CN107236184A - 一种耐老化电线用材料及制备方法 - Google Patents

一种耐老化电线用材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐老化电线用材料及制备方法，所述材料包括如下组分：乙烯‑醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、异戊橡胶、石墨烯、三氧化二锑、纳米二氧化钛、硬脂酰乳酸锌、氢氧化镁、邻苯二甲酸二环己酯、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂、相容剂、防老剂。制备方法包括：先将乙烯‑醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶与石墨烯进行改性反应，然后将产物与剩余组分按照次序加入到混炼机中混炼，然后再转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。本发明所述材料应用于电线领域，不仅具有较好的耐老化效果，大大延长了电线的使用寿命，还具有较好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了电线的使用安全性，具有较好的应用价值。

Description

一种耐老化电线用材料及制备方法
技术领域
本发明涉及电线技术领域，具体涉及一种耐老化电线用材料及制备方法。
背景技术
电线电缆料是以塑料、橡胶材质为基础树脂，添加稳定剂、增塑剂、无机填料、助剂和润滑剂等助剂，经捏合、混炼、挤出而制备的粒子。其中塑料材质尤以聚氯乙烯为居多，因其具有质轻、难燃、耐磨、抗化学腐蚀、电绝缘性能优良和机械强度高，且原料来源广泛，价格低廉，加工性能优异，被广泛应用于制造电线电缆外层的护套，起着绝缘和防护作用，在电线电缆行业一直占据着重要份额。然而由于现有聚氯乙烯分子链中含有较多双键，其制成的电线电缆护套对光和热的稳定性较差，防紫外能力弱，抗老化性能不足。在风雨、阳光(紫外线)、热、臭氧等因素影响下，易引起大分子链断裂和化学结构发生有害变化，过早出现老化、变脆、龟裂等现象，使其物理机械性能变坏甚至失去绝缘和保护作用，造成了一定的潜在危险，对社会和人民的生命财产安全带来了很大的隐患，这是在大量利用聚氯乙烯作为电线电缆料所不得不面对的一个重要问题。
因此，研究开发一种既具有较好耐老化作用的电线用材料具有重要意义，也符合目前市场的需求，具有较好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种耐老化电线用材料及制备方法，所述材料应用于电线领域，不仅具有较好的耐老化效果，大大延长了电线的使用寿命，还具有较好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了电线的使用安全性，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种耐老化电线用材料，包括如下重量份的各原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物28~39份、酚醛树脂15~23份、异戊橡胶12~17份、石墨烯1.5~5份、三氧化二锑4~9份、纳米二氧化钛7~12份、硬脂酰乳酸锌8~15份、氢氧化镁10~14份、邻苯二甲酸二环己酯5~10份、白炭黑6~12份、改性凹凸棒土9~16份、润滑剂3~7份、相容剂5~11份、防老剂8~13份。
优选地，所述材料包括如下重量份的各原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物35份、酚醛树脂19份、异戊橡胶15份、石墨烯3.2份、三氧化二锑6份、纳米二氧化钛10份、硬脂酰乳酸锌12份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二环己酯8份、白炭黑9份、改性凹凸棒土14份、润滑剂5份、相容剂7份、防老剂9份。
优选地，所述改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、酸化后的产物。
优选地，所述润滑剂为二甲基硅油、硅酸酯、润滑油中的任一种。
优选地，所述相容剂为环状酸酐型相容剂或者羧酸型相容剂。
优选地，所述防老剂为防老剂4010或者防老剂AW。
本发明还涉及一种制备耐老化电线用材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶加入到反应釜中，熔融混合均匀，然后加入石墨烯，搅拌反应1~2h，得到产物a1；
（2）将产物a1转移到混炼机中，按照配比加入酚醛树脂、三氧化二锑、硬脂酰乳酸锌、邻苯二甲酸二环己酯、相容剂，混炼5~10min，得到产物a2；
（3）再向产物a2中加入纳米二氧化钛、氢氧化镁、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂和防老剂，继续混炼3~5min，得到混合物a3；
（4）然后将混合物a3转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。
