CN107245210A - 一种电力设备用电线电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力设备用电线电缆护套料，属于电缆护套料技术领域，包括以下重量份的原料：聚氯乙烯40‑55份、乙烯‑三氟氯乙烯共聚物12‑15份、聚酰亚胺16‑20份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维6‑10份、碳纤维6‑8份、碳酸钙13‑15份、二氧化锆3‑7份、改性二氧化硅9‑11份、氧化锌2‑6份、硬脂酸丁酯4‑6份、聚乙烯蜡1‑3份、五硼酸铵3‑5份、聚磷酸铵2‑4份、增塑剂8‑12份、热稳定剂1‑2份、紫外线吸收剂0.5‑0.8份；本发明还公开了一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法；本发明制备简单，环保污染小，强度高，阻燃耐高温，使用寿命长。

Description

一种电力设备用电线电缆护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆护套料技术领域，具体的说，涉及了一种电力设备用电线电缆护套料及其制备方法。
背景技术
电缆包括电气装备用电缆、电力电缆、架空线、通讯电缆、漆包线和光织光缆。电气装备用电缆用于电气设备的连接线，包括内部连接线或者外部连接线；电力电缆用于传输电能，常用于城市地下电力的传输；架空线用于专门输入电能，常做架空铺设，使用成本低；通讯电缆用于传输入电信号，常铺设于地下或架空，漆包线用于电机绕组，将电能转化为机械能；光织光缆用于传输光信号，因为具有低衰减性能，常用于当作长途通讯的主干线。
阻燃电线电缆护套料主要分为含卤阻燃料、低卤阻燃料和无卤阻燃料，含卤阻燃料在燃烧时释放出大量浓烟及腐蚀性卤化物气体。在发生火灾时，这些浓烟及有害气体将对人体及设备造成危害。随着国际环保要求的不断提高，在大多数电缆使用场合，含卤阻燃料及低卤阻燃料将被限制或禁止使用。为达到低烟、低毒和阻燃的目的，国内外很多电缆材料生产企业都在致力于开发无卤阻燃的电缆护套料，这类材料在燃烧时发烟量少，几乎不产生有毒气体，能将火灾中因电缆燃烧时对人体及设备的危害降到最低。
在公开号为CN103265773A的专利文件中，公开了一种聚氯乙烯树脂电缆护套料及其制备方法，其组成原料为：聚氯乙烯树脂、聚氨酯橡胶、白炭黑、改性蛭石粉、磷酸三苯酯、促进剂TMTM、防老剂RD、苯胺甲基三乙氧基硅烷、硬脂酸镁、苯骈三氮唑、氧化锌和甲基丙烯酸甲酯；本发明采用聚氯乙烯树脂作为主料，电缆护套的拉伸强度、断裂延伸率、老化后的断裂伸出保持率和冲击脆化温度同时具有优异的性能，而且通过对填料蛭石粉的改性处理，增强电缆护套内部的连接，可以有效防止电缆护套的断裂，延迟使用寿命；但该发明的强度不足，耐高温能力能进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种电力设备用电线电缆护套料及其制备方法，制备简单，环保污染小，强度高，阻燃耐高温，使用寿命长。
本发明提供的一种电力设备用电线电缆护套料，包括以下重量份的原料：
聚氯乙烯40-55份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物12-15份、聚酰亚胺16-20份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维6-10份、碳纤维6-8份、碳酸钙13-15份、二氧化锆3-7份、改性二氧化硅9-11份、氧化锌2-6份、硬脂酸丁酯4-6份、聚乙烯蜡1-3份、五硼酸铵3-5份、聚磷酸铵2-4份、增塑剂8-12份、热稳定剂1-2份、紫外线吸收剂0.5-0.8份。
作为优选，聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维的长度为0.2-0.4mm，直径为0.05-0.15mm。
作为优选，改性二氧化硅的制备方法为：首先将称量好的钛酸酯偶联剂用二甲苯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
作为优选，紫外线吸收剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的一种或二种以上的混合物。
作为优选，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的一种或二种以上的混合物。
作为优选，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌的混合物，四者之间的比例为5:2:4:1。
本发明还提供了一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维、碳酸钙、二氧化锆、改性二氧化硅、氧化锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、五硼酸铵、聚磷酸铵加到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机的四个温度段为：加料段180℃，混炼段 200℃，挤出造粒段210℃，机头部分220℃。
步骤（2）中搅拌机的搅拌速度为500r/min。
本发明的一种电力设备用电线电缆护套料及其制备方法，制备简单，环保污染小，强度高，阻燃耐高温，使用寿命长，具体的有益效果如下：
（1）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物简称ECTFE，具有较佳地强度、耐磨性和抗蠕变性，既耐高温，又耐腐蚀，阻燃；聚酰亚胺耐高温，热稳定性佳，耐极低温，机械性能好，阻燃；聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚酰亚胺之间的配合使得电缆护套料具有优异地强度、耐高温、耐低温、阻燃、耐腐蚀等性能；
（2）、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维简称M5纤维，力学性能和耐高温性能极佳；碳纤维强度高、耐高温；聚苯撑吡啶并二咪唑纤维和碳纤维的添加能有效地提高电缆护套料的强度和耐高温能力；
（3）、碳酸钙的添加能减少成本，并能保证护套料的强度；硬脂酸丁酯和聚乙烯蜡为润滑剂；二氧化锆、改性二氧化硅和氧化锌作为填料能提高护套料的阻燃耐高温能力和物理强度；五硼酸铵和聚磷酸铵能有效地提高电缆护套料的阻燃能力，而且环保污染小；热稳定剂、增塑剂、紫外线吸收剂能提高护套料的韧性和耐久性；
（4）、本发明各种原料对应比例的混合，能有效地保证电缆护套料的阻燃耐高温、耐低温、耐腐蚀、使用寿命和力学强度；本发明所采用的原料环保污染小，而且制备方法能有效地将各原料之间充分混合。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种电力设备用电线电缆护套料，包括以下重量份的原料：
聚氯乙烯40份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物12份、聚酰亚胺16份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维6份、碳纤维6份、碳酸钙13份、二氧化锆3份、改性二氧化硅9份、氧化锌2份、硬脂酸丁酯4份、聚乙烯蜡1份、五硼酸铵3份、聚磷酸铵2份、增塑剂8份、热稳定剂1份、紫外线吸收剂0.5份。
本实施例中，聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维的长度为0.2mm，直径为0.05mm。
