CN105733190A - 一种耐老化电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐老化电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐老化电缆材料及其制备方法。其成分与制备方法如下：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速60?80r/min下搅拌30?50分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在170?190℃烘箱中固化2?3小时成型，最后将固化材料进行拉挤。本发明的耐老化电缆材料在未老化前力学性能较好，老化1000小时后，力学性能变化不大，具有卓越的耐老化效果。

Description

一种耐老化电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种耐老化电缆材料及其制备方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，生产的不断扩大，人们对于物质生活水平的要求也越来越高，其中，对电力的需求也越来越大。为了满足电能的需求，供电公司已通过提高发电设备的性能及投资来增加发电能力。但是，电能增加后，在谁送过程中就会产生大量热量，承载能力下降，电缆老化加快，开始下垂，可能会接触邻近物体，严重时会对人身安全造成威胁。因此，如何提高电缆材料的耐老化性成为了亟待解决的问题。通过原料的复合来制造高力学性能、质量轻便以及绝缘性好，同时耐老化效果佳的材料，成为了个科研工作者和企业不断研究的热点。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种耐老化电缆材料，在未老化前力学性能较好，其弯曲强度、弯曲模量和剪切强度都较高，老化250小时和1000小时后，其力学性能变化都不太大，耐老化性能佳，效果好。
技术方案：一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂10-30份、海因环氧树脂20-40份、聚二甲硅氧烷0.2-0.5份、白藜芦醇0.1-0.2份、脂肪酸钾皂0.1-0.2份、偏苯三酸酐1-3份、甲基四氢苯酐1-2份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.1-0.3份、碳纤维3-6份、玻璃纤维2-5份、三乙醇胺0.5-1份、二月桂酸二丁基锡0.2-0.5份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.1-0.2份、抗坏血酸棕榈酸酯0.1-0.3份、对羟基苯甲酸乙酯0.1-0.2份、丁基羟基茴香醚0.1-0.2份。
进一步优选的，所述的一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂15-25份、海因环氧树脂25-35份、聚二甲硅氧烷0.3-0.4份、白藜芦醇0.11-0.16份、脂肪酸钾皂0.12-0.17份、偏苯三酸酐1.5-2.5份、甲基四氢苯酐1.1-1.6份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.15-0.25份、碳纤维4-5份、玻璃纤维3-4份、三乙醇胺0.6-0.9份、二月桂酸二丁基锡0.3-0.4份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.11-0.16份、抗坏血酸棕榈酸酯0.15-0.25份、对羟基苯甲酸乙酯0.11-0.16份、丁基羟基茴香醚0.11-0.17份。
上述耐老化电缆材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌30-50分钟；
步骤2：将混合物倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；
步骤3：将纤维放入模具中在170-190℃烘箱中固化2-3小时成型；
步骤4：将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 140-150℃，170-180℃，140-150℃，拉挤速度为0.25-0.35m/min。
进一步优选的，步骤1中转速为65-75r/min，搅拌时间为35-45分钟。
进一步优选的，步骤3中温度为175-185℃，固化时间为2.5小时。
进一步优选的，步骤4中三区温度分别为 145℃，175℃，145℃，拉挤速度为0.3m/min。
有益效果：本发明的耐老化电缆材料在未老化前力学性能较好，其弯曲强度、弯曲模量和剪切强度最高可达1682.7MPa、81.5GPa和89.0MPa，而在温度80℃，相对湿度95%下分别老化250小时和1000小时后，其弯曲强度、弯曲模量和剪切强度等力学性能变化都不太大，耐老化性能佳，效果好。
具体实施方式
实施例1
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂15份、海因环氧树脂25份、聚二甲硅氧烷0.3份、白藜芦醇0.11份、脂肪酸钾皂0.12份、偏苯三酸酐1.5份、甲基四氢苯酐1.1份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.15份、碳纤维4份、玻璃纤维3份、三乙醇胺0.6份、二月桂酸二丁基锡0.3份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.11份、抗坏血酸棕榈酸酯0.15份、对羟基苯甲酸乙酯0.11份、丁基羟基茴香醚0.11份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速65r/min下搅拌35分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在175℃烘箱中固化2.5小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 145℃，175℃，145℃，拉挤速度为0.3m/min。
实施例2
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂25份、海因环氧树脂35份、聚二甲硅氧烷0.4份、白藜芦醇0.16份、脂肪酸钾皂0.17份、偏苯三酸酐2.5份、甲基四氢苯酐1.6份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.25份、碳纤维5份、玻璃纤维4份、三乙醇胺0.9份、二月桂酸二丁基锡0.4份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.16份、抗坏血酸棕榈酸酯0.25份、对羟基苯甲酸乙酯0.16份、丁基羟基茴香醚0.17份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速75r/min下搅拌45分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在185℃烘箱中固化2.5小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 145℃，175℃，145℃，拉挤速度为0.3m/min。
实施例3
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂10份、海因环氧树脂20份、聚二甲硅氧烷0.2份、白藜芦醇0.1份、脂肪酸钾皂0.1份、偏苯三酸酐1份、甲基四氢苯酐1份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.1份、碳纤维3份、玻璃纤维2份、三乙醇胺0.5份、二月桂酸二丁基锡0.2份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.1份、抗坏血酸棕榈酸酯0.1份、对羟基苯甲酸乙酯0.1份、丁基羟基茴香醚0.1份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速60r/min下搅拌30分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在170℃烘箱中固化2小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 140℃，170℃，140℃，拉挤速度为0.25m/min。
实施例4
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂20份、海因环氧树脂30份、聚二甲硅氧烷0.3份、白藜芦醇0.15份、脂肪酸钾皂0.15份、偏苯三酸酐2份、甲基四氢苯酐1.5份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.2份、碳纤维4.5份、玻璃纤维3.5份、三乙醇胺0.75份、二月桂酸二丁基锡0.35份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.15份、抗坏血酸棕榈酸酯0.2份、对羟基苯甲酸乙酯0.15份、丁基羟基茴香醚0.15份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速70r/min下搅拌40分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在180℃烘箱中固化2.5小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 145℃，175℃，145℃，拉挤速度为0.3m/min。
实施例5
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂30份、海因环氧树脂40份、聚二甲硅氧烷0.5份、白藜芦醇0.2份、脂肪酸钾皂0.2份、偏苯三酸酐3份、甲基四氢苯酐2份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.3份、碳纤维6份、玻璃纤维5份、三乙醇胺1份、二月桂酸二丁基锡0.5份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.2份、抗坏血酸棕榈酸酯0.3份、对羟基苯甲酸乙酯0.2份、丁基羟基茴香醚0.2份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌50分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在190℃烘箱中固化3小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为150℃，180℃，150℃，拉挤速度为0.35m/min。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有脂肪酸钾皂和亚乙基双硬脂酸酰胺。具体地说是：
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂30份、海因环氧树脂40份、聚二甲硅氧烷0.5份、白藜芦醇0.2份、偏苯三酸酐3份、甲基四氢苯酐2份、碳纤维6份、玻璃纤维5份、三乙醇胺1份、二月桂酸二丁基锡0.5份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.2份、抗坏血酸棕榈酸酯0.3份、对羟基苯甲酸乙酯0.2份、丁基羟基茴香醚0.2份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌50分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在190℃烘箱中固化3小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为150℃，180℃，150℃，拉挤速度为0.35m/min。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有邻苯甲酰磺酰亚胺和抗坏血酸棕榈酸酯。具体地说是：
一种耐老化电缆材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂30份、海因环氧树脂40份、聚二甲硅氧烷0.5份、白藜芦醇0.2份、脂肪酸钾皂0.2份、偏苯三酸酐3份、甲基四氢苯酐2份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.3份、碳纤维6份、玻璃纤维5份、三乙醇胺1份、二月桂酸二丁基锡0.5份、对羟基苯甲酸乙酯0.2份、丁基羟基茴香醚0.2份。
上述耐老化电缆材料的制备方法为：先将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌50分钟，倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；将纤维放入模具中在190℃烘箱中固化3小时成型，最后将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为150℃，180℃，150℃，拉挤速度为0.35m/min。
将各实施例与对比例作老化试验对比，对比结果见下表，我们可以看到本发明实施例在未老化前力学性能较好，从最佳实施例2看，其弯曲强度为1682.7MPa，弯曲模量81.5GPa，剪切强度89.0MPa，而在温度80℃，相对湿度95%下分别老化250小时和1000小时后，其弯曲强度、弯曲模量和剪切强度等力学性能变化都不太大，说明其耐老化性能佳，效果好。
表1 耐老化电缆材料的性能指标
注：材料直径为8mm，老化条件为温度80℃，相对湿度 95%。

