CN106800691A - 一种耐低温抗裂电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚乙烯80‑100份，顺丁橡胶40‑60份，填料80‑100份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2‑4份，环氧大豆油酸辛酯1‑2份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁30‑50份，聚磷酸铵10‑20份，硫磺1‑1.5份，双25 0.5‑0.7份，促进剂CZ 0.2‑0.4份，马来酸酐接枝相容剂3‑5份，稀土稳定剂1‑2份，Ca/Zn复合稳定剂2‑4份，抗氧剂1076 0.3‑0.5份，石蜡2‑4份。本发明耐低温，低温韧性好，防裂抗冲击性能好。

Description

一种耐低温抗裂电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种耐低温抗裂电缆材料。
背景技术
电缆广泛用于各行各业，具有多种性能。对一些处于低温环境中的电缆，需要其电缆材料具有较好的耐低温性能和韧性，但是现有电缆材料的耐低温性和韧性并不能均衡。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐低温抗裂电缆材料，本发明耐低温，低温韧性好，防裂抗冲击性能好。
本发明提出的一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯80-100份，顺丁橡胶40-60份，填料80-100份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2-4份，环氧大豆油酸辛酯1-2份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁30-50份，聚磷酸铵10-20份，硫磺1-1.5份，双25 0.5-0.7份，促进剂CZ 0.2-0.4份，马来酸酐接枝相容剂3-5份，稀土稳定剂1-2份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，抗氧剂1076 0.3-0.5份，石蜡2-4份。
优选地，聚乙烯、顺丁橡胶的重量比为85-95：45-55。
优选地，其原料按重量份包括：聚乙烯85-95份，顺丁橡胶45-55份，填料85-95份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2.5-3.5份，环氧大豆油酸辛酯1.2-1.8份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁35-45份，聚磷酸铵13-17份，硫磺1.1-1.3份，双25 0.55-0.65份，促进剂CZ 0.25-0.35份，马来酸酐接枝相容剂3.5-4.5份，稀土稳定剂1.3-1.7份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，抗氧剂1076 0.35-0.45份，石蜡2.5-3.5份。
优选地，填料的原料包括：改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维。
优选地，填料的原料包括：改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为1-3：2-4：1-2。
优选地，硅烷偶联剂改性蒙脱土是蒙脱土经乙烯基三甲氧基硅烷改性得到。
优选地，在改性二氧化硅的制备过程中，在氮气氛围中，将2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、丙酮混匀，制备得到聚氨酯预聚体溶液；调节温度至65-85℃，向聚氨酯预聚体溶液中加入二氧化硅，保温搅拌3-5h，然后加三乙胺中和，真空干燥，粉碎得到改性二氧化硅。
优选地，在改性二氧化硅的制备过程中，2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、二氧化硅的重量比为5-10：25-45：2-4：0.1-0.4：4-6。
上述改性二氧化硅的制备过程中，丙酮作为溶剂，不规定具体用量，根据实际操作确定其用量。
上述改性二氧化硅的制备过程中，制备聚氨酯预聚体的方法为本领域常用技术手段。
本发明的制备方法为：将聚乙烯、顺丁橡胶、填料、马来酸酐接枝相容剂混匀后，加入环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧大豆油酸辛酯、硅烷偶联剂改性氢氧化镁、聚磷酸铵、硫磺、双25、促进剂CZ、稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂1076、石蜡混匀得到混合物；将混合物加入挤出机中进行造粒、熔融处理得到熔融物料；然后经双螺杆挤出机挤出，冷却得到耐低温抗裂电缆材料。