本实施例中，改性二氧化硅的制备方法为：首先将称量好的钛酸酯偶联剂用二甲苯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌的混合物，四者之间的比例为5:2:4:1。
本实施例还提供了一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维、碳酸钙、二氧化锆、改性二氧化硅、氧化锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、五硼酸铵、聚磷酸铵加到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机的四个温度段为：加料段180℃，混炼段 200℃，挤出造粒段210℃，机头部分220℃。
步骤（2）中搅拌机的搅拌速度为500r/min。
实施例2
本实施例的一种电力设备用电线电缆护套料，包括以下重量份的原料：
聚氯乙烯50份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物13份、聚酰亚胺18份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维8份、碳纤维7份、碳酸钙14份、二氧化锆5份、改性二氧化硅10份、氧化锌4份、硬脂酸丁酯5份、聚乙烯蜡2份、五硼酸铵4份、聚磷酸铵3份、增塑剂10份、热稳定剂1.5份、紫外线吸收剂0.7份。
本实施例中，聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维的长度为0.3mm，直径为0.1mm。
本实施例中，改性二氧化硅的制备方法为：首先将称量好的钛酸酯偶联剂用二甲苯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌的混合物，四者之间的比例为5:2:4:1。
本实施例还提供了一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维、碳酸钙、二氧化锆、改性二氧化硅、氧化锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、五硼酸铵、聚磷酸铵加到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机的四个温度段为：加料段180℃，混炼段 200℃，挤出造粒段210℃，机头部分220℃。
步骤（2）中搅拌机的搅拌速度为500r/min。
实施例3
本实施例的一种电力设备用电线电缆护套料，包括以下重量份的原料：
聚氯乙烯55份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物15份、聚酰亚胺20份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维10份、碳纤维8份、碳酸钙15份、二氧化锆7份、改性二氧化硅11份、氧化锌6份、硬脂酸丁酯6份、聚乙烯蜡3份、五硼酸铵5份、聚磷酸铵4份、增塑剂12份、热稳定剂2份、紫外线吸收剂0.8份。
本实施例中，聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维的长度为0.4mm，直径为0.15mm。
本实施例中，改性二氧化硅的制备方法为：首先将称量好的钛酸酯偶联剂用二甲苯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，紫外线吸收剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌的混合物，四者之间的比例为5:2:4:1。
本实施例还提供了一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维、碳酸钙、二氧化锆、改性二氧化硅、氧化锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、五硼酸铵、聚磷酸铵加到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
其中，
双螺杆挤出机的四个温度段为：加料段180℃，混炼段 200℃，挤出造粒段210℃，机头部分220℃。
步骤（2）中搅拌机的搅拌速度为500r/min。
以公开号CN103524898A的专利文件中检测方法，并以其实施例1为对比例，经检测，实施例1-3的拉伸强度均大于15MPa，断裂伸长率均大于450%，热老化后的断裂伸长率均大于90%，强度均优于对比例，具有优异的物理强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
聚氯乙烯40-55份、乙烯-三氟氯乙烯共聚物12-15份、聚酰亚胺16-20份、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维6-10份、碳纤维6-8份、碳酸钙13-15份、二氧化锆3-7份、改性二氧化硅9-11份、氧化锌2-6份、硬脂酸丁酯4-6份、聚乙烯蜡1-3份、五硼酸铵3-5份、聚磷酸铵2-4份、增塑剂8-12份、热稳定剂1-2份、紫外线吸收剂0.5-0.8份。
2.根据权利要求1所述的电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维的长度为0.2-0.4mm，直径为0.05-0.15mm。
3.根据权利要求1所述的电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：改性二氧化硅的制备方法为：首先将称量好的钛酸酯偶联剂用二甲苯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
4.根据权利要求1所述的电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：紫外线吸收剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的一种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的电力设备用电线电缆护套料，其特征在于：热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌、蓖麻油酸锌的混合物，四者之间的比例为5:2:4:1。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种电力设备用电线电缆护套料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将聚氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维、碳纤维、碳酸钙、二氧化锆、改性二氧化硅、氧化锌、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、五硼酸铵、聚磷酸铵加到搅拌机内搅拌均匀，得到混合料；
（3）、将混合料加入到翻转式捏炼机中捏炼20min后，将其与增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂加入到双螺杆挤出机挤出造粒即可。
8.根据权利要求7所述的电力设备用电线电缆护套料的制备方法，其特征在于：双螺杆挤出机的四个温度段为：加料段180℃，混炼段 200℃，挤出造粒段210℃，机头部分220℃。
9.根据权利要求7所述的电力设备用电线电缆护套料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中搅拌机的搅拌速度为500r/min。
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