优选地，所述步骤（4）中挤出成型之后要先置于水中冷却，然后再进行造粒处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的耐老化电线用材料，应用于电线领域，不仅具有较好的耐老化效果，大大延长了电线的使用寿命，还具有较好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了电线的使用安全性，具有较好的应用价值。
（2）本发明所述的耐老化电线用材料中添加有石墨烯，首先对聚合物进行石墨烯改性处理，由于石墨烯具有独特的片层状结构，层层叠加形成致密的物理隔绝层，使得石墨烯改性后制备得到的材料具有较好的物理隔绝防水防腐蚀作用，再加上石墨烯具有优异的力学性能及化学稳定性，进而使得使用此材料制备的电线具有较好的耐刮擦、耐磨的力学性能及较好的环境稳定性。
（3）本发明所述的耐老化电线用材料中添加有改性后的凹凸棒土，具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结。再加上凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
（4）本发明所述耐老化电线用材料的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述涂料的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种耐老化电线用材料及制备方法；
乙烯-醋酸乙烯共聚物35份、酚醛树脂19份、异戊橡胶15份、石墨烯3.2份、三氧化二锑6份、纳米二氧化钛10份、硬脂酰乳酸锌12份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二环己酯8份、白炭黑9份、改性凹凸棒土14份、润滑剂5份、相容剂7份、防老剂9份。
所述改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、酸化后的产物。
选用改性之后的凹凸棒土是因为其具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结。再加上凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
所述润滑剂为二甲基硅油。
所述相容剂为环状酸酐型相容剂。
所述防老剂为防老剂4010。
本发明制备耐老化电线用材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶加入到反应釜中，熔融混合均匀，然后加入石墨烯，搅拌反应2h，得到产物a1；
（2）将产物a1转移到混炼机中，按照配比加入酚醛树脂、三氧化二锑、硬脂酰乳酸锌、邻苯二甲酸二环己酯、相容剂，混炼10min，得到产物a2；
（3）再向产物a2中加入纳米二氧化钛、氢氧化镁、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂和防老剂，继续混炼3min，得到混合物a3；
（4）然后将混合物a3转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。
步骤（4）中挤出成型之后要先置于水中冷却，然后再进行造粒处理。
实施例2：
本发明优选实施例的一种耐老化电线用材料及制备方法；
所述耐老化电线用材料，由如下重量份数的各原料制备而成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物28份、酚醛树脂15份、异戊橡胶12份、石墨烯1.5份、三氧化二锑4份、纳米二氧化钛7份、硬脂酰乳酸锌8份、氢氧化镁10份、邻苯二甲酸二环己酯5份、白炭黑6份、改性凹凸棒土9份、润滑剂3份、相容剂5份、防老剂8份。
所述改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、酸化后的产物。
选用改性之后的凹凸棒土是因为其具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结。再加上凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
所述润滑剂为硅酸酯。
所述相容剂为羧酸型相容剂。
所述防老剂为防老剂AW。
本发明制备耐老化电线用材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶加入到反应釜中，熔融混合均匀，然后加入石墨烯，搅拌反应1h，得到产物a1；
（2）将产物a1转移到混炼机中，按照配比加入酚醛树脂、三氧化二锑、硬脂酰乳酸锌、邻苯二甲酸二环己酯、相容剂，混炼5min，得到产物a2；
（3）再向产物a2中加入纳米二氧化钛、氢氧化镁、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂和防老剂，继续混炼3min，得到混合物a3；
（4）然后将混合物a3转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。
步骤（4）中挤出成型之后要先置于水中冷却，然后再进行造粒处理。