本发明选用的聚乙烯具有良好的耐低温性、韧性、耐腐蚀性能，顺丁橡胶具有良好的耐寒、耐磨、耐曲挠性，并具有良好的弹性，二者以合适比例相互配合，使得本发明具有良好的耐低温性能、韧性、弹性和耐腐蚀性；填料选用改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维相互配合，二氧化硅可以增加本发明的抗冲击性能，但其易团聚，造成机械性能降低，通过制备聚氨酯预聚体，使得二氧化硅表面的羟基与聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基键合，在二氧化硅表面接枝上聚氨酯，从而大大增加了二氧化硅在聚乙烯、顺丁橡胶中的分散性，且聚氨酯可包覆二氧化硅形成壳核结构，并与聚乙烯、顺丁橡胶均匀分散，从而在聚乙烯和顺丁橡胶中形成着力点，当受到冲击时，产生大量银纹，大大增加本发明的抗冲击性能，且选用端羟基聚丁二烯制备聚氨酯预聚体，可以大大增加聚氨酯预聚体的耐低温性和低温韧性，与二氧化硅结合，可以增加聚氨酯预聚体的抗冲击性能，与聚乙烯、顺丁橡胶相互配合，可以进一步增加本发明的耐低温性、低温韧性和抗冲击性；乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土可以均匀分散在聚乙烯和顺丁橡胶中，并且聚乙烯和顺丁橡胶可以插层进入蒙脱土层间，从而进一步增加本发明的韧性；并且乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土中的碳碳双键和聚乙烯在硫磺、双25、促进剂CZ作用，可以发生交联形成复杂网络，进一步增加本发明的韧性和抗冲击性能；改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维在马来酸酐接枝相容剂的作用下相互配合，改善填料分散性、形成着力点和交联网络、插层增韧从而大大增加了本发明耐低温性能和低温韧性和抗冲击性能；环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧大豆油酸辛酯为增塑剂，可以进一步增加本发明的韧性；硅烷偶联剂改性氢氧化镁、聚磷酸铵可以增加本发明的阻燃性；稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂1076可以增加本发明的稳定性；硫磺、双25、促进剂CZ相互配合，交联形成复杂网络，增加本发明的抗冲击、韧性等机械性能；石蜡能增加本发明的加工流动性；上述各物质相互配合，使得本发明具有良好的耐低温性、低温韧性和抗冲击性能。
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
一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯90份，顺丁橡胶50份，填料90份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯3份，环氧大豆油酸辛酯1.5份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁40份，聚磷酸铵15份，硫磺1.2份，双25 0.6份，促进剂CZ 0.3份，马来酸酐接枝相容剂4份，稀土稳定剂1.5份，Ca/Zn复合稳定剂3份，抗氧剂1076 0.4份，石蜡3份。
实施例2
一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯80份，顺丁橡胶60份，填料80份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯4份，环氧大豆油酸辛酯1份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁50份，聚磷酸铵10份，硫磺1.5份，双25 0.5份，促进剂CZ 0.4份，马来酸酐接枝相容剂3份，稀土稳定剂2份，Ca/Zn复合稳定剂2份，抗氧剂1076 0.5份，石蜡2份；
其中，填料的原料包括：改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为3：2：2。
实施例3
一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯100份，顺丁橡胶40份，填料100份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2份，环氧大豆油酸辛酯2份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁30份，聚磷酸铵20份，硫磺1份，双25 0.7份，促进剂CZ 0.2份，马来酸酐接枝相容剂5份，稀土稳定剂1份，Ca/Zn复合稳定剂4份，抗氧剂1076 0.3份，石蜡4份；
其中，填料的原料包括：改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为1：4：1；
在改性二氧化硅的制备过程中，在氮气氛围中，将2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、丙酮混匀，制备得到聚氨酯预聚体溶液；调节温度至85℃，向聚氨酯预聚体溶液中加入二氧化硅，保温搅拌3h，然后加三乙胺中和，真空干燥，粉碎得到改性二氧化硅，其中，2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、二氧化硅的重量比为10：25：4：0.1：6。
实施例4
一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯85份，顺丁橡胶55份，填料85份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯3.5份，环氧大豆油酸辛酯1.2份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁45份，聚磷酸铵13份，硫磺1.3份，双25 0.55份，促进剂CZ 0.35份，马来酸酐接枝相容剂3.5份，稀土稳定剂1.7份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，抗氧剂1076 0.45份，石蜡2.5份；
其中，填料的原料包括：改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为2.5：2.5：1.8；
