CN105670142A - 一种添加氟硅树脂的绝缘材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开了一种添加氟硅树脂的绝缘材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：丁基橡胶</b><b>55-65</b><b>份、三元乙丙橡胶</b><b>50-60</b><b>份、氟硅树脂</b><b>50-60</b><b>份、聚醋酸乙烯脂</b><b>35-45</b><b>份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯</b><b>30-40</b><b>份、聚四氟乙烯</b><b>25-35</b><b>份、聚碳酸酯树脂</b><b>20-30</b><b>份、乙撑双硬脂酰胺</b><b>20-30</b><b>份、</b><b>2-？</b><b>硫醇基苯骈咪唑</b><b>15-25</b><b>份、聚乙二醇</b><b>15-25</b><b>份、硼酸锌</b><b>10-15</b><b>份、偶联剂</b><b>5-15</b><b>份、抗氧剂</b><b>5-15</b><b>份，从而能够实现使得制备而成的绝缘材料具有良好的耐酸碱及阻燃效果。同时，还公开了相应的制备方法。</b>

Description

一种添加氟硅树脂的绝缘材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种添加氟硅树脂的绝缘材料及其制备方法。
背景技术
绝缘材料是用来使器件在电气上绝缘的材料，也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高。通常是合成树脂，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，通过添加不同的组分，从而制得不同性能的绝缘材料。具体到常用的电缆上，其不仅能起到绝缘的作用，还能起到隔热防静电的作用，一旦在金属线芯的外层的绝缘层出现破损则会极大地降低电缆的性能。
目前，国内常用的作为电缆绝缘层的主体材料有氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯胶料等。然而每种材料均有其应用上的缺陷，例如，氯磺化聚乙烯胶料的耐低温性能、抗压缩永久变形性能、热老化性能不高，同时在温度比较低时材料本身比较硬、弹性低、脆性大、抗撕性能低。目前现有的复合绝缘材料往往由于上述主体材料的局限性，达不到长期使用、耐受极端条件的要求，自身的性能也有多种不足。因此，急需开发一种具备优良特性的新型绝缘材料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种添加氟硅树脂的绝缘材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了一种新型绝缘材料，其耐酸碱效果好，阻燃能力强，具有良好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种添加氟硅树脂的绝缘材料，由下列重量份的原料制成：丁基橡胶55-65份、三元乙丙橡胶50-60份、氟硅树脂50-60份、聚醋酸乙烯脂35-45份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯30-40份、聚四氟乙烯25-35份、聚碳酸酯树脂20-30份、乙撑双硬脂酰胺20-30份、2-硫醇基苯骈咪唑15-25份、聚乙二醇15-25份、硼酸锌10-15份、偶联剂5-15份、抗氧剂5-15份。
优选地，所述的聚碳酸酯树脂在25℃下的相对密度为1.15。
优选地，所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述的抗氧化剂选自对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种。
所述的添加氟硅树脂的绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95-105℃下混炼5-10分钟；
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、偶联剂、抗氧剂，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料；
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于85-95℃下混合均匀，经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
优选地，所述步骤（4）中双螺杆挤出机中各个区域的设定温度为：一区175~190℃，二区213~217℃，三区225~228℃，四区为205~215℃，五区185~205℃；挤出温度为155~165℃，挤出转速为185~230r/min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的绝缘材料以丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯为主要成分，通过加入聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑、聚乙二醇、硼酸锌、偶联剂、抗氧剂，辅以混炼、球磨、挤出、干燥、造粒等工艺，使得制备而成的绝缘材料具有良好的耐酸碱性能及阻燃效果。
（2）本发明的绝缘材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取丁基橡胶55份、三元乙丙橡胶50份、氟硅树脂50份、聚醋酸乙烯脂35份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯30份、聚四氟乙烯25份、聚碳酸酯树脂20份、乙撑双硬脂酰胺20份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、聚乙二醇15份、硼酸锌10份、钛酸酯偶联剂5份、对苯二胺5份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼5分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、钛酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区175℃，二区213℃，三区225℃，四区为205℃，五区185℃；挤出温度为155℃，挤出转速为185r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取丁基橡胶60份、三元乙丙橡胶55份、氟硅树脂55份、聚醋酸乙烯脂40份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯35份、聚四氟乙烯30份、聚碳酸酯树脂25份、乙撑双硬脂酰胺25份、2-硫醇基苯骈咪唑20份、聚乙二醇20份、硼酸锌12份、铝酸酯偶联剂10份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚10份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在100℃下混炼7分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、铝酸酯偶联剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于90℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区185℃，二区215℃，三区227℃，四区为210℃，五区195℃；挤出温度为160℃，挤出转速为205r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