CN106800694A - 一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料 - Google Patents

一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯‑醋酸乙烯共聚物15‑25份，聚氯乙烯10‑20份，聚乙烯30‑40份，磷灰石6‑14份，偏硼酸钡5‑11份，钛酸钡4‑9份，聚丙烯腈基碳纤维6‑12份，改性黏土2‑8份，歧化松香2‑4份，脱乙酰壳聚糖多糖2‑6份，对苯二甲酸二辛酯2‑4份，微晶石蜡0.8‑1.2份，过氧化二异丙苯0.8‑1.6份，对苯二胺0.3‑0.9份，十二烯基琥珀酸酐0.4‑0.8份，氧化铈0.5‑1份，氧化镧0.2‑0.24份，多酚抗氧剂1076 0.6‑1.2份，抗静电剂1.5‑2.5份。

Description

一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料。
背景技术
聚乙烯是使用量最大的通用塑料，在电缆材料领域有广泛的应用。实验表明，聚乙烯比较容易繁殖细菌，单纯的聚乙烯材料已经不能满足电缆材料的使用要求。银系抗菌剂是最常用的抗菌剂，但应用在聚乙烯制品中存在限制：容易氧化变色而使抗菌能力下降；力学性能尤其是拉伸强度和断裂伸长率大幅度下降，大大限制了其在电缆材料上的应用；而有机抗菌剂也存在耐热性差，易溶剂环境中析出，分解产物有毒的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，防水性好，热稳定性好，力学性能优异，而且抗菌性能优异，不易氧化变色，可有效降低本发明受到冲击时容易发生折弯现象，有效增强了电缆材料上的应用。
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物15-25份，聚氯乙烯10-20份，聚乙烯30-40份，磷灰石6-14份，偏硼酸钡5-11份，钛酸钡4-9份，聚丙烯腈基碳纤维6-12份，改性黏土2-8份，歧化松香2-4份，脱乙酰壳聚糖多糖2-6份，对苯二甲酸二辛酯2-4份，微晶石蜡0.8-1.2份，过氧化二异丙苯0.8-1.6份，对苯二胺0.3-0.9份，十二烯基琥珀酸酐0.4-0.8份，氧化铈0.5-1份，氧化镧0.2-0.24份，多酚抗氧剂1076 0.6-1.2份，抗静电剂1.5-2.5份。
优选地，改性黏土、歧化松香、脱乙酰壳聚糖多糖的重量比为4-6：2.5-3.5：3-5。
优选地，磷灰石、偏硼酸钡、钛酸钡、聚丙烯腈基碳纤维、改性黏土、歧化松香的重量比为8-12：7-9：6-8：8-10：4-6：2.5-3.5。
优选地，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物18-22份，聚氯乙烯12-18份，聚乙烯32-38份，磷灰石8-12份，偏硼酸钡7-9份，钛酸钡6-8份，聚丙烯腈基碳纤维8-10份，改性黏土4-6份，歧化松香2.5-3.5份，脱乙酰壳聚糖多糖3-5份，对苯二甲酸二辛酯2.5-3.5份，微晶石蜡0.9-1.1份，过氧化二异丙苯1-1.4份，对苯二胺0.5-0.7份，十二烯基琥珀酸酐0.5-0.7份，氧化铈0.6-0.8份，氧化镧0.21-0.23份，多酚抗氧剂1076 0.8-1份，抗静电剂1.8-2.2份。
优选地，改性黏土采用如下工艺制备：将水、无水乙醇、冰醋酸混合均匀，加入十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；将黏土、甲苯混合搅拌均匀，滴加预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；将纳米二氧化硅加入硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；将硅烷偶联剂KH-550、预处理黏土、乙二醇、水超声震荡，加入预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
优选地，改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将30-40份水、35-45份无水乙醇、4-10份冰醋酸混合均匀，加入4-8份十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将15-25份黏土、55-85份甲苯混合搅拌均匀，滴加4-10份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将35-45份纳米二氧化硅加入85-125份浓度为1-2mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1-2份硅烷偶联剂KH-550、15-25份预处理黏土、35-45份乙二醇、45-55份水超声震荡，加入10-22份预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
