CN106674810A - 一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯15‑25份，聚氯乙烯20‑40份，环氧树脂10‑18份，改性膨润土4‑8份，蚕丝纤维10‑15份，伊利石4‑10份，硼酸锌3‑9份，硅烷偶联剂KH550 2‑6份，钛酸钾纤维8‑12份，石棉纤维6‑12份，乙二醛1.5‑3.5份，己二酸二辛酯0.4‑1.2份，煤焦油2‑6份，对羟基苯甲酸乙酯0.7‑1.1份，红薯粉10‑20份，尿素0.8‑1.6份，叔丁基对苯二酚2‑4份，妥尔油6‑10份。本发明提出的具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，保温性能极好，生物降解性好，抗拉伸性能和耐冲击性能好，吸水率低。

Description

一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料。
背景技术
市场上聚氯乙烯塑料，不仅各项力学性能优异，而且还具有优异的耐化学试剂性能、耐磨性能，市场上聚氯乙烯塑料为一种应用范围较为广泛的工程塑料，随着它在电缆材料领域的应用日益广泛，人们对其安全性能的要求越来越高。然而，与此同时，电缆材料用聚氯乙烯塑料也存在着保温性差、热稳定性及力学性能满足不了需求的缺点。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，保温性能极好，生物降解性好，抗拉伸性能和耐冲击性能好，吸水率低。
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯15-25份，聚氯乙烯20-40份，环氧树脂10-18份，改性膨润土4-8份，蚕丝纤维10-15份，伊利石4-10份，硼酸锌3-9份，硅烷偶联剂KH5502-6份，钛酸钾纤维8-12份，石棉纤维6-12份，乙二醛1.5-3.5份，己二酸二辛酯0.4-1.2份，煤焦油2-6份，对羟基苯甲酸乙酯0.7-1.1份，红薯粉10-20份，尿素0.8-1.6份，叔丁基对苯二酚2-4份，妥尔油6-10份。
优选地，聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、改性膨润土的重量比为18-22：25-35：15-16：5-7。
优选地，改性膨润土、蚕丝纤维、伊利石、硼酸锌、硅烷偶联剂KH550、钛酸钾纤维的重量比为5-7：11-14：6-8：5-7：3-5：9-11。
优选地，其原料按重量份包括：聚丙烯18-22份，聚氯乙烯25-35份，环氧树脂15-16份，改性膨润土5-7份，蚕丝纤维11-14份，伊利石6-8份，硼酸锌5-7份，硅烷偶联剂KH550 3-5份，钛酸钾纤维9-11份，石棉纤维8-11份，乙二醛2-3份，己二酸二辛酯0.6-1份，煤焦油3-5份，对羟基苯甲酸乙酯0.8-1份，红薯粉12-18份，尿素1-1.4份，叔丁基对苯二酚2.5-3.5份，妥尔油7-9份。
优选地，改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水低温搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度，升压，通入二氧化碳搅拌，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，干燥得到改性膨润土。
优选地，改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水在-15～-11℃搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌4-8h，搅拌温度80-90℃，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至40-50℃，升压至10-20MPa，通入二氧化碳搅拌60-120min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，95-100℃干燥3-9h，得到改性膨润土。
优选地，改性膨润土采用如下工艺制备：按重量份将5-9份氢氧化钠、20-30份尿素、60-100份水在-15～-11℃搅拌均匀，加入6-12份纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入3-7份碱处理硅藻土、2-4份碳酸钙分散均匀，滴加3-7份浓度为1mol/L的盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入25-45份膨润土、6-12份硅烷偶联剂、60-120份无水乙醇、15-25份水混合搅拌4-8h，搅拌温度80-90℃，过滤，洗涤，接着加入6-12份十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至40-50℃，升压至10-20MPa，通入二氧化碳搅拌60-120min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，95-100℃干燥3-9h，得到改性膨润土。
本发明采用常规制备工艺制得。
