CN105820421A - 一种新型防静电机车电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型防静电机车电缆材料,由以下重量份的原料制备制成:镁砂3‑4、锡铋合金粉6‑8、聚丙烯26‑33、膨胀蛭石7‑9、污泥32‑36、硫酸锌4‑5、硫酸亚铁2‑3、石蜡2.6‑4、橡胶促进剂1.2‑1.5、有机锡稳定剂2‑3、乙烯丙烯共聚物10‑15、氯丁橡胶13‑17、聚乙烯58‑65、去离子水适量;本发明机车电缆制备简单,性能优异,环保无污染,耐油性好,耐老化性能优异,抗静电能力好,能够满足市场的需求,潜力广阔。

Description

一种新型防静电机车电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域,尤其涉及一种新型防静电机车电缆材料。
背景技术
聚合物由于其价格低廉、质地轻、比强度大,导热系数小和化学稳定性好等特点被广泛的应用于生产生活的各个领域。大多数的聚合物都是良好的电绝缘体,电阻率高,容易产生静电,从而限制其应用。抗静电的危害越来越大,如干扰飞机无线电设备的正常运转,影响飞机的运行,制药厂设备聚合物外壳容易静电吸附尘埃,影响药品纯度等,近几年,国家铁路交通发展迅速,铁路系统的控制越来越复杂,电气控制设备越来越多,对电缆需求量也越来越大。其中抗静电性显得尤其重要。
《导电_抗静电聚合物纳米复合材料的制备及其性能研究》一文中作者利用低熔点金属、碳纳米管等导电填料制备得到导电抗静电聚合物复合材料及纤维,提出了新的制备方法和新原理,采用电导率高、易加工的低熔点金属作为导电填料,通过熔融共混以及固相拉伸等方法,制备出复合纤维,得出聚合物/低熔点导电金属复合纤维具有电阻率随着拉伸倍率的提高而降低的性质,与未含有低导电熔点纤维的复合纤维比较,其复合纤维的强度和断裂伸长率都有所提高。通过在复合纤维中添加碳纳米管和纳米蒙脱土显著降低了金属颗粒粒径,使得复合纤维获得了更加优异的电性能和力学性能。虽然本发明能够解决电缆导电抗静电等方面的要求,但是随着机车技术的发展,对电缆的铺设环境和使用性能要求越来越高,单纯的单一性能已不能满足市场需求,本发明在这基础上进行改进,以期达到耐弯曲性能好、防火阻燃、绿色环保、耐老化等的特性,使其达到铁路工程中对电缆的使用要求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种新型防静电机车电缆材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种新型防静电机车电缆材料,由以下重量份的原料制备制成:镁砂3-4、锡铋合金粉6-8、聚丙烯26-33、膨胀蛭石7-9、污泥32-36、硫酸锌4-5、硫酸亚铁2-3、石蜡2.6-4、橡胶促进剂1.2-1.5、有机锡稳定剂2-3、乙烯丙烯共聚物10-15、氯丁橡胶13-17、聚乙烯58-65、去离子水适量。
所述一种新型防静电机车电缆材料,由以下具体步骤制备制成:
(1)将膨胀蛭石和污泥搅拌混合后用78%浓度的硫酸进行酸化处理,酸化处理结束后加到对辊机中挤压成片状,再转移至回转炉中焙烧2-3h,温度控制为200-300℃,冷却至室温后粉碎备用;
(2)将硫酸锌和硫酸亚铁混合用总重量份15-17倍量的去离子水中溶解稀释,搅拌均匀后加入步骤(1)制备的产物超声分散得悬浮液,再加入适量的0.05mol/L的氢氧化钠溶液,继续搅拌反应,温度控制在50-55℃,反应3-4h,反应结束后过滤,洗涤,干燥后备用;
(3)将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6-8h,冷却后切成颗粒,将锡铋合金粉、步骤(2)制备的产物、石蜡和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀,然后加到双螺杆挤出机挤出造粒,再将颗粒在80℃下烘干4-5h,之后置于毛细管流变仪中,制成混合原丝,将原丝夹持在夹具上,在170-180℃的环境加热箱内,以10mm/min的速度均匀拉伸纤维;
(4)将剩余其余的成分按照配方量通过密炼机熔融共混,温度为160-175℃,时间为15-25min,再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中,最后通过单螺杆挤出机造粒,再将粒子在10-15m/min的挤出速率下,通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
本发明的优点是:本发明通过使用低熔点金属作为导电填料,结合熔融混合和固相拉伸的手段,制备了导电、抗静电复合纤维,使其拥有良好的强度和断裂伸长率,且具有优异的导电性能和力学性能,解决了金属与基体材料相容性差、容易氧化导致电导率下降的问题,还通过化学方法将锌和铁包覆在膨胀蛭石和污泥的表面,提高了材料的膨胀阻燃的特性,显著提高了阻燃的效果,并且实现了有机基体中的有效填充,降低了材料成本,从根本上解决了阻燃剂在基体中分散不均、影响材料本身的力学性能;本发明机车电缆制备简单,性能优异,环保无污染,耐油性好,耐老化性能优异,抗静电能力好,能够满足市场的需求,潜力广阔。
具体实施方式
一种新型防静电机车电缆材料,由以下重量份(公斤)的原料制备制成:镁砂3、锡铋合金粉6、聚丙烯26、膨胀蛭石7、污泥32、硫酸锌4、硫酸亚铁2、石蜡2.6、橡胶促进剂1.2、有机锡稳定剂2、乙烯丙烯共聚物10、氯丁橡胶13、聚乙烯58、去离子水适量。
所述一种新型防静电机车电缆材料,由以下具体步骤制备制成:
(1)将膨胀蛭石和污泥搅拌混合后用78%浓度的硫酸进行酸化处理,酸化处理结束后加到对辊机中挤压成片状,再转移至回转炉中焙烧2h,温度控制为200℃,冷却至室温后粉碎备用;
(2)将硫酸锌和硫酸亚铁混合用总重量份15倍量的去离子水中溶解稀释,搅拌均匀后加入步骤(1)制备的产物超声分散得悬浮液,再加入适量的0.05mol/L的氢氧化钠溶液,继续搅拌反应,温度控制在50℃,反应3h,反应结束后过滤,洗涤,干燥后备用;
(3)将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6h,冷却后切成颗粒,将锡铋合金粉、步骤(2)制备的产物、石蜡和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀,然后加到双螺杆挤出机挤出造粒,再将颗粒在80℃下烘干4h,之后置于毛细管流变仪中,制成混合原丝,将原丝夹持在夹具上,在170℃的环境加热箱内,以10mm/min的速度均匀拉伸纤维;
(4)将剩余其余的成分按照配方量通过密炼机熔融共混,温度为160℃,时间为15min,再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中,最后通过单螺杆挤出机造粒,再将粒子在10m/min的挤出速率下,通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
该机车电缆材料的性能测试如下:
拉伸强度(MPa):16.8;断裂伸长率(%):382;体积电阻率(Ω.m):3.4×1013;介电强度(MV/m):28;氧指数(%):31;载荷下伸长率(%):10;永久变形率(%):0。