优选地，改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将30-40份水、35-45份无水乙醇、4-10份冰醋酸混合均匀，加入4-8份十二烷基三甲氧基硅烷，升温至60-70℃搅拌25-45min，得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将15-25份黏土、55-85份甲苯混合搅拌均匀，滴加4-10份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温至120-130℃回流搅拌4-8h，过滤，滤饼用甲苯洗涤，70-80℃干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将35-45份纳米二氧化硅加入85-125份浓度为1-2mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温至65-75℃搅拌25-45min，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1-2份硅烷偶联剂KH-550、15-25份预处理黏土、35-45份乙二醇、45-55份水超声震荡35-45min，加入10-22份预处理纳米二氧化硅搅拌80-120min，搅拌温度为80-90℃，干燥，粉碎得到改性黏土。
本发明采用常规制备工艺制得。
由于乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的填料包容性与可交联性，本发明采用其与聚乙烯、聚氯乙烯配合，互溶性好，采用十二烯基琥珀酸酐、过氧化二异丙苯、对苯二胺组成的交联体系进行交联，交联均匀度好，防水性好，而且热稳定性好，力学性能优异；本发明的改性黏土中，黏土经过预处理十二烷基三甲氧基硅烷处理后，将十二烷基三甲氧基硅烷接枝在黏土上，不仅消除了黏土硅酸盐片层上反应性羟基，其分散能力强，剥离分散程度高，热稳定性好，力学性能优异；再以纳米二氧化硅为载体，使所得预处理纳米二氧化硅为无定形结构，呈球形颗粒，粒径极小；通过颗粒控制各反应条件，纳米二氧化硅的结构通过吸附反应载银后未发生改变，而由于所得结构表面含有大量的羟基，其与预处理黏土作用，再经乙二醇、硅烷偶联剂KH-550对上述物料表面改性，不仅可防止团聚，分散能力好，而且热稳定性与力学性能进一步增强，抗菌性能优异；进一步与脱乙酰壳聚糖多糖、歧化松香协同作用，三者不仅混合分散性好，抗菌性能进一步增强；而歧化松香、改性黏土协同可有效增强聚丙烯腈基碳纤维、磷灰石、偏硼酸钡、钛酸钡在聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物的分散均匀程度，在降低成本的基础上，填充效果好，使本发明的拉伸强度与断裂伸长率大幅提高；另外氧化镧、氧化铈的阳离子可置换聚氯乙烯的氯原子，可有效减慢聚氯乙烯的自由基反应速度，使本发明不易氧化变色，而对苯二甲酸二辛酯、微晶石蜡作用，可有效降低本发明受到冲击时容易发生折弯现象，有效增强了电缆材料上的应用。
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
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物15份，聚氯乙烯20份，聚乙烯30份，磷灰石14份，偏硼酸钡5份，钛酸钡9份，聚丙烯腈基碳纤维6份，改性黏土8份，歧化松香2份，脱乙酰壳聚糖多糖6份，对苯二甲酸二辛酯2份，微晶石蜡1.2份，过氧化二异丙苯0.8份，对苯二胺0.9份，十二烯基琥珀酸酐0.4份，氧化铈1份，氧化镧0.2份，多酚抗氧剂1076 1.2份，抗静电剂1.5份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物25份，聚氯乙烯10份，聚乙烯40份，磷灰石6份，偏硼酸钡11份，钛酸钡4份，聚丙烯腈基碳纤维12份，改性黏土2份，歧化松香4份，脱乙酰壳聚糖多糖2份，对苯二甲酸二辛酯4份，微晶石蜡0.8份，过氧化二异丙苯1.6份，对苯二胺0.3份，十二烯基琥珀酸酐0.8份，氧化铈0.5份，氧化镧0.24份，多酚抗氧剂1076 0.6份，抗静电剂2.5份。
改性黏土采用如下工艺制备：将水、无水乙醇、冰醋酸混合均匀，加入十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；将黏土、甲苯混合搅拌均匀，滴加预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；将纳米二氧化硅加入硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；将硅烷偶联剂KH-550、预处理黏土、乙二醇、水超声震荡，加入预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
实施例3
