CN105906898A - 一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯37‑40份，PVC树脂23‑26份，聚氯乙烯12‑15份，硬脂酸1.1‑1.4份，超分散石墨烯补强填充剂15‑18份，石蜡0.5‑0.8份，聚乙烯蜡1‑3份，硬脂酸钙2.6‑2.9份，邻苯二甲酸丁苄酯0.9‑1.2份，环氧油酸丁酯1.4‑1.7份，防老剂MB0.4‑0.6份，亚磷酸一苯二异辛酯1.4‑1.7份。

Description

一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料
技术领域
本发明涉及低密度聚乙烯塑料技术领域，尤其涉及一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料。
背景技术
随着我国工业化进程的不断深入，电能和通讯产业也同时发生着深刻的变化，电线电缆作为电能和通讯产业基础，有着越来越高的要求。电线电缆的使用性能和寿命，取决于产品的原料选择、工艺。目前，通用的电线电缆料主要是塑料，电而塑料中最普遍、性能最好的是低密度聚乙烯塑料。低密度聚乙烯塑料具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，同时具有优异的耐燃自熄性，因此成为电线电缆加工过程中不可或缺的原材料。70摄氏度护层是软低密度聚乙烯塑料的一种产品，具有优良的延展性能、抗撕裂性能和优异的加工性能，然而，其强度和耐磨性能普遍不佳，因此，着力提高70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料的耐磨性能和强度，是进一步拓宽该材料应用范围、提高企业产值的重要手段。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，具有极佳的耐磨性能和强度。
本发明提出的一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯37-40份，PVC树脂23-26份，聚氯乙烯12-15份，硬脂酸1.1-1.4份，超分散石墨烯补强填充剂15-18份，石蜡0.5-0.8份，聚乙烯蜡1-3份，硬脂酸钙2.6-2.9份，邻苯二甲酸丁苄酯0.9-1.2份，环氧油酸丁酯1.4-1.7份，防老剂MB0.4-0.6份，亚磷酸一苯二异辛酯1.4-1.7份。
优选地，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、将石墨、硝酸钾、高锰酸钾投入硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，向溶液A中投入过氧化氢溶液，搅拌后，静置，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、将膨润土、硫酸混合均匀，置于水浴中，保温后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、将改性膨润土、乙基纤维素、乙醇溶液混合均匀，接着升高温度，继续在搅拌条件下添加改性石墨烯，接着保温后，升高温度，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
优选地，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将4-7份石墨、8-10份硝酸钾、12-15份高锰酸钾投入20-23份硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，向溶液A中投入16-20份过氧化氢溶液，搅拌后，静置，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16-18份膨润土、32-35份硫酸混合均匀，置于水浴中，保温后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将130-150份改性膨润土、12-16份乙基纤维素、320-350份乙醇溶液混合均匀，接着升高温度，继续在搅拌条件下添加2.3-2.6份改性石墨烯，接着保温后，升高温度，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
优选地，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将4-7份石墨、8-10份硝酸钾、12-15份高锰酸钾投入20-23份质量分数为42-45wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为360-380W，超声处理的功率为65-70kHz，超声处理的时间为80-100min，向溶液A中投入16-20份质量分数为35-40wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置120-140min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16-18份膨润土、32-35份质量分数为52-55wt％的硫酸混合均匀，置于76-80℃水浴中，保温8-10h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将130-150份改性膨润土、12-16份乙基纤维素、320-350份质量分数为44-48wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至62-65℃，继续在搅拌条件下添加2.3-2.6份改性石墨烯，添加的速度为0.4-0.7份/min，接着保温28-30h后，升高温度至86-90℃，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
优选地，超分散石墨烯补强填充剂制备过程的S2中，膨润土的细度为60-100目。
优选地，超分散石墨烯补强填充剂制备过程的S3中，焙烧温度为530-540℃，焙烧时间为5-7h。
优选地，低密度聚乙烯、PVC树脂、聚氯乙烯的重量比为38-39：24-25：13-14。
优选地，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯38-39份，PVC树脂24-25份，聚氯乙烯13-14份，硬脂酸1.2-1.3份，超分散石墨烯补强填充剂16-17份，石蜡0.6-0.7份，聚乙烯蜡1.4-2.5份，硬脂酸钙2.7-2.8份，邻苯二甲酸丁苄酯1-1.1份，环氧油酸丁酯1.5-1.6份，防老剂MB 0.4-0.5份，亚磷酸一苯二异辛酯1.5-1.6份。