实施例3：
本发明优选实施例的一种耐老化电线用材料及制备方法；
所述耐老化电线用材料，由如下重量份数的各原料制备而成：
乙烯-醋酸乙烯共聚物39份、酚醛树脂23份、异戊橡胶17份、石墨烯5份、三氧化二锑9份、纳米二氧化钛12份、硬脂酰乳酸锌15份、氢氧化镁14份、邻苯二甲酸二环己酯10份、白炭黑12份、改性凹凸棒土16份、润滑剂7份、相容剂11份、防老剂13份。
所述改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、酸化后的产物。
选用改性之后的凹凸棒土是因为其具有较好的粘性和可塑性，乳化率较高，节省了乳化生产过程，降低了生产成本，有利于原料之间的乳化和粘结。再加上凹凸棒土还具有较好的悬浮性、流平性及增稠性，因此，还可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂，大大降低了原料消耗及原料成本。
所述润滑剂为润滑油。
所述相容剂为环状酸酐型相容剂。
所述防老剂为防老剂4010。
本发明制备耐老化电线用材料的方法，包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶加入到反应釜中，熔融混合均匀，然后加入石墨烯，搅拌反应2h，得到产物a1；
（2）将产物a1转移到混炼机中，按照配比加入酚醛树脂、三氧化二锑、硬脂酰乳酸锌、邻苯二甲酸二环己酯、相容剂，混炼10min，得到产物a2；
（3）再向产物a2中加入纳米二氧化钛、氢氧化镁、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂和防老剂，继续混炼5min，得到混合物a3；
（4）然后将混合物a3转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。
步骤（4）中挤出成型之后要先置于水中冷却，然后再进行造粒处理。
综上所述，本发明所述的耐老化电线用材料，应用于电线领域，不仅具有较好的耐老化效果，大大延长了电线的使用寿命，还具有较好的耐腐蚀、耐磨性能，提高了电线的使用安全性，具有较好的应用价值。
本发明所述耐老化电线用材料的制备工艺简单、条件温和、设备投资少，且所述涂料的制备原料易得，成本较低，且生产过程安全、无污染，适合工业化推广生产，具有较好的应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种耐老化电线用材料，其特征在于：包括如下重量份的各原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物28~39份、酚醛树脂15~23份、异戊橡胶12~17份、石墨烯1.5~5份、三氧化二锑4~9份、纳米二氧化钛7~12份、硬脂酰乳酸锌8~15份、氢氧化镁10~14份、邻苯二甲酸二环己酯5~10份、白炭黑6~12份、改性凹凸棒土9~16份、润滑剂3~7份、相容剂5~11份、防老剂8~13份。
2.根据权利要求1所述的耐老化电线用材料，其特征在于：所述材料包括如下重量份的各原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物35份、酚醛树脂19份、异戊橡胶15份、石墨烯3.2份、三氧化二锑6份、纳米二氧化钛10份、硬脂酰乳酸锌12份、氢氧化镁11份、邻苯二甲酸二环己酯8份、白炭黑9份、改性凹凸棒土14份、润滑剂5份、相容剂7份、防老剂9份。
3.根据权利要求1所述的耐老化电线用材料，其特征在于：所述改性凹凸棒土为天然凹凸棒土经提纯、酸化后的产物。
4.根据权利要求1所述的耐老化电线用材料，其特征在于：所述润滑剂为二甲基硅油、硅酸酯、润滑油中的任一种。
5.根据权利要求1所述的耐老化电线用材料，其特征在于：所述相容剂为环状酸酐型相容剂或者羧酸型相容剂。
6.根据权利要求1所述的耐老化电线用材料，其特征在于：所述防老剂为防老剂4010或者防老剂AW。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的耐老化电线用材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按照配比分别称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、异戊橡胶加入到反应釜中，熔融混合均匀，然后加入石墨烯，搅拌反应1~2h，得到产物a1；
（2）将产物a1转移到混炼机中，按照配比加入酚醛树脂、三氧化二锑、硬脂酰乳酸锌、邻苯二甲酸二环己酯、相容剂，混炼5~10min，得到产物a2；
（3）再向产物a2中加入纳米二氧化钛、氢氧化镁、白炭黑、改性凹凸棒土、润滑剂和防老剂，继续混炼3~5min，得到混合物a3；
（4）然后将混合物a3转移至螺杆挤出机中，进行挤出成型，造粒，即得所述电线用材料。
8.根据权利要求7所述的耐老化电线用材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中挤出成型之后要先置于水中冷却，然后再进行造粒处理。
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