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物18份，聚氯乙烯18份，聚乙烯32份，磷灰石12份，偏硼酸钡7份，钛酸钡8份，聚丙烯腈基碳纤维8份，改性黏土6份，歧化松香2.5份，脱乙酰壳聚糖多糖5份，对苯二甲酸二辛酯2.5份，微晶石蜡1.1份，过氧化二异丙苯1份，对苯二胺0.7份，十二烯基琥珀酸酐0.5份，氧化铈0.8份，氧化镧0.21份，多酚抗氧剂1076 1份，抗静电剂1.8份。
改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将35份水、40份无水乙醇、7份冰醋酸混合均匀，加入6份十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将20份黏土、70份甲苯混合搅拌均匀，滴加7份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将40份纳米二氧化硅加入105份浓度为1.5mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1.5份硅烷偶联剂KH-550、20份预处理黏土、40份乙二醇、50份水超声震荡，加入16份预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
实施例4
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物22份，聚氯乙烯12份，聚乙烯38份，磷灰石8份，偏硼酸钡9份，钛酸钡6份，聚丙烯腈基碳纤维10份，改性黏土4份，歧化松香3.5份，脱乙酰壳聚糖多糖3份，对苯二甲酸二辛酯3.5份，微晶石蜡0.9份，过氧化二异丙苯1.4份，对苯二胺0.5份，十二烯基琥珀酸酐0.7份，氧化铈0.6份，氧化镧0.23份，多酚抗氧剂1076 0.8份，抗静电剂2.2份。
改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将30份水、45份无水乙醇、4份冰醋酸混合均匀，加入8份十二烷基三甲氧基硅烷，升温至60℃搅拌45min，得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将15份黏土、85份甲苯混合搅拌均匀，滴加4份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温至130℃回流搅拌4h，过滤，滤饼用甲苯洗涤，80℃干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将35份纳米二氧化硅加入125份浓度为1mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温至75℃搅拌25min，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将2份硅烷偶联剂KH-550、15份预处理黏土、45份乙二醇、45份水超声震荡45min，加入10份预处理纳米二氧化硅搅拌120min，搅拌温度为80℃，干燥，粉碎得到改性黏土。
实施例5
本发明提出的一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，聚氯乙烯15份，聚乙烯35份，磷灰石10份，偏硼酸钡8份，钛酸钡7份，聚丙烯腈基碳纤维9份，改性黏土5份，歧化松香3份，脱乙酰壳聚糖多糖4份，对苯二甲酸二辛酯3份，微晶石蜡1份，过氧化二异丙苯1.2份，对苯二胺0.6份，十二烯基琥珀酸酐0.6份，氧化铈0.7份，氧化镧0.22份，多酚抗氧剂1076 0.9份，抗静电剂2份。
改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将40份水、35份无水乙醇、10份冰醋酸混合均匀，加入4份十二烷基三甲氧基硅烷，升温至70℃搅拌25min，得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将25份黏土、55份甲苯混合搅拌均匀，滴加10份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温至120℃回流搅拌8h，过滤，滤饼用甲苯洗涤，70℃干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将45份纳米二氧化硅加入85份浓度为2mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温至65℃搅拌45min，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1份硅烷偶联剂KH-550、25份预处理黏土、35份乙二醇、55份水超声震荡35min，加入22份预处理纳米二氧化硅搅拌80min，搅拌温度为90℃，干燥，粉碎得到改性黏土。
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)