在改性二氧化硅的制备过程中，在氮气氛围中，将2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、丙酮混匀，制备得到聚氨酯预聚体溶液；调节温度至65℃，向聚氨酯预聚体溶液中加入二氧化硅，保温搅拌5h，然后加三乙胺中和，真空干燥，粉碎得到改性二氧化硅，其中，2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、二氧化硅的重量比为5：45：2：0.4：4。
实施例5
一种耐低温抗裂电缆材料，其原料按重量份包括：聚乙烯95份，顺丁橡胶45份，填料95份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2.5份，环氧大豆油酸辛酯1.8份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁35份，聚磷酸铵17份，硫磺1.1份，双25 0.65份，促进剂CZ 0.25份，马来酸酐接枝相容剂4.5份，稀土稳定剂1.3份，Ca/Zn复合稳定剂3.5份，抗氧剂1076 0.35份，石蜡3.5份；
其中，填料的原料包括：改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、乙烯基三甲氧基硅烷改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为1.5：3.5：1.2；
在改性二氧化硅的制备过程中，在氮气氛围中，将2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、丙酮混匀，制备得到聚氨酯预聚体溶液；调节温度至75℃，向聚氨酯预聚体溶液中加入二氧化硅，保温搅拌4h，然后加三乙胺中和，真空干燥，粉碎得到改性二氧化硅，其中，2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、二氧化硅的重量比为7：35：3：0.25：5。
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)

1.一种耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚乙烯80-100份，顺丁橡胶40-60份，填料80-100份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2-4份，环氧大豆油酸辛酯1-2份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁30-50份，聚磷酸铵10-20份，硫磺1-1.5份，双25 0.5-0.7份，促进剂CZ 0.2-0.4份，马来酸酐接枝相容剂3-5份，稀土稳定剂1-2份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，抗氧剂1076 0.3-0.5份，石蜡2-4份。
2.根据权利要求1所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，聚乙烯、顺丁橡胶的重量比为85-95：45-55。
3.根据权利要求1或2所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚乙烯85-95份，顺丁橡胶45-55份，填料85-95份，环氧乙酰亚麻油酸甲酯2.5-3.5份，环氧大豆油酸辛酯1.2-1.8份，硅烷偶联剂改性氢氧化镁35-45份，聚磷酸铵13-17份，硫磺1.1-1.3份，双25 0.55-0.65份，促进剂CZ 0.25-0.35份，马来酸酐接枝相容剂3.5-4.5份，稀土稳定剂1.3-1.7份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，抗氧剂1076 0.35-0.45份，石蜡2.5-3.5份。
4.根据权利要求1-3任一项所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，填料的原料包括：改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维。
5.根据权利要求1-4任一项所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，填料的原料包括：改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维，其中，改性二氧化硅、硅烷偶联剂改性蒙脱土、玻璃纤维的重量比为1-3：2-4：1-2。
6.根据权利要求4或5所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，硅烷偶联剂改性蒙脱土是蒙脱土经乙烯基三甲氧基硅烷改性得到。
7.根据权利要求4或5所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，在改性二氧化硅的制备过程中，在氮气氛围中，将2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、丙酮混匀，制备得到聚氨酯预聚体溶液；调节温度至65-85℃，向聚氨酯预聚体溶液中加入二氧化硅，保温搅拌3-5h，然后加三乙胺中和，真空干燥，粉碎得到改性二氧化硅。
8.根据权利要求7所述耐低温抗裂电缆材料，其特征在于，在改性二氧化硅的制备过程中，2，4-甲苯二异氰酸酯、端羟基聚丁二烯、二羟甲基丙酸、二月桂酸二丁基锡、二氧化硅的重量比为5-10：25-45：2-4：0.1-0.4：4-6。
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