非织造纤维网，其包含多根长纺粘聚酯双组分纤维，其中所述多根双组分纤维的每一根包含：a)约20重量％至约80重量％在芯中的聚(对苯二甲酸乙二酯)；以及b)约80重量％至约20重量％在围绕所述芯的外皮中的聚(对苯二甲酸丙二醇酯)。虽然采用了聚(对苯二甲酸丙二醇酯)作为原料，但是该绝缘材料在弹性方面不能满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种力学性能优异、弹性回复好、耐热性和耐候性优良的电缆绝缘材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯10-18份、沸石分子筛45-55份、二甲基丙烯酸乙二醇酯12-17份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维65-73份、乙二醇单甲醚30-38份。
作为本发明进一步的方案：所述电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯14-17份、沸石分子筛48-52份、二甲基丙烯酸乙二醇酯13-15份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维68-71份、乙二醇单甲醚33-36份。
作为本发明进一步的方案：所述电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯15份、沸石分子筛50份、二甲基丙烯酸乙二醇酯14份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维70份、乙二醇单甲醚35份。
所述电缆绝缘材料的制备方法，由以下步骤组成：
1)将沸石分子筛置入其质量20-25倍的水中，加热至70-75℃，搅拌10-15min，再加入乙酸异戊酯，密封后加热至85-90℃，在此温度下搅拌30-45min，得到混合水溶液A；其中，上述搅拌的转速为400-500r/min；
2)将混合水溶液A置入微波发生器中进行微波处理，微波频率为4500-5500MHz，微波加热功率为750-800W，微波时的温度为85-90℃，微波处理时间为65-70min，得微波水溶液B；
3)将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封后加热至75-80℃，并在此温度下搅拌2-3h，然后再在65-70℃下进行超声处理，超声处理频率为60-65kHz，功率为400-450W，超声处理时间为1.5-2h，得超声混合物C；
4)将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，常温搅拌10-15min后，再升温至80-85℃，在此温度下搅拌80-90min，然后升温至100-105℃，在此温度下加入超声混合物C，搅拌45-60min，制得混合物D；
5)等待开炼机的辊温达到160-165℃时，将混合物D倒入开炼机混炼；
6)挤压混炼后的混合物D，注入模具，压紧成型。
所述电缆绝缘材料在制备电缆中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用乙酸异戊酯对沸石分子筛进行预处理，利用乙二醇单甲醚对聚对苯二甲酸丙二酯纤维进行处理，再通过二甲基丙烯酸乙二醇酯制得的电缆绝缘材料电绝缘性优良，力学性能优异，弹性回复好，耐热性和耐候性优良，制备方法简单、投资小、能耗低、效率高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯10份、沸石分子筛45份、二甲基丙烯酸乙二醇酯12份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维65份、乙二醇单甲醚30份。
将沸石分子筛置入其质量20倍的水中，加热至70℃，搅拌10min，再加入乙酸异戊酯，密封后加热至85℃，在此温度下搅拌30min，得到混合水溶液A；其中，上述搅拌的转速为400r/min。将混合水溶液A置入微波发生器中进行微波处理，微波频率为4500MHz，微波加热功率为750W，微波时的温度为85℃，微波处理时间为65min，得微波水溶液B。将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封后加热至75℃，并在此温度下搅拌2h，然后再在65℃下进行超声处理，超声处理频率为60kHz，功率为400W，超声处理时间为1.5h，得超声混合物C。将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，常温搅拌10min后，再升温至80℃，在此温度下搅拌80min，然后升温至100℃，在此温度下加入超声混合物C，搅拌45min，制得混合物D。等待开炼机的辊温达到160℃时，将混合物D倒入开炼机混炼。挤压混炼后的混合物D，注入模具，压紧成型。
实施例2
本发明实施例中，一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯18份、沸石分子筛55份、二甲基丙烯酸乙二醇酯17份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维73份、乙二醇单甲醚38份。
将沸石分子筛置入其质量25倍的水中，加热至75℃，搅拌15min，再加入乙酸异戊酯，密封后加热至90℃，在此温度下搅拌45min，得到混合水溶液A；其中，上述搅拌的转速为500r/min。将混合水溶液A置入微波发生器中进行微波处理，微波频率为5500MHz，微波加热功率为800W，微波时的温度为90℃，微波处理时间为70min，得微波水溶液B。将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封后加热至80℃，并在此温度下搅拌3h，然后再在70℃下进行超声处理，超声处理频率为65kHz，功率为450W，超声处理时间为2h，得超声混合物C。将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，常温搅拌15min后，再升温至85℃，在此温度下搅拌90min，然后升温至105℃，在此温度下加入超声混合物C，搅拌60min，制得混合物D。等待开炼机的辊温达到165℃时，将混合物D倒入开炼机混炼。挤压混炼后的混合物D，注入模具，压紧成型。