1.一种抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物15-25份，聚氯乙烯10-20份，聚乙烯30-40份，磷灰石6-14份，偏硼酸钡5-11份，钛酸钡4-9份，聚丙烯腈基碳纤维6-12份，改性黏土2-8份，歧化松香2-4份，脱乙酰壳聚糖多糖2-6份，对苯二甲酸二辛酯2-4份，微晶石蜡0.8-1.2份，过氧化二异丙苯0.8-1.6份，对苯二胺0.3-0.9份，十二烯基琥珀酸酐0.4-0.8份，氧化铈0.5-1份，氧化镧0.2-0.24份，多酚抗氧剂1076 0.6-1.2份，抗静电剂1.5-2.5份。
2.根据权利要求1所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，改性黏土、歧化松香、脱乙酰壳聚糖多糖的重量比为4-6：2.5-3.5：3-5。
3.根据权利要求1或2所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，磷灰石、偏硼酸钡、钛酸钡、聚丙烯腈基碳纤维、改性黏土、歧化松香的重量比为8-12：7-9：6-8：8-10：4-6：2.5-3.5。
4.根据权利要求1-3任一项所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物18-22份，聚氯乙烯12-18份，聚乙烯32-38份，磷灰石8-12份，偏硼酸钡7-9份，钛酸钡6-8份，聚丙烯腈基碳纤维8-10份，改性黏土4-6份，歧化松香2.5-3.5份，脱乙酰壳聚糖多糖3-5份，对苯二甲酸二辛酯2.5-3.5份，微晶石蜡0.9-1.1份，过氧化二异丙苯1-1.4份，对苯二胺0.5-0.7份，十二烯基琥珀酸酐0.5-0.7份，氧化铈0.6-0.8份，氧化镧0.21-0.23份，多酚抗氧剂1076 0.8-1份，抗静电剂1.8-2.2份。
5.根据权利要求1-4任一项所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，改性黏土采用如下工艺制备：将水、无水乙醇、冰醋酸混合均匀，加入十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；将黏土、甲苯混合搅拌均匀，滴加预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；将纳米二氧化硅加入硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；将硅烷偶联剂KH-550、预处理黏土、乙二醇、水超声震荡，加入预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
6.根据权利要求1-5任一项所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将30-40份水、35-45份无水乙醇、4-10份冰醋酸混合均匀，加入4-8份十二烷基三甲氧基硅烷，升温搅拌得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将15-25份黏土、55-85份甲苯混合搅拌均匀，滴加4-10份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温，回流搅拌，过滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将35-45份纳米二氧化硅加入85-125份浓度为1-2mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温搅拌，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1-2份硅烷偶联剂KH-550、15-25份预处理黏土、35-45份乙二醇、45-55份水超声震荡，加入10-22份预处理纳米二氧化硅搅拌，干燥，粉碎得到改性黏土。
7.根据权利要求1-6任一项所述抗菌不易变色聚乙烯电缆材料，其特征在于，改性黏土采用如下工艺制备：按重量份将30-40份水、35-45份无水乙醇、4-10份冰醋酸混合均匀，加入4-8份十二烷基三甲氧基硅烷，升温至60-70℃搅拌25-45min，得到预处理十二烷基三甲氧基硅烷；按重量份将15-25份黏土、55-85份甲苯混合搅拌均匀，滴加4-10份预处理十二烷基三甲氧基硅烷，滴加完全后，升温至120-130℃回流搅拌4-8h，过滤，滤饼用甲苯洗涤，70-80℃干燥，粉碎得到预处理黏土；按重量份将35-45份纳米二氧化硅加入85-125份浓度为1-2mol/L的硝酸银溶液中，调节体系pH值至中性，升温至65-75℃搅拌25-45min，离心分离，洗涤至无银离子，得到预处理纳米二氧化硅；按重量份将1-2份硅烷偶联剂KH-550、15-25份预处理黏土、35-45份乙二醇、45-55份水超声震荡35-45min，加入10-22份预处理纳米二氧化硅搅拌80-120min，搅拌温度为80-90℃，干燥，粉碎得到改性黏土。
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