CN106397931A - 一种低噪声聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：聚乙烯100份，抗氧剂1～2份，阻燃剂11～16份，抗静电剂0.1～0.6份，润滑剂0.5～1份，抗紫外线剂0.3～0.8份，相容剂5～10份，增强剂3～8份，复合泥炭土10～15份。本发明还公开了所述低噪声聚乙烯电缆料的制备方法。本发明所述低噪声聚乙烯电缆料具有较强的抗噪声性能，可应用于低噪声电缆。

Description

一种低噪声聚乙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯电缆料，特别是涉及一种低噪声聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯电缆料是由聚乙烯树脂及各种助剂，经熔融、混炼、塑炼、造粒而成。聚乙烯电缆料作为电缆护套，不仅具有优良的介电性能，而且具有优良的耐低温，抗应力开裂、耐热、耐老化等性能，因此广泛应用于通讯，控制信号和电力电缆的护套，可以架空、埋地和地下敷设。目前，我国国内电缆工业(电力电缆、装备线、通信电缆)消耗塑料总量约为22万吨/年，其中聚乙烯电缆料约为12万吨/年，包括绝缘、护套、阻燃料，共占60％左右。
公开号为CN103509235B、公开日为2016.04.13、申请人为绿宝电缆(集团)有限公司的中国专利公开了“一种环保聚乙烯电缆料及其制备方法”，由下列重量份的组分原料制备而得：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA65-75、聚乙烯树脂40-60、硅氧烷10-15、苯乙烯10-15、炭黑N33910-12、轻质碳酸钙5-10、氧化锌1-2、海泡石8-10、天青石8-10、纳米级二氧化钛2-3、纳米氮化铝1-2、沸石粉10-15、硅烷偶联剂KH5603-4、抗氧剂10100.1-0.2、双十八碳醇酯0.1-0.2、二茂铁0.2-0.4、亚磷酸三苯1-1.5、硼酸锌4-5、十溴二苯乙烷8-10、磷酸二氢铵4-6、交联剂TAIC2-3、改性填料12-15。该发明制备方法简单，操作方便，组成原料配方合理，改性填料的加入，使得配方材料间的相容性好，提高了电线电缆的机械性能，该电缆料具有耐高温、阻燃性能高，燃烧时低烟无毒的特点。然而，不过该专利所述聚乙烯电缆料的抗噪声性能较差，由于其噪声值远大于5mv，因此不能应用于低噪声电缆(噪声值≤5mv)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低噪声聚乙烯电缆料，其具有较强的抗噪声性能，可应用于低噪声电缆。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：聚乙烯100份，抗氧剂1～2份，阻燃剂11～16份，抗静电剂0.1～0.6份，润滑剂0.5～1份，抗紫外线剂0.3～0.8份，相容剂5～10份，增强剂3～8份，复合泥炭土10～15份。
优选地，本发明所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
优选地，本发明所述抗氧剂由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成。
优选地，本发明所述阻燃剂为磷系阻燃剂。
优选地，本发明所述抗静电剂为炭黑。
优选地，本发明所述润滑剂为PE蜡。
优选地，本发明所述抗紫外线剂为UV-328。
优选地，本发明所述相容剂为PE-g-MAH。
优选地，本发明所述增强剂为POE。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述低噪声聚乙烯电缆料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种低噪声聚乙烯电缆料的制备方法，其步骤如下：
(1)将泥炭土加入4倍重量的去离子水中，加热至60℃后以300rpm速度搅拌30分钟，然后加入2mol/L浓度的氢氧化钾溶液，泥炭土与氢氧化钾的重量比为10:1，继续恒温搅拌3小时，静置至室温后过滤，将滤饼水洗至中性后置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到碱处理泥炭土；
(2)按1:5的重量比将步骤(2)得到的碱处理泥炭土、去离子水加入反应瓶中，搅拌30分钟后加入20％质量分数的硫酸溶液，碱处理泥炭土与硫酸的重量比为5:1，浸泡20小时后加热至60℃，以800rpm速度搅拌2小时，倒入量筒中沉降24小时，将中间的悬浊液取出后水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到酸处理泥炭土；
(3)按1:25的固液比将步骤(2)得到的酸处理泥炭土加入10％质量分数的十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，搅拌成悬浮液后置于超声波振荡器中超声振荡30分钟，静置1小时后取出，过滤后将滤饼水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后研磨，过180目筛后得到纯化泥炭土；