Claims (6)

1.一种耐老化电缆材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂10-30份、海因环氧树脂20-40份、聚二甲硅氧烷0.2-0.5份、白藜芦醇0.1-0.2份、脂肪酸钾皂0.1-0.2份、偏苯三酸酐1-3份、甲基四氢苯酐1-2份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.1-0.3份、碳纤维3-6份、玻璃纤维2-5份、三乙醇胺0.5-1份、二月桂酸二丁基锡0.2-0.5份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.1-0.2份、抗坏血酸棕榈酸酯0.1-0.3份、对羟基苯甲酸乙酯0.1-0.2份、丁基羟基茴香醚0.1-0.2份。
2. 根据权利要求1所述的一种耐老化电缆材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：双酚F型环氧树脂15-25份、海因环氧树脂25-35份、聚二甲硅氧烷0.3-0.4份、白藜芦醇0.11-0.16份、脂肪酸钾皂0.12-0.17份、偏苯三酸酐1.5-2.5份、甲基四氢苯酐1.1-1.6份、亚乙基双硬脂酸酰胺0.15-0.25份、碳纤维4-5份、玻璃纤维3-4份、三乙醇胺0.6-0.9份、二月桂酸二丁基锡0.3-0.4份、邻苯甲酰磺酰亚胺0.11-0.16份、抗坏血酸棕榈酸酯0.15-0.25份、对羟基苯甲酸乙酯0.11-0.16份、丁基羟基茴香醚0.11-0.17份。
3. 权利要求1至2任一项所述的一种耐老化电缆材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将双酚F型环氧树脂、海因环氧树脂、聚二甲硅氧烷、白藜芦醇、脂肪酸钾皂、偏苯三酸酐、甲基四氢苯酐、亚乙基双硬脂酸酰胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、邻苯甲酰磺酰亚胺、抗坏血酸棕榈酸酯、对羟基苯甲酸乙酯和丁基羟基茴香醚混合，用磁力搅拌机在转速60-80r/min下搅拌30-50分钟；
步骤2：将混合物倒入树脂浸渍槽中，加入碳纤维和玻璃纤维，使其浸渍完全；
步骤3：将纤维放入模具中在170-190℃烘箱中固化2-3小时成型；
步骤4：将固化材料进行拉挤成型，三区温度分别为 140-150℃，170-180℃，140-150℃，拉挤速度为0.25-0.35m/min。
4. 根据权利要求3所述的一种耐老化电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中转速为65-75r/min，搅拌时间为35-45分钟。
5. 根据权利要求3所述的一种耐老化电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中温度为175-185℃，固化时间为2.5小时。
6. 根据权利要求3所述的一种耐老化电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中三区温度分别为 145℃，175℃，145℃，拉挤速度为0.3m/min。
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