本发明的改性膨润土中，通过滴加盐酸致使纤维素再生，再生过程中碳酸钙和盐酸发生化学反应而释放CO2，从而更有利于预制料内生成多孔结构，进一步与膨润土、硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵作用，膨润土在硅烷偶联剂接枝改性的基础上继续与十四烷基三甲基溴化铵插层，不仅扩大了膨润土层间距，与预制料的结合程度高，另外引入的硅烷偶联剂末端功能基团与聚氯乙烯、聚丙烯、环氧树脂作用相容性好，在乙二醛的作用下交联，相互间结合强度高，耐老化性好，而由于内部多孔结构所形成均匀空气泡，使改性膨润土的保温性能极好；由于尿素是含有氨基的二元胺，红薯粉含有大量的羟基与尿素作用，吸水率明显降低，生物降解性好，环境友好，同时可以降低其他物料添加量，节约成本；硅烷偶联剂KH550可将原料中其他组分接枝形成整体，使本发明的抗拉伸性能和耐冲击性能好，而蚕丝纤维可在物料间形成空间框架结构，其形成空间框架结构可增强改性膨润土、伊利石、硼酸锌与聚氯乙烯、聚丙烯、环氧树脂的结合程度，进一步增强本发明耐老化与保温强度；对羟基苯甲酸乙酯、己二酸二辛酯、煤焦油作配合用，可进一步增强本发明的塑性，伸长率、曲挠柔韧性大大提高，力学性能进一步增强。
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
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯15份，聚氯乙烯40份，环氧树脂10份，改性膨润土8份，蚕丝纤维10份，伊利石10份，硼酸锌3份，硅烷偶联剂KH550 6份，钛酸钾纤维8份，石棉纤维12份，乙二醛1.5份，己二酸二辛酯1.2份，煤焦油2份，对羟基苯甲酸乙酯1.1份，红薯粉10份，尿素1.6份，叔丁基对苯二酚2份，妥尔油10份。
实施例2
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯25份，聚氯乙烯20份，环氧树脂18份，改性膨润土4份，蚕丝纤维15份，伊利石4份，硼酸锌9份，硅烷偶联剂KH550 2份，钛酸钾纤维12份，石棉纤维6份，乙二醛3.5份，己二酸二辛酯0.4份，煤焦油6份，对羟基苯甲酸乙酯0.7份，红薯粉20份，尿素0.8份，叔丁基对苯二酚4份，妥尔油6份。
改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水低温搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度，升压，通入二氧化碳搅拌，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，干燥得到改性膨润土。
实施例3
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯18份，聚氯乙烯35份，环氧树脂15份，改性膨润土7份，蚕丝纤维11份，伊利石8份，硼酸锌5份，硅烷偶联剂KH550 5份，钛酸钾纤维9份，石棉纤维11份，乙二醛2份，己二酸二辛酯1份，煤焦油3份，对羟基苯甲酸乙酯1份，红薯粉12份，尿素1.4份，叔丁基对苯二酚2.5份，妥尔油9份。
改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水在-13℃搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌6h，搅拌温度85℃，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至45℃，升压至15MPa，通入二氧化碳搅拌90min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，98℃干燥6h，得到改性膨润土。
改性膨润土采用如下工艺制备：按重量份将5份氢氧化钠、30份尿素、60份水在-11℃搅拌均匀，加入6份纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入7份碱处理硅藻土、2份碳酸钙分散均匀，滴加7份浓度为1mol/L的盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入25份膨润土、12份硅烷偶联剂、60份无水乙醇、25份水混合搅拌4h，搅拌温度90℃，过滤，洗涤，接着加入6份十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至50℃，升压至10MPa，通入二氧化碳搅拌120min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，95℃干燥9h，得到改性膨润土。
实施例4
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯22份，聚氯乙烯25份，环氧树脂16份，改性膨润土5份，蚕丝纤维14份，伊利石6份，硼酸锌7份，硅烷偶联剂KH550 3份，钛酸钾纤维11份，石棉纤维8份，乙二醛3份，己二酸二辛酯0.6份，煤焦油5份，对羟基苯甲酸乙酯0.8份，红薯粉18份，尿素1份，叔丁基对苯二酚3.5份，妥尔油7份。
实施例5
本发明提出的一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯20份，聚氯乙烯30份，环氧树脂15.2份，改性膨润土6份，蚕丝纤维13份，伊利石7份，硼酸锌6份，硅烷偶联剂KH550 4份，钛酸钾纤维10份，石棉纤维10份，乙二醛2.3份，己二酸二辛酯0.8份，煤焦油4份，对羟基苯甲酸乙酯0.9份，红薯粉15份，尿素1.2份，叔丁基对苯二酚3份，妥尔油8份。