取丁基橡胶65份、三元乙丙橡胶60份、氟硅树脂60份、聚醋酸乙烯脂45份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯40份、聚四氟乙烯35份、聚碳酸酯树脂30份、乙撑双硬脂酰胺30份、2-硫醇基苯骈咪唑25份、聚乙二醇25份、硼酸锌15份、双金属偶联剂15份、二氢喹啉15份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在105℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、双金属偶联剂、二氢喹啉，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于95℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区217℃，三区228℃，四区为215℃，五区205℃；挤出温度为165℃，挤出转速为230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取丁基橡胶55份、三元乙丙橡胶60份、氟硅树脂50份、聚醋酸乙烯脂45份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯30份、聚四氟乙烯35份、聚碳酸酯树脂20份、乙撑双硬脂酰胺30份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、聚乙二醇25份、硼酸锌10份、铝酸酯偶联剂15份、对苯二胺5份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、铝酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区213℃，三区228℃，四区为205℃，五区205℃；挤出温度为155℃，挤出转速为230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取丁基橡胶55份、三元乙丙橡胶50份聚醋酸乙烯脂35份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯30份、聚四氟乙烯25份、聚碳酸酯树脂20份、2-硫醇基苯骈咪唑15份、聚乙二醇15份、硼酸锌10份、钛酸酯偶联剂5份、对苯二胺5份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95℃下混炼5分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、钛酸酯偶联剂、对苯二胺，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于85℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区175℃，二区213℃，三区225℃，四区为205℃，五区185℃；挤出温度为155℃，挤出转速为185r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取丁基橡胶65份、三元乙丙橡胶60份、氟硅树脂60份、聚醋酸乙烯脂45份、聚四氟乙烯35份、聚碳酸酯树脂30份、乙撑双硬脂酰胺30份、聚乙二醇25份、硼酸锌15份、双金属偶联剂15份、二氢喹啉15份。
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺混合，加入混炼机，在105℃下混炼10分钟。
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、双金属偶联剂、二氢喹啉，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料。
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于95℃下混合均匀。设定双螺杆挤出机中各个区域的温度为：一区190℃，二区217℃，三区228℃，四区为215℃，五区205℃；挤出温度为165℃，挤出转速为230r/min。然后经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
制得的绝缘材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的绝缘材料分别在pH=3的酸性溶液以及pH=10的碱性溶液中处理12小时测试拉伸强度，并测试其在正常环境下的阻燃效果。
表1
酸性溶液处理后拉伸强度（MPa） 碱性溶液处理后拉伸强度（MPa） UL94等级
实施例1 227 219 V-0
实施例2 230 223 V-0
实施例3 242 238 V-0
实施例4 205 199 V-0
对比例1 126 112 V-1
对比例2 114 107 V-1
本发明以丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯为主要成分，通过加入聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑、聚乙二醇、硼酸锌、偶联剂、抗氧剂，辅以混炼、球磨、挤出、干燥、造粒等工艺制备得到的绝缘材料经试验测定，具有优异的抗酸碱性能和阻燃效果，应用前景好，具有良好的社会效益。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种添加氟硅树脂的绝缘材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：丁基橡胶55-65份、三元乙丙橡胶50-60份、氟硅树脂50-60份、聚醋酸乙烯脂35-45份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯30-40份、聚四氟乙烯25-35份、聚碳酸酯树脂20-30份、乙撑双硬脂酰胺20-30份、2-硫醇基苯骈咪唑15-25份、聚乙二醇15-25份、硼酸锌10-15份、偶联剂5-15份、抗氧剂5-15份。
2.根据权利要求1所述的添加氟硅树脂的绝缘材料，其特征在于：所述的聚碳酸酯树脂在25℃下的相对密度为1.15。
3.根据权利要求1所述的添加氟硅树脂的绝缘材料，其特征在于：所述的偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的添加氟硅树脂的绝缘材料，其特征在于：所述的抗氧化剂选自对苯二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、二氢喹啉中的一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的添加氟硅树脂的绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙撑双硬脂酰胺、2-硫醇基苯骈咪唑混合，加入混炼机，在95-105℃下混炼5-10分钟；
（3）向混炼后的混合物中加入硼酸锌、偶联剂、抗氧剂，置于球磨机中球磨均匀，然后加入聚乙二醇继续混合，得到混合料；
（4）再向混合料中加入氟硅树脂、聚醋酸乙烯脂、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯树脂，于85-95℃下混合均匀，经双螺杆挤出机挤出、干燥、切粒，得到成品。
6.根据权利要求5所述的添加氟硅树脂的绝缘材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中双螺杆挤出机中各个区域的设定温度为：一区175~190℃，二区213~217℃，三区225~228℃，四区为205~215℃，五区185~205℃；挤出温度为155~165℃，挤出转速为185~230r/min。
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