CN107325418A - 一种耐高温抗冻电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温抗冻电缆护套料及其制备方法，涉及电缆护套领域，该护套料包括以下原料：交联聚乙烯、丁晴橡胶、环氧树脂、聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂、2‑氨基‑5‑(对‑甲氧基苯基)‑1、润滑剂、阻燃剂、防冻剂和粘接剂。其制备方法是将原料进行三次混炼及硫化处理后即可。该种电缆护套料制备简单方便，成本低，成品的电缆护套理化性能优越稳定，具有耐高温、抗寒冻及耐腐蚀的特点，使用寿命长，应用领域广泛，适宜推广应用。

Description

一种耐高温抗冻电缆护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆护套领域，具体涉及一种耐高温抗冻电缆护套料及其制备方法。
背景技术
近年来由于自然环境的内部进程，以及人为的外部破坏，造成全球气候发生很大变化，极端气候频繁光顾，很多地区出现暴雨、暴雪、台风等恶劣天气，而这些造成了极热或极寒的气候，使得日常使用中的电线电缆对于阻热性能和耐寒性能都有要求。在沿海地带，常年的海风海浪侵蚀，海水碱性高，对电缆材料有一定的腐蚀破坏性，从而对电缆材料的耐腐蚀性提出了要求。如风能发电机组上所用电缆，就需要在满足严格的低温扭转试验同时，具有耐油、耐酸碱腐蚀的能力，满足其长期恶劣环境下使用要求。
针对这些实际使用需求，需要开发一种既能在高温下保持性能稳定性，不变形，又能在低温环境中保持一定的柔软性，不会因低温而脆化不能使用，同时能够兼顾耐腐蚀性能的新型电缆料。而现在市场上大多数材料只能满足其中一两项性能要求，无法同时兼顾多项；而一些高端材料，如聚氨酯等虽能满足性能要求，但是其价格昂贵、加工性能特殊，批量使用较为困难。
铝矾土作为一种土状矿物填料，容重值小，成本低廉，来源广泛，对其进行一定的改性操作后，具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、导热率低、热容小和耐机械震动等优点，将其应用于电缆护套料领域上，具有积极有利的意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐高温抗冻电缆护套料及其制备方法，该种电缆护套料制备简单方便，成本低，成品的电缆护套理化性能优越稳定，具有耐高温、抗寒冻及耐腐蚀的特点，使用寿命长，应用领域广泛，适宜推广应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种耐高温抗冻电缆护套料，包括以下按重量份计的原料：交联聚乙烯40-60份、丁晴橡胶20-30份、环氧树脂25-35份、聚酯纤维15-25份、丙酮纳5-15份、纳米碳酸钙5-15份、改性铝矾土15-25份、聚亚苯基砜树脂10-20份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-15-15份、润滑剂1-3份、阻燃剂1-5份、防冻剂1-5份和粘接剂1-3份；
所述改性铝矾土由以下按重量份数计的原料制得：铝矾土25份、体积浓度为10-14％氢氧化钠溶液30份、松香粉10份和羧甲基纤维素8份；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为10-14％氢氧化钠溶液浸泡2-3h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在60-70℃温度下烘干至含水量3-5％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过100-200目筛，即得。
进一步地，所述电缆护套料包括以下按重量份计的原料：交联聚乙烯50份、丁晴橡胶25份、环氧树脂30份、聚酯纤维20份、丙酮纳10份、纳米碳酸钙10份、改性铝矾土20份、聚亚苯基砜树脂15份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-110份、润滑剂2份、阻燃剂3份、防冻剂3份和粘接剂2份。
进一步地，所述改性铝矾土是通过以下步骤制得的：先将所述铝矾土放入体积浓度为12％氢氧化钠溶液浸泡2.5h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在65℃温度下烘干至含水量4％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过150目筛，即得。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油或硬脂酸锌中的一种。
优选地，所述阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌或氧化铁红中的一种或者一种以上。
优选地，所述防冻剂为1，2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙或醋酸钠中的一种或者一种以上。
优选地，所述粘接剂为乙基三甲氧基硅烷、N-羟甲基丙