超分散石墨烯补强填充剂的制备是将易与其他物料融合的的改性石墨烯，与经加工后膨胀的改性膨润土，在粘结剂乙基纤维素的作用下，充分融合的过程，解决了石墨烯价格昂贵、成本较高的缺点，在大幅提高了本发明的强度、抗撕裂性能和耐磨性能的同时，保持本发明的柔韧性、弹性和可塑性。超分散石墨烯补强填充剂的制备过程中，将石墨置于特定浓度硝酸钾和硫酸溶液中，能够在催化剂高锰酸钾的作用下，使石墨片层逐步剥离，形成均匀、光滑的石墨烯片层；添加的特定浓度过氧化氢溶液具有极强氧化能力，能够将大量羟基扦插入石墨烯之中；在接下来的洗涤中，使水分子逐渐插入石墨烯中，得到均匀分散的氧化石墨烯水溶液，接着干燥得到的氧化石墨烯具有极佳的与其他物料相融合能力；而经酸化改性的膨润土中，体积较小的氢离子与膨润土分子间的钾离子、钠离子、钙离子等发生置换，从而扩大膨润土的孔道与孔隙结构，同时削弱膨润土层间的键力，使层状晶格裂开；进一步提高容纳其他物料的能力；接着改性膨润土分散在含有乙基纤维素的特点浓度乙醇溶液中，氧化石墨烯能够在乙基纤维素的作用下，均匀、逐步粘地结、附着在改性膨润土的孔道与孔隙结构中，将氧化石墨烯极为分散地分布在体系中，形成的补强填充剂具有性能均匀，与聚乙烯相容性好等特点。本发明使用PVC树脂、聚氯乙烯配合低密度聚乙烯作为主料，进一步提高了本发明的强度、韧性和物理化学性能，同时在增塑剂邻苯二甲酸丁苄酯、环氧油酸丁酯作用下，极易塑化成型，形成结构稳定、物理化学性质优异的聚合物；硬脂酸的添加，能与聚乙烯蜡配合作为润滑剂和稳定剂，提高本发明的加工性能；硬脂酸钙不仅能够作为塑化剂，配合邻苯二甲酸丁苄酯、环氧油酸丁酯使用，同时能够与硬脂酸、聚乙烯蜡配合，进一步增强本发明的加工性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯40份，PVC树脂23份，聚氯乙烯15份，硬脂酸1.1份，超分散石墨烯补强填充剂18份，石蜡0.5份，聚乙烯蜡3份，硬脂酸钙2.6份，邻苯二甲酸丁苄酯1.2份，环氧油酸丁酯1.4份，防老剂MB0.6份，亚磷酸一苯二异辛酯1.4份。
其中，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将7份石墨、8份硝酸钾、15份高锰酸钾投入20份质量分数为45wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为360W，超声处理的功率为70kHz，超声处理的时间为80min，向溶液A中投入20份质量分数为35wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置140min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16份100目的膨润土、35份质量分数为52wt％的硫酸混合均匀，置于80℃水浴中，保温8h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将130份改性膨润土、1216份乙基纤维素、320份质量分数为48wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至62℃，继续在搅拌条件下添加2.6份改性石墨烯，添加的速度为0.4份/min，接着保温30h后，升高温度至86℃，第一次冷却，洗涤，烘干，540℃焙烧5h，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
实施例2
本发明提出的一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯37份，PVC树脂26份，聚氯乙烯12份，硬脂酸1.4份，超分散石墨烯补强填充剂15份，石蜡0.8份，聚乙烯蜡1份，硬脂酸钙2.9份，邻苯二甲酸丁苄酯0.9份，环氧油酸丁酯1.7份，防老剂MB 0.4份，亚磷酸一苯二异辛酯1.7份。
其中，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将4份石墨、10份硝酸钾、12份高锰酸钾投入23份质量分数为42wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为380W，超声处理的功率为65kHz，超声处理的时间为100min，向溶液A中投入16份质量分数为40wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置120min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将18份60目的膨润土、32份质量分数为55wt％的硫酸混合均匀，置于76℃水浴中，保温10h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将150份改性膨润土、12份乙基纤维素、350份质量分数为44wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至65℃，继续在搅拌条件下添加2.3份改性石墨烯，添加的速度为0.7份/min，接着保温28h后，升高温度至90℃，第一次冷却，洗涤，烘干，530℃焙烧7h，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
实施例3
本发明提出的一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯39份，PVC树脂24份，聚氯乙烯14份，硬脂酸1.2份，超分散石墨烯补强填充剂17份，石蜡0.6份，聚乙烯蜡2.5份，硬脂酸钙2.7份，邻苯二甲酸丁苄酯1.1份，环氧油酸丁酯1.5份，防老剂MB 0.5份，亚磷酸一苯二异辛酯1.5份。
其中，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将6份石墨、8份硝酸钾、14份高锰酸钾投入21份质量分数为44wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为365W，超声处理的功率为68kHz，超声处理的时间为85min，向溶液A中投入18份质量分数为36wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置135min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16份80目的膨润土、34份质量分数为53wt％的硫酸混合均匀，置于78℃水浴中，保温8.5h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将137份改性膨润土、15份乙基纤维素、330份质量分数为47wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至63℃，继续在搅拌条件下添加2.5份改性石墨烯，添加的速度为0.5份/min，接着保温29h后，升高温度至87℃，第一次冷却，洗涤，烘干，538℃焙烧5.5h，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