改性膨润土采用如下工艺制备：按重量份将9份氢氧化钠、20份尿素、100份水在-15℃搅拌均匀，加入12份纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入3份碱处理硅藻土、4份碳酸钙分散均匀，滴加3份浓度为1mol/L的盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入45份膨润土、6份硅烷偶联剂、120份无水乙醇、15份水混合搅拌8h，搅拌温度80℃，过滤，洗涤，接着加入12份十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至40℃，升压至20MPa，通入二氧化碳搅拌60min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，100℃干燥3h，得到改性膨润土。
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 (7)

1.一种具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯15-25份，聚氯乙烯20-40份，环氧树脂10-18份，改性膨润土4-8份，蚕丝纤维10-15份，伊利石4-10份，硼酸锌3-9份，硅烷偶联剂KH550 2-6份，钛酸钾纤维8-12份，石棉纤维6-12份，乙二醛1.5-3.5份，己二酸二辛酯0.4-1.2份，煤焦油2-6份，对羟基苯甲酸乙酯0.7-1.1份，红薯粉10-20份，尿素0.8-1.6份，叔丁基对苯二酚2-4份，妥尔油6-10份。
2.根据权利要求1所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、改性膨润土的重量比为18-22：25-35：15-16：5-7。
3.根据权利要求1或2所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，改性膨润土、蚕丝纤维、伊利石、硼酸锌、硅烷偶联剂KH550、钛酸钾纤维的重量比为5-7：11-14：6-8：5-7：3-5：9-11。
4.根据权利要求1-3任一项所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯18-22份，聚氯乙烯25-35份，环氧树脂15-16份，改性膨润土5-7份，蚕丝纤维11-14份，伊利石6-8份，硼酸锌5-7份，硅烷偶联剂KH550 3-5份，钛酸钾纤维9-11份，石棉纤维8-11份，乙二醛2-3份，己二酸二辛酯0.6-1份，煤焦油3-5份，对羟基苯甲酸乙酯0.8-1份，红薯粉12-18份，尿素1-1.4份，叔丁基对苯二酚2.5-3.5份，妥尔油7-9份。
5.根据权利要求1-4任一项所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水低温搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度，升压，通入二氧化碳搅拌，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，干燥得到改性膨润土。
6.根据权利要求1-5任一项所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，改性膨润土采用如下工艺制备：将氢氧化钠、尿素、水在-15～-11℃搅拌均匀，加入纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入碱处理硅藻土、碳酸钙分散均匀，滴加盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入膨润土、硅烷偶联剂、无水乙醇、水混合搅拌4-8h，搅拌温度80-90℃，过滤，洗涤，接着加入十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至40-50℃，升压至10-20MPa，通入二氧化碳搅拌60-120min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，95-100℃干燥3-9h，得到改性膨润土。
7.根据权利要求1-6任一项所述具有优异力学性能的聚氯乙烯电缆材料，其特征在于，改性膨润土采用如下工艺制备：按重量份将5-9份氢氧化钠、20-30份尿素、60-100份水在-15～-11℃搅拌均匀，加入6-12份纤维素继续搅拌至纤维素完全溶胀，均质分散至体系澄清透明，再加入3-7份碱处理硅藻土、2-4份碳酸钙分散均匀，滴加3-7份浓度为1mol/L的盐酸反应完全后，过滤，洗涤，真空干燥得到预制料；向预制料中加入25-45份膨润土、6-12份硅烷偶联剂、60-120份无水乙醇、15-25份水混合搅拌4-8h，搅拌温度80-90℃，过滤，洗涤，接着加入6-12份十四烷基三甲基溴化铵，送入超临界CO2反应釜中，调节温度至40-50℃，升压至10-20MPa，通入二氧化碳搅拌60-120min，取出，依次用水、无水乙醇洗涤，95-100℃干燥3-9h，得到改性膨润土。
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