CN105713351A - 一种抗冻抗高温电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗冻抗高温电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冻抗高温电缆材料及其制备方法，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，25～35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5～10份；聚丙烯树脂，20～30份；正硅酸乙酯，4～8份；钼酸钠，5～7份；改性高岭土，2～4份；改性硅藻土，3～5份；玻璃纤维，1～3份；七钼酸铵和三乙醇胺共3～5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2～4:1。本发明提供的电缆材料在极端寒冷条件下参数变化不大，适合寒冷条件下使用，同时，本发明还检测120℃高温条件下对电缆材料的影响，100天的性能参数变化波动也较小，适合高温条件长期使用。

Description

一种抗冻抗高温电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电力电缆领域，具体涉及一种抗冻抗高温电缆材料及其制备方法。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
目前，电缆广泛应用于不同的地域和时空，包括极端温度条件下，电缆大多架于两个电线杆之间，而且暴露于室外，一旦损坏，将会对供电系统以及人们安全造成隐患，因此供电部门对电缆的性能要求极高，应该具备较好的耐高温和寒冷性能。因此，如何在极端温度条件下保持较好的性能参数是对电缆材料生产厂家提出的新要求。然而，目前市售的耐高温耐寒冷电缆主要为硅橡胶电缆，该电缆材料具备一定的耐高温耐寒冷性能，但是使用一段时间后，容易断裂。
为了提高电缆在极端环境下的寿命，有必要开发一种抗冻抗高温性能优异的电缆材料。
发明内容
本发明的第一目的在于一种抗冻抗高温电缆材料；
本发明的第二目的在于提供上述抗冻抗高温电缆材料的制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种抗冻抗高温电缆材料，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，25～35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5～10份；聚丙烯树脂，20～30份；正硅酸乙酯，4～8份；钼酸钠，5～7份；改性高岭土，2～4份；改性硅藻土，3～5份；玻璃纤维，1～3份；七钼酸铵和三乙醇胺共3～5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2～4:1。
进一步地，所述改性高岭土制备方法为：用10％盐酸浸泡高岭土15min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得。
进一步地，所述改性高岭土制备方法为：用10％盐酸浸泡硅藻土30min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得。
进一步地，所述的抗冻抗高温电缆材料由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为3:1。
进一步地，所述的抗冻抗高温电缆材料由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，25份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5份；聚丙烯树脂，20份；正硅酸乙酯，4份；钼酸钠，5份；改性高岭土，2份；改性硅藻土，3份；玻璃纤维，1份；七钼酸铵和三乙醇胺共3份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2:1。
进一步地，所述的抗冻抗高温电缆材料由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，10份；聚丙烯树脂，30份；正硅酸乙酯，8份；钼酸钠，7份；改性高岭土，4份；改性硅藻土，5份；玻璃纤维，3份；七钼酸铵和三乙醇胺共5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为4:1。
上述抗冻抗高温电缆材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
本发明的优点：
1、本发明提供的电缆材料抗冻抗高温效果优异；
2、本发明提供的制备方法简单易行，不需要大型设备，易于推广。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
本发明中，改性高岭土制备方法为：用10％盐酸浸泡高岭土15min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得；改性硅藻土制备方法为：用10％盐酸浸泡硅藻土30min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得。
实施例1：电缆材料的制备
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为3:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例2：电缆材料的制备
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，25份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5份；聚丙烯树脂，20份；正硅酸乙酯，4份；钼酸钠，5份；改性高岭土，2份；改性硅藻土，3份；玻璃纤维，1份；七钼酸铵和三乙醇胺共3份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例3：电缆材料的制备
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，10份；聚丙烯树脂，30份；正硅酸乙酯，8份；钼酸钠，7份；改性高岭土，4份；改性硅藻土，5份；玻璃纤维，3份；七钼酸铵和三乙醇胺共5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为4:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例4：电缆材料的制备
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例5：电缆材料的制备
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为4:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例6：对比实施例，七钼酸铵和三乙醇胺重量份之比为1:1
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为1:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例7：对比实施例，七钼酸铵和三乙醇胺重量份之比为5:1
原料重量份比：
双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为5:1。
制备方法：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
实施例8：效果实施例，电缆性能测试
将实施例1～7制备的电缆材料置于-50℃温度下100天，测定体积电阻率保持率(％)、抗张强度保持率(％)、断裂伸长保持率(％)和硬度保持率(％)，结果见下表：
组别 体积电阻率保持率 抗张强度保持率 断裂伸长保持率 硬度保持率
实施例1 99.4％ 99.4％ 99.5％ 99.3％
实施例4 93.2％ 92.9％ 95.0％ 94.8％
实施例5 92.9％ 92.7％ 94.3％ 94.4％
实施例6 72.3％ 74.2％ 73.5％ 70.8％
实施例7 72.1％ 73.9％ 73.3％ 70.5％
实施例2、3制备的电缆材料性能与实施例4、5制备的电缆材料性能相近。
本发明提供的电缆材料在极端寒冷条件下参数变化不大，适合寒冷条件下使用，同时，本发明还检测120℃高温条件下对电缆材料的影响，100天的性能参数变化波动也较小，适合高温条件长期使用。本发明电缆材料的性能可能与配方中七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比有关，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2～4:1时性能最优。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (7)

1.一种抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，25～35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5～10份；聚丙烯树脂，20～30份；正硅酸乙酯，4～8份；钼酸钠，5～7份；改性高岭土，2～4份；改性硅藻土，3～5份；玻璃纤维，1～3份；七钼酸铵和三乙醇胺共3～5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2～4:1。
2.根据权利要求1所述的抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，所述改性高岭土制备方法为：用10％盐酸浸泡高岭土15min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得。
3.根据权利要求2所述的抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，所述改性硅藻土制备方法为：用10％盐酸浸泡硅藻土30min，200转/分钟离心3分钟，收集沉淀，烘干后，研磨成粒径为500目的粉末，即得。
4.根据权利要求3所述的抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，30份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，8份；聚丙烯树脂，25份；正硅酸乙酯，6份；钼酸钠，6份；改性高岭土，3份；改性硅藻土，4份；玻璃纤维，2份；七钼酸铵和三乙醇胺共4份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为3:1。
5.根据权利要求3所述的抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，25份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，5份；聚丙烯树脂，20份；正硅酸乙酯，4份；钼酸钠，5份；改性高岭土，2份；改性硅藻土，3份；玻璃纤维，1份；七钼酸铵和三乙醇胺共3份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为2:1。
6.根据权利要求3所述的抗冻抗高温电缆材料，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：双环戊二烯苯酚环氧树脂，35份；聚氧化乙烯烷基苯基醚，10份；聚丙烯树脂，30份；正硅酸乙酯，8份；钼酸钠，7份；改性高岭土，4份；改性硅藻土，5份；玻璃纤维，3份；七钼酸铵和三乙醇胺共5份，七钼酸铵和三乙醇胺的重量份之比为4:1。
7.权利要求1～6任一所述抗冻抗高温电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将双环戊二烯苯酚环氧树脂、聚丙烯树脂、正硅酸乙酯、钼酸钠，混合均匀，加入密炼机，在温度为85～95℃下混炼4～6分钟，得到复合物A；
步骤S2，将聚氧化乙烯烷基苯基醚、改性高岭土、改性硅藻土、玻璃纤维、七钼酸铵和三乙醇胺依次加入反应器中，反应器的温度控制在65～75℃，边添加原料边搅拌，搅拌均匀后，静置反应8～15分钟得到复合物B；
步骤S3，将复合物A和复合物B投入到离心机中，500转/分钟离心搅拌10分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃下注塑成型即得。
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