(4)将硝酸钕加入5倍重量的75％质量分数的乙醇溶液中，搅拌至完全溶解后得到硝酸钕溶液，将步骤(3)得到的纯化泥炭土加入20倍重量的蒸馏水中，浸泡1小时后加入硝酸钕溶液，搅拌30分钟后超声搅拌1小时，静置陈化8小时，置于烘箱中100℃下烘干，转入焙烧炉中550℃下焙烧2小时，冷却后研磨，过180目筛后得到复合泥炭土；
(5)按配方称取各组份，将各组份加入搅拌机中，搅拌均匀后后得到搅拌料，将搅拌料转入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到低噪声聚乙烯电缆料，双螺杆挤出机的一区温度为155℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为185℃，五区温度为200℃，机头和模具的温度为185℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
泥炭土是一种具有多孔结构的天然土壤，不过其含有不少数量的有机质，所以其力学性能不佳，并本发明先通过氢氧化钾溶液对其进行碱处理，有效清除了泥炭土的有机质部分得到碱处理泥炭土，然后通过硫酸溶液对碱处理泥炭土进行酸处理，硫酸溶液将泥炭土的多孔结构中的杂质进行了有效疏通，并扩大了孔径得到酸处理泥炭土，再将酸处理泥炭土通过超声水热法得到了粒径较小、分散性较好的纯化泥炭土，然后再将纯化泥炭土与硝酸钕进行了复合，将稀土钕元素与泥炭土掺杂得到了复合泥炭土，复合泥炭土中的多孔结构使其具有了很好的耐热性能，可有效提高电缆料的热线胀系数，使得电缆料与金属材料之间的热线胀系数更加接近，从而大大减少了电缆料的热噪声，而钕元素也具有很好的耐高温性能，而且其磁性能很强，因此则可有效减少电缆料内部在受到外力作用时产生的摩擦电荷，而且能大幅降低外部辐射所产生的噪声，大大降低了聚乙烯电缆料的噪声值，使得聚乙烯电缆料具有了较强的抗噪声性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂1.6份，磷系阻燃剂12份，炭黑0.1份，PE蜡1份，UV-328 0.7份，PE-g-MAH 6份，POE 4份，复合泥炭土14份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将泥炭土加入4倍重量的去离子水中，加热至60℃后以300rpm速度搅拌30分钟，然后加入2mol/L浓度的氢氧化钾溶液，泥炭土与氢氧化钾的重量比为10:1，继续恒温搅拌3小时，静置至室温后过滤，将滤饼水洗至中性后置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到碱处理泥炭土；
(2)按1:5的重量比将步骤(2)得到的碱处理泥炭土、去离子水加入反应瓶中，搅拌30分钟后加入20％质量分数的硫酸溶液，碱处理泥炭土与硫酸的重量比为5:1，浸泡20小时后加热至60℃，以800rpm速度搅拌2小时，倒入量筒中沉降24小时，将中间的悬浊液取出后水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到酸处理泥炭土；
(3)按1:25的固液比将步骤(2)得到的酸处理泥炭土加入10％质量分数的十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，搅拌成悬浮液后置于超声波振荡器中超声振荡30分钟，静置1小时后取出，过滤后将滤饼水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后研磨，过180目筛后得到纯化泥炭土；
(4)将硝酸钕加入5倍重量的75％质量分数的乙醇溶液中，搅拌至完全溶解后得到硝酸钕溶液，将步骤(3)得到的纯化泥炭土加入20倍重量的蒸馏水中，浸泡1小时后加入硝酸钕溶液，搅拌30分钟后超声搅拌1小时，静置陈化8小时，置于烘箱中100℃下烘干，转入焙烧炉中550℃下焙烧2小时，冷却后研磨，过180目筛后得到复合泥炭土；
(5)按配方称取各组份，将各组份加入搅拌机中，搅拌均匀后后得到搅拌料，将搅拌料转入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到低噪声聚乙烯电缆料，双螺杆挤出机的一区温度为155℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为185℃，五区温度为200℃，机头和模具的温度为185℃。
实施例2
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂1.2份，磷系阻燃剂14份，炭黑0.3份，PE蜡0.8份，UV-328 0.3份，PE-g-MAH 10份，POE 6份，复合泥炭土12份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂1份，磷系阻燃剂16份，炭黑0.5份，PE蜡0.6份，UV-328 0.5份，PE-g-MAH 8份，POE 8份，复合泥炭土10份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂2份，磷系阻燃剂11份，炭黑0.2份，PE蜡0.9份，UV-328 0.6份，PE-g-MAH 9份，POE 3份，复合泥炭土15份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例5