实施例3
本发明实施例中，一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯14份、沸石分子筛48份、二甲基丙烯酸乙二醇酯13份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维68份、乙二醇单甲醚33份。
将沸石分子筛置入其质量21倍的水中，加热至72℃，搅拌11min，再加入乙酸异戊酯，密封后加热至86℃，在此温度下搅拌35min，得到混合水溶液A；其中，上述搅拌的转速为425r/min。将混合水溶液A置入微波发生器中进行微波处理，微波频率为4500MHz，微波加热功率为750W，微波时的温度为86℃，微波处理时间为66min，得微波水溶液B。将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封后加热至76℃，并在此温度下搅拌2.5h，然后再在67℃下进行超声处理，超声处理频率为65kHz，功率为400W，超声处理时间为1.7h，得超声混合物C。将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，常温搅拌12min后，再升温至82℃，在此温度下搅拌85min，然后升温至102℃，在此温度下加入超声混合物C，搅拌55min，制得混合物D。等待开炼机的辊温达到162℃时，将混合物D倒入开炼机混炼。挤压混炼后的混合物D，注入模具，压紧成型。
实施例4
本发明实施例中，一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯17份、沸石分子筛52份、二甲基丙烯酸乙二醇酯15份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维71份、乙二醇单甲醚36份。
制备过程与实施例3一致。
实施例5
本发明实施例中，一种电缆绝缘材料，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯15份、沸石分子筛50份、二甲基丙烯酸乙二醇酯14份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维70份、乙二醇单甲醚35份。制备过程与实施例3一致。
对比例1
除不含有乙酸异戊酯外，其余与实施例5一致。
对比例2
除不含有乙二醇单甲醚外，其余与实施例5一致。
本发明各实施例与对比例制备的电缆绝缘材料的主要性能指标见表1。
表1
由上表可以看出，实施例1-5的材料优于对比例1-2，即经过本发明的组分与制备过程制得的电缆绝缘材料，具有优异的电绝缘性能，良好的力学性能和良好的耐老化性能，可以作为电线电缆的绝缘材料使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种电缆绝缘材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯10-18份、沸石分子筛45-55份、二甲基丙烯酸乙二醇酯12-17份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维65-73份、乙二醇单甲醚30-38份。
2.根据权利要求1所述的电缆绝缘材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯14-17份、沸石分子筛48-52份、二甲基丙烯酸乙二醇酯13-15份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维68-71份、乙二醇单甲醚33-36份。
3.根据权利要求2所述的电缆绝缘材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：乙酸异戊酯15份、沸石分子筛50份、二甲基丙烯酸乙二醇酯14份、聚对苯二甲酸丙二酯纤维70份、乙二醇单甲醚35份。
4.如权利要求1-3任一所述的电缆绝缘材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
1）将沸石分子筛置入其质量20-25倍的水中，加热至70-75℃，搅拌10-15min，再加入乙酸异戊酯，密封后加热至85-90℃，在此温度下搅拌30-45min，得到混合水溶液A；其中，上述搅拌的转速为400-500r/min；
2）将混合水溶液A置入微波发生器中进行微波处理，微波频率为4500-5500MHz，微波加热功率为750-800W，微波时的温度为85-90℃，微波处理时间为65-70min，得微波水溶液B；
3）将聚对苯二甲酸丙二酯纤维与乙二醇单甲醚混合，密封后加热至75-80℃，并在此温度下搅拌2-3h，然后再在65-70℃下进行超声处理，超声处理频率为60-65kHz，功率为400-450W，超声处理时间为1.5-2h，得超声混合物C；
4）将二甲基丙烯酸乙二醇酯置入微波水溶液B中，常温搅拌10-15min后，再升温至80-85℃，在此温度下搅拌80-90min，然后升温至100-105℃，在此温度下加入超声混合物C，搅拌45-60min，制得混合物D；
5）等待开炼机的辊温达到160-165℃时，将混合物D倒入开炼机混炼；
6）挤压混炼后的混合物D，注入模具，压紧成型。
5.根据权利要求1-3任一所述的电缆绝缘材料在制备电缆中的应用。
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