CN106810760A - 一种导热抗压电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100‑150份，三元乙丙橡胶40‑60份，填料90‑130份，柠檬酸三辛酯1‑3份，柠檬酸三丁酯1‑3份，聚磷酸铵15‑35份，微胶囊化红磷4‑8份，过氧化二异丙苯1‑1.5份，硫磺0.3‑0.5份，促进剂M 0.1‑0.3份，Si69 1‑3份，稀土稳定剂2‑3份，Ca/Zn复合稳定剂2‑3份，抗氧剂1010 0.2‑0.3份，聚乙烯蜡3‑5份。本发明抗压性能好，导热性高，机械性能好，绝缘性高。

Description

一种导热抗压电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种导热抗压电缆材料。
背景技术
电缆广泛用于各行各业，具有多种性能，但是对一些处于高温环境中的电缆，需要其电缆材料具有较好的耐热性。可以通过添加耐热或导热材料来增加电缆材料的耐热性，但是容易造成机械性能、绝缘性降低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种导热抗压电缆材料，本发明抗压性能好，导热性高，机械性能好，绝缘性高。
本发明提出的一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100-150份，三元乙丙橡胶40-60份，填料90-130份，柠檬酸三辛酯1-3份，柠檬酸三丁酯1-3份，聚磷酸铵15-35份，微胶囊化红磷4-8份，过氧化二异丙苯1-1.5份，硫磺0.3-0.5份，促进剂M 0.1-0.3份，Si69 1-3份，稀土稳定剂2-3份，Ca/Zn复合稳定剂2-3份，抗氧剂1010 0.2-0.3份，聚乙烯蜡3-5份。
优选地，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维。
优选地，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3-4：4-5：0.2-0.3：0.1-0.2。
优选地，氮化硼由300-400目氮化硼、500-600目氮化硼、800-1000目氮化硼组成。
优选地，300-400目氮化硼、500-600目氮化硼、800-1000目氮化硼的重量比为6-7：4-5：2-3。
优选地，在改性碳纤维制备过程中，取碳纤维进行氧化处理，然后加入质量分数为3-5wt％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，超声分散均匀，升温至70-78℃，回流10-12h，过滤取滤饼，用乙醇洗涤，升温至70-80℃，真空干燥得到改性碳纤维。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中溶剂由乙醇和水组成，其中，乙醇和水的体积比为1-2：18-19。
优选地，在改性碳纤维的制备过程中，碳纤维和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为20-40：1-3。
上述改性碳纤维的制备过程中，碳纤维氧化处理为本领域常用技术手段。
本发明的制备方法为：将聚丙烯、三元乙丙橡胶、填料、Si69混匀后，加入柠檬酸三辛酯、柠檬酸三丁酯、聚磷酸铵、微胶囊化红磷、过氧化二异丙苯、硫磺、促进剂M、稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂1010、聚乙烯蜡混匀得到混合物；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，冷却得到导热抗压电缆材料。
本发明选用的聚丙烯具有良好的电绝缘性、刚度、强度、耐热性能，但韧性较低；三元乙丙橡胶具有良好的耐腐蚀、耐高温、弹性和绝缘性能，通过聚乙烯与三元乙丙橡胶以合适比例相互配合，使得本发明具有良好的刚度、强度和弹性，从而大大增加本发明的抗冲击、抗压性能；填料选用氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维相互配合，可以进一步增加本发明的强度、抗冲击性能；氮化硼具有良好的导热、耐磨、耐腐蚀、绝缘性能，不同粒径的氮化硼配合气相白炭黑，在Si69的作用下均匀分散在聚丙烯和三元乙丙硅橡胶中，小粒径的氮化硼周围紧密凝聚着聚丙烯和三元乙丙橡胶，起到微晶的作用，从而大大增加本发明的机械性能，大粒径的氮化硼粒子在聚丙烯和三元乙丙橡胶中堆积并与小粒径氮化硼连接形成导热通路，从而大大增加本发明的导热性、耐热性；气相白炭黑可以填补、消除大粒径氮化硼与聚丙烯和三元乙丙橡胶混匀时产生的气孔，增加本发明的致密性，从而进一步增加本发明的导热性和机械性能；鳞片石墨具有良好的耐热、导热、耐腐蚀性能，适量鳞片石墨与氮化硼、气相白炭黑相互配合，可以进一步增加本发明的导热性能，且聚丙烯、三元乙丙橡胶可以进入石墨层间，增加本发明的冲击韧性；碳纤维具有良好的机械性能、耐热导热性能，经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的碳纤维可以均匀分散在聚丙烯和三元乙丙橡胶中，并与