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂1.4份，磷系阻燃剂13份，炭黑0.4份，PE蜡0.7份，UV-328 0.8份，PE-g-MAH 5份，POE 5份，复合泥炭土13份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例6
低噪声聚乙烯电缆料，其由下列重量份的组份制成：低密度聚乙烯100份，由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成的抗氧剂1.8份，磷系阻燃剂15份，炭黑0.6份，PE蜡0.5份，UV-328 0.4份，PE-g-MAH 7份，POE 7份，复合泥炭土11份。
其制备方法与实施例1相同。
将实施例1-6以及对比例的抗噪声性能进行测试，对比例为公开号为CN103509235B的中国专利，抗噪声性能参考GB/T17737.1测试各电缆料的噪声值，测试结果如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例
噪声值/mv 3.5 3.6 3.9 3.4 3.8 3.7 22.3
该表显示出本发明实施例1-6的噪声值均小于对比例很多，且均小于5mv，可应用于低噪声电缆。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：其由下列重量份的组份制成：聚乙烯100份，抗氧剂1～2份，阻燃剂11～16份，抗静电剂0.1～0.6份，润滑剂0.5～1份，抗紫外线剂0.3～0.8份，相容剂5～10份，增强剂3～8份，复合泥炭土10～15份。
2.根据权利要求1所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
3.根据权利要求2所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述抗氧剂由等重量的抗氧剂264和抗氧剂DLTP混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为磷系阻燃剂。
5.根据权利要求4所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述抗静电剂为炭黑。
6.根据权利要求5所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述润滑剂为PE蜡。
7.根据权利要求6所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述抗紫外线剂为UV-328。
8.根据权利要求7所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述相容剂为PE-g-MAH。
9.根据权利要求8所述的一种低噪声聚乙烯电缆料，其特征在于：所述增强剂为POE。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种低噪声聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)将泥炭土加入4倍重量的去离子水中，加热至60℃后以300rpm速度搅拌30分钟，然后加入2mol/L浓度的氢氧化钾溶液，泥炭土与氢氧化钾的重量比为10:1，继续恒温搅拌3小时，静置至室温后过滤，将滤饼水洗至中性后置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到碱处理泥炭土；
(2)按1:5的重量比将步骤(2)得到的碱处理泥炭土、去离子水加入反应瓶中，搅拌30分钟后加入20％质量分数的硫酸溶液，碱处理泥炭土与硫酸的重量比为5:1，浸泡20小时后加热至60℃，以800rpm速度搅拌2小时，倒入量筒中沉降24小时，将中间的悬浊液取出后水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后得到酸处理泥炭土；
(3)按1:25的固液比将步骤(2)得到的酸处理泥炭土加入10％质量分数的十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，搅拌成悬浮液后置于超声波振荡器中超声振荡30分钟，静置1小时后取出，过滤后将滤饼水洗至中性，置于烘箱中100℃下烘干，粉碎后研磨，过180目筛后得到纯化泥炭土；
(4)将硝酸钕加入5倍重量的75％质量分数的乙醇溶液中，搅拌至完全溶解后得到硝酸钕溶液，将步骤(3)得到的纯化泥炭土加入20倍重量的蒸馏水中，浸泡1小时后加入硝酸钕溶液，搅拌30分钟后超声搅拌1小时，静置陈化8小时，置于烘箱中100℃下烘干，转入焙烧炉中550℃下焙烧2小时，冷却后研磨，过180目筛后得到复合泥炭土；
(5)按配方称取各组份，将各组份加入搅拌机中，搅拌均匀后后得到搅拌料，将搅拌料转入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到低噪声聚乙烯电缆料，双螺杆挤出机的一区温度为155℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为185℃，五区温度为200℃，机头和模具的温度为185℃。
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