Claims (2)

1.一种新型防静电机车电缆材料,其特征在于,由以下重量份的原料制备制成:镁砂3-4、锡铋合金粉6-8、聚丙烯26-33、膨胀蛭石7-9、污泥32-36、硫酸锌4-5、硫酸亚铁2-3、石蜡2.6-4、橡胶促进剂1.2-1.5、有机锡稳定剂2-3、乙烯丙烯共聚物10-15、氯丁橡胶13-17、聚乙烯58-65、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种新型防静电机车电缆材料,其特征在于,由以下具体步骤制备制成:
(1)将膨胀蛭石和污泥搅拌混合后用78%浓度的硫酸进行酸化处理,酸化处理结束后加到对辊机中挤压成片状,再转移至回转炉中焙烧2-3h,温度控制为200-300℃,冷却至室温后粉碎备用;
(2)将硫酸锌和硫酸亚铁混合用总重量份15-17倍量的去离子水中溶解稀释,搅拌均匀后加入步骤(1)制备的产物超声分散得悬浮液,再加入适量的0.05mol/L的氢氧化钠溶液,继续搅拌反应,温度控制在50-55℃,反应3-4h,反应结束后过滤,洗涤,干燥后备用;
(3)将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6-8h,冷却后切成颗粒,将锡铋合金粉、步骤(2)制备的产物、石蜡和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀,然后加到双螺杆挤出机挤出造粒,再将颗粒在80℃下烘干4-5h,之后置于毛细管流变仪中,制成混合原丝,将原丝夹持在夹具上,在170-180℃的环境加热箱内,以10mm/min的速度均匀拉伸纤维;
(4)将剩余其余的成分按照配方量通过密炼机熔融共混,温度为160-175℃,时间为15-25min,再使用开炼机将步骤(3)制备的产物混入上述复合材料中,最后通过单螺杆挤出机造粒,再将粒子在10-15m/min的挤出速率下,通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。
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CN101613504A (zh) * 2009-07-24 2009-12-30 青岛中阳消防科技有限公司 一种具有crt特性的感温电缆料的材料及制备方法

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