三元乙丙橡胶中碳碳双键缩合，使得碳纤维紧密连接在三元乙丙橡胶和聚丙烯中，并与氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨相互配合，形成导热通路从而进一步增加本发明的导热性能，并能增加本发明冲击韧性；氮化硅、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维以合适比例相互配合，在保持本发明具有良好导热性和抗冲击性的同时，还能使得本发明保持良好的绝缘性；柠檬酸三辛酯、柠檬酸三丁酯为增塑剂，可以在保持本发明强度的同时，进一步改善本发明的韧性；聚磷酸铵、微胶囊化红磷相互配合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1010相互配合，可以增加本发明的稳定性、抗氧化性能；过氧化二异丙苯、硫磺、促进剂M相互配合，交联形成复杂网络，增加本发明的抗冲击、强度、韧性等机械性能；聚乙烯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导热、冲击韧性、抗压性能，并能保持较好的绝缘性。
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
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯125份，三元乙丙橡胶50份，填料110份，柠檬酸三辛酯2份，柠檬酸三丁酯2份，聚磷酸铵30份，微胶囊化红磷6份，过氧化二异丙苯1.3份，硫磺0.4份，促进剂M 0.2份，Si69 2份，稀土稳定剂2.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，抗氧剂1010 0.25份，聚乙烯蜡4份。
实施例2
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯100份，三元乙丙橡胶60份，填料90份，柠檬酸三辛酯3份，柠檬酸三丁酯1份，聚磷酸铵35份，微胶囊化红磷4份，过氧化二异丙苯1.5份，硫磺0.3份，促进剂M 0.3份，Si69 1份，稀土稳定剂3份，Ca/Zn复合稳定剂2份，抗氧剂1010 0.3份，聚乙烯蜡3份；
其中，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为4：4：0.3：0.1。
实施例3
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯150份，三元乙丙橡胶40份，填料130份，柠檬酸三辛酯1份，柠檬酸三丁酯3份，聚磷酸铵15份，微胶囊化红磷8份，过氧化二异丙苯1份，硫磺0.5份，促进剂M 0.1份，Si69 3份，稀土稳定剂2份，Ca/Zn复合稳定剂3份，抗氧剂1010 0.2份，聚乙烯蜡5份；
其中，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3：5：0.2：0.2；
氮化硼由300目氮化硼、600目氮化硼、800目氮化硼组成，其中，300目氮化硼、600目氮化硼、800目氮化硼的重量比为7：4：3。
实施例4
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯120份，三元乙丙橡胶55份，填料100份，柠檬酸三辛酯2.5份，柠檬酸三丁酯1.5份，聚磷酸铵30份，微胶囊化红磷5份，过氧化二异丙苯1.4份，硫磺0.35份，促进剂M 0.25份，Si69 1.5份，稀土稳定剂2.8份，Ca/Zn复合稳定剂2.2份，抗氧剂1010 0.27份，聚乙烯蜡3.5份；
其中，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3.7：4.2：0.28：0.13；
氮化硼由400目氮化硼、500目氮化硼、1000目氮化硼组成，其中，400目氮化硼、500目氮化硼、1000目氮化硼的重量比为6：5：2；
在改性碳纤维制备过程中，取碳纤维进行氧化处理，然后加入质量分数为5wt％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，超声分散均匀，升温至70℃，回流12h，过滤取滤饼，用乙醇洗涤，升温至70℃，真空干燥得到改性碳纤维，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中溶剂由乙醇和水组成，其中，乙醇和水的体积比为1：9，碳纤维和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为40：1。
实施例5
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯130份，三元乙丙橡胶45份，填料120份，柠檬酸三辛酯1.5份，柠檬酸三丁酯2.5份，聚磷酸铵20份，微胶囊化红磷7份，过氧化二异丙苯1.2份，硫磺0.45份，促进剂M 0.15份，Si69 2.5份，稀土稳定剂2.2份，Ca/Zn复合稳定剂2.8份，抗氧剂1010 0.23份，聚乙烯蜡4.5份；