实施例4
本发明提出的一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯38份，PVC树脂25份，聚氯乙烯13份，硬脂酸1.3份，超分散石墨烯补强填充剂16份，石蜡0.7份，聚乙烯蜡1.4份，硬脂酸钙2.8份，邻苯二甲酸丁苄酯1份，环氧油酸丁酯1.6份，防老剂MB 0.4份，亚磷酸一苯二异辛酯1.6份。
其中，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将5份石墨、9份硝酸钾、13份高锰酸钾投入22份质量分数为43wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为370W，超声处理的功率为66kHz，超声处理的时间为90min，向溶液A中投入17份质量分数为38wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置130min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将17份70目的膨润土、33质量分数为54wt％的硫酸混合均匀，置于77℃水浴中，保温9h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将144份改性膨润土、13份乙基纤维素、340份质量分数为45wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至64℃，继续在搅拌条件下添加2.4份改性石墨烯，添加的速度为0.6份/min，接着保温28.5h后，升高温度至88℃，第一次冷却，洗涤，烘干，535℃焙烧6h，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯37-40份，PVC树脂23-26份，聚氯乙烯12-15份，硬脂酸1.1-1.4份，超分散石墨烯补强填充剂15-18份，石蜡0.5-0.8份，聚乙烯蜡1-3份，硬脂酸钙2.6-2.9份，邻苯二甲酸丁苄酯0.9-1.2份，环氧油酸丁酯1.4-1.7份，防老剂MB0.4-0.6份，亚磷酸一苯二异辛酯1.4-1.7份。
2.根据权利要求1所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、将石墨、硝酸钾、高锰酸钾投入硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，向溶液A中投入过氧化氢溶液，搅拌后，静置，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、将膨润土、硫酸混合均匀，置于水浴中，保温后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、将改性膨润土、乙基纤维素、乙醇溶液混合均匀，接着升高温度，继续在搅拌条件下添加改性石墨烯，接着保温后，升高温度，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
3.根据权利要求1或2所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将4-7份石墨、8-10份硝酸钾、12-15份高锰酸钾投入20-23份硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，向溶液A中投入16-20份过氧化氢溶液，搅拌后，静置，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16-18份膨润土、32-35份硫酸混合均匀，置于水浴中，保温后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将130-150份改性膨润土、12-16份乙基纤维素、320-350份乙醇溶液混合均匀，接着升高温度，继续在搅拌条件下添加2.3-2.6份改性石墨烯，接着保温后，升高温度，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，超分散石墨烯补强填充剂的制备过程包括：
S1、按重量份将4-7份石墨、8-10份硝酸钾、12-15份高锰酸钾投入20-23份质量分数为42-45wt％的硫酸溶液中，超声处理得到溶液A，超声处理的功率为360-380W，超声处理的功率为65-70kHz，超声处理的时间为80-100min，向溶液A中投入16-20份质量分数为35-40wt％的过氧化氢溶液，搅拌后，静置120-140min，洗涤，干燥得到氧化石墨烯；
S2、按重量份将16-18份膨润土、32-35份质量分数为52-55wt％的硫酸混合均匀，置于76-80℃水浴中，保温8-10h后，冷却，抽滤，洗涤，干燥，研磨得到改性膨润土；
S3、按重量份将130-150份改性膨润土、12-16份乙基纤维素、320-350份质量分数为44-48wt％的乙醇溶液混合均匀，接着升高温度至62-65℃，继续在搅拌条件下添加2.3-2.6份改性石墨烯，添加的速度为0.4-0.7份/min，接着保温28-30h后，升高温度至86-90℃，第一次冷却，洗涤，烘干，焙烧，第二次冷却，研磨得到超分散石墨烯补强填充剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，超分散石墨烯补强填充剂制备过程的S2中，膨润土的细度为60-100目。
6.根据权利要求1-5任一项所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，超分散石墨烯补强填充剂制备过程的S3中，焙烧温度为530-540℃，焙烧时间为5-7h。
7.根据权利要求4-6任一项所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，低密度聚乙烯、PVC树脂、聚氯乙烯的重量比为38-39：24-25：13-14。
8.根据权利要求4-7任一项所述70摄氏度绝缘级软聚乙烯塑料，其特征在于，其原料按重量份包括：低密度聚乙烯38-39份，PVC树脂24-25份，聚氯乙烯13-14份，硬脂酸1.2-1.3份，超分散石墨烯补强填充剂16-17份，石蜡0.6-0.7份，聚乙烯蜡1.4-2.5份，硬脂酸钙2.7-2.8份，邻苯二甲酸丁苄酯1-1.1份，环氧油酸丁酯1.5-1.6份，防老剂MB 0.4-0.5份，亚磷酸一苯二异辛酯1.5-1.6份。
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