CN106398042A - 一种耐热电缆表层材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐热电缆表层材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂100～200份，烷基酚醛树脂50～100份，氯丁橡胶25～50份，石棉30～60份，玻璃纤维15～35份，纳米氧化铝10～20份，苯扎氯铵2～4份，金属氢氧化物10～30份，炭黑5～10份，增柔剂1～5份，固化剂2～6份，光稳定剂3～8份。本发明提出的电缆表层材料，原料价廉易得，耐热性能、绝缘性和耐候性好，抗冲击能力强，霉变速度慢，阻燃效果好，且制备过程简单，原料的混合和固化速度快，效果好。

Description

一种耐热电缆表层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种耐热电缆表层材料及其制备方法。
背景技术
电缆由电缆内芯和电缆表层组成，电缆表层主要作用是保护电缆内芯不受外界环境的干扰。有些电缆使用的外界环境温度较高，普通的电缆表层材料的耐高温性能较差，长期处于高温环境下电缆表层材料易发生老化、开裂的现象，影响其对电缆内芯的保护作用，从而影响内部信号的传输效果，存在一定的安全隐患，而且有些电缆内芯在传输信号的同时，会产生一定的热量，使得电缆表层材料的稳定性降低，缩短其使用寿命。除此之外，电缆主要是置于室外，对于霉雨季节，雨水的冲击会对电缆表层材料造成一定的损害，同时也会加快电缆表层材料的霉变速度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种耐热电缆表层材料及其制备方法。
一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂100～200份，烷基酚醛树脂50～100份，氯丁橡胶25～50份，石棉30～60份，玻璃纤维15～35份，纳米氧化铝10～20份，苯扎氯铵2～4份，金属氢氧化物10～30份，炭黑5～10份，增柔剂1～5份，固化剂2～6份，光稳定剂3～8份。
优选的，所述的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂120～160份，烷基酚醛树脂60～80份，氯丁橡胶30～50份，石棉40～60份，玻璃纤维20～30份，纳米氧化铝10～20份，苯扎氯铵2～4份，金属氢氧化物15～25份，炭黑5～10份，增柔剂2～5份，固化剂3～5份，光稳定剂3～6份。
优选的，所述的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶40份，石棉50份，玻璃纤维25份，纳米氧化铝15份，苯扎氯铵3份，金属氢氧化物20份，炭黑7份，增柔剂3.5份，固化剂4份，光稳定剂5份。
优选的，所述纳米氧化铝的粒径为50～80nm。
优选的，所述金属氢氧化物为氢氧化铝或氢氧化镁。
优选的，所述增柔剂为聚乙烯醇和甘油的混合物，且聚乙烯醇和甘油的重量份比为1～4：1。
本发明还提出了一种耐热电缆表层材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为80～100℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在80～100℃温度下密炼1～5min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，纳米氧化铝，苯扎氯铵，金属氢氧化物，炭黑，增柔剂，固化剂和光稳定剂，继续密炼2～6min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料。
优选的，所述保压工序中的保压压力为600～800bar。
优选的，所述脱模工序中脱模温度为30～40℃。
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，以价格低廉的，原料丰富的聚氯乙烯树脂为基料，以烷基酚醛树脂为辅料，使电缆表层材料具有一定的绝缘性和耐腐蚀性，且电缆表层材料中加入与烷基酚醛树脂具有良好相溶性的氯丁橡胶，增加电缆表层材料的粘性和耐候性，使电缆表层材料中各原料的结合力更强，避免出现开裂的现象；石棉、玻璃纤维和纳米氧化铝的加入可以显著增强电缆表层材料的耐热性、绝缘性和抗冲击能力，使其在较高温度下仍保持优良特性；苯扎氯铵的加入可以有效降低电缆表层材料的霉变速度，延长电缆表层材料的使用寿命；金属氢氧化物作为阻燃剂加入，可以提高电缆表层材料的阻燃性，从而加强电缆表层材料的安全性能，而且本发明提出的制备方法简单、易行，电缆表层材料中的增柔剂可以加速各原料的混合，固化剂的加入则加快电缆表层溶液的固化速度，使整体的制备时间较短，效果较好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶40份，石棉50份，玻璃纤维25份，粒径为60nm的纳米氧化铝15份，苯扎氯铵3份，氢氧化铝20份，炭黑7份，聚乙烯醇2.5份，甘油1份，固化剂4份，光稳定剂5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为90℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在90℃温度下密炼3min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为60nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化铝，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼4min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为700bar，脱模工序中脱模温度为35℃。
实施例二
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂100份，烷基酚醛树脂50份，氯丁橡胶25份，石棉30份，玻璃纤维15份，粒径为80nm的纳米氧化铝15份，苯扎氯铵2份，氢氧化镁30份，炭黑10份，聚乙烯醇0.5份，甘油0.5份，固化剂2份，光稳定剂8份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为80℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在80℃温度下密炼2min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为80nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼2min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为600bar，脱模工序中脱模温度为40℃。
实施例三
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂200份，烷基酚醛树脂100份，氯丁橡胶50份，石棉50份，玻璃纤维15份，粒径为70nm的纳米氧化铝20份，苯扎氯铵4份，氢氧化镁10份，炭黑5份，聚乙烯醇4份，甘油1份，固化剂6份，光稳定剂3份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为100℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在100℃温度下密炼5min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为70nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼5min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为800bar，脱模工序中脱模温度为35℃。
实施例四
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶50份，石棉60份，玻璃纤维35份，粒径为70nm的纳米氧化铝20份，苯扎氯铵4份，氢氧化镁20份，炭黑7份，聚乙烯醇2.5份，甘油1份，固化剂4份，光稳定剂5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为90℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在90℃温度下密炼3min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为70nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼6min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为700bar，脱模工序中脱模温度为35℃。
实施例五
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶50份，石棉30份，玻璃纤维15份，粒径为70nm的纳米氧化铝10份，苯扎氯铵4份，氢氧化镁20份，炭黑7份，聚乙烯醇2.5份，甘油1份，固化剂4份，光稳定剂5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为90℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在90℃温度下密炼1min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为70nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼2min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为800bar，脱模工序中脱模温度为30℃。
实施例六
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶50份，石棉60份，玻璃纤维25份，粒径为80nm的纳米氧化铝20份，苯扎氯铵4份，氢氧化镁20份，炭黑7份，聚乙烯醇2.5份，甘油1份，固化剂4份，光稳定剂5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为90℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在90℃温度下密炼1min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为80nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼2min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为800bar，脱模工序中脱模温度为30℃。
实施例七
本发明提出的一种耐热电缆表层材料，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶50份，石棉30份，玻璃纤维35份，粒径为80nm的纳米氧化铝20份，苯扎氯铵4份，氢氧化镁20份，炭黑7份，聚乙烯醇2.5份，甘油1份，固化剂4份，光稳定剂5份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为90℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在90℃温度下密炼1min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，粒径为80nm的纳米氧化铝，苯扎氯铵，氢氧化镁，炭黑，聚乙烯醇，甘油，固化剂和光稳定剂，继续密炼2min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料，且保压工序中的保压压力为800bar，脱模工序中脱模温度为30℃。
对上述实施例一～七制备的电缆表层材料进行马丁耐热试验，参照标准为GB/T1035-1979，试验参数如下：升温程序为50℃/h，起始温度为室温，试样尺寸为120×15×10mm，每组试样三个，试样的弯曲应力为4.9N/mm2，试验结果如下：
上述马丁耐热试验结果表明，根据本发明的制备方法制备出的电缆表层材料均具有较强的耐热性能，且石棉、玻璃纤维和纳米氧化铝的加入量增加均可提高电缆表层材料的耐热温度，试验结果显示，当石棉、玻璃纤维和纳米氧化铝的加入量均为最大量时，其制备的电缆表层材料的耐热温度最高，可以达到166.4℃，当石棉、玻璃纤维和纳米氧化铝的加入量均为最小量时，其制备的电缆表层材料的耐热温度最高，也可以达到139.3℃，耐热性能也较好。
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 (9)

1.一种耐热电缆表层材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂100～200份，烷基酚醛树脂50～100份，氯丁橡胶25～50份，石棉30～60份，玻璃纤维15～35份，纳米氧化铝10～20份，苯扎氯铵2～4份，金属氢氧化物10～30份，炭黑5～10份，增柔剂1～5份，固化剂2～6份，光稳定剂3～8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐热电缆表层材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂120～160份，烷基酚醛树脂60～80份，氯丁橡胶30～50份，石棉40～60份，玻璃纤维20～30份，纳米氧化铝10～20份，苯扎氯铵2～4份，金属氢氧化物15～25份，炭黑5～10份，增柔剂2～5份，固化剂3～5份，光稳定剂3～6份。
3.根据权利要求1所述的一种耐热电缆表层材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯树脂140份，烷基酚醛树脂70份，氯丁橡胶40份，石棉50份，玻璃纤维25份，纳米氧化铝15份，苯扎氯铵3份，金属氢氧化物20份，炭黑7份，增柔剂3.5份，固化剂4份，光稳定剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种耐热电缆表层材料，其特征在于，所述纳米氧化铝的粒径为50～80nm。
5.根据权利要求1所述的一种耐热电缆表层材料，其特征在于，所述金属氢氧化物为氢氧化铝或氢氧化镁。
6.根据权利要求1所述的一种耐热电缆表层材料，其特征在于，所述增柔剂为聚乙烯醇和甘油的混合物，且聚乙烯醇和甘油的重量份比为1～4：1。
7.一种耐热电缆表层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将密炼机的温度预设为80～100℃，待温度达到预设温度后向密炼机中加入相应重量份的聚氯乙烯树脂，烷基酚醛树脂和氯丁橡胶，并在80～100℃温度下密炼1～5min，得到主料；
S2：向上述主料中加入相应重量份的石棉，玻璃纤维，纳米氧化铝，苯扎氯铵，金属氢氧化物，炭黑，增柔剂，固化剂和光稳定剂，继续密炼2～6min，即得电缆表层溶液；
S3：将上述电缆表层溶液投入到电缆表层材料模型中，再经保压、冷却和脱模工序后即得耐热电缆表层材料。
8.根据权利要求7所述的一种耐热电缆表层材料的制备方法，其特征在于，所述保压工序中的保压压力为600～800bar。
9.根据权利要求7所述的一种耐热电缆表层材料的制备方法，其特征在于，所述脱模工序中脱模温度为30～40℃。
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