其中，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3.3：4.8：0.22：0.17；
氮化硼由300目氮化硼、600目氮化硼、1000目氮化硼组成，其中，300目氮化硼、600目氮化硼、1000目氮化硼的重量比为6.5：4.5：2.5；
在改性碳纤维制备过程中，取碳纤维进行氧化处理，然后加入质量分数为3wt％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，超声分散均匀，升温至78℃，回流10h，过滤取滤饼，用乙醇洗涤，升温至80℃，真空干燥得到改性碳纤维，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中溶剂由乙醇和水组成，其中，乙醇和水的体积比为1：19，碳纤维和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为20：3。
实施例6
一种导热抗压电缆材料，其原料按重量份包括：聚丙烯125份，三元乙丙橡胶50份，填料110份，柠檬酸三辛酯2份，柠檬酸三丁酯2份，聚磷酸铵25份，微胶囊化红磷6份，过氧化二异丙苯1.3份，硫磺0.4份，促进剂M 0.2份，Si69 2份，稀土稳定剂2.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5份，抗氧剂1010 0.25份，聚乙烯蜡4份；
其中，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3.5：4.5：0.25：0.15；
氮化硼由400目氮化硼、600目氮化硼、1000目氮化硼组成，其中，400目氮化硼、600目氮化硼、1000目氮化硼的重量比为6.5：4.5：2.5；
在改性碳纤维制备过程中，取碳纤维进行氧化处理，然后加入质量分数为4wt％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，超声分散均匀，升温至74℃，回流11h，过滤取滤饼，用乙醇洗涤，升温至75℃，真空干燥得到改性碳纤维，其中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中溶剂由乙醇和水组成，其中，乙醇和水的体积比为1.5：18.5，碳纤维和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为15：1。
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)

1.一种导热抗压电缆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚丙烯100-150份，三元乙丙橡胶40-60份，填料90-130份，柠檬酸三辛酯1-3份，柠檬酸三丁酯1-3份，聚磷酸铵15-35份，微胶囊化红磷4-8份，过氧化二异丙苯1-1.5份，硫磺0.3-0.5份，促进剂M 0.1-0.3份，Si69 1-3份，稀土稳定剂2-3份，Ca/Zn复合稳定剂2-3份，抗氧剂1010 0.2-0.3份，聚乙烯蜡3-5份。
2.根据权利要求1所述导热抗压电缆材料，其特征在于，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维。
3.根据权利要求1或2所述导热抗压电缆材料，其特征在于，填料的原料包括：氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维，其中，氮化硼、气相白炭黑、鳞片石墨、改性碳纤维的重量比为3-4：4-5：0.2-0.3：0.1-0.2。
4.根据权利要求2或3所述导热抗压电缆材料，其特征在于，氮化硼由300-400目氮化硼、500-600目氮化硼、800-1000目氮化硼组成。
5.根据权利要求4所述导热抗压电缆材料，其特征在于，300-400目氮化硼、500-600目氮化硼、800-1000目氮化硼的重量比为6-7：4-5：2-3。
6.根据权利要求2或3所述导热抗压电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维制备过程中，取碳纤维进行氧化处理，然后加入质量分数为3-5wt％γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中，超声分散均匀，升温至70-78℃，回流10-12h，过滤取滤饼，用乙醇洗涤，升温至70-80℃，真空干燥得到改性碳纤维。
7.根据权利要求6所述导热抗压电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液中溶剂由乙醇和水组成，其中，乙醇和水的体积比为1-2：18-19。
8.根据权利要求6所述导热抗压电缆材料，其特征在于，在改性碳纤维的制备过程中，碳纤维和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量比为20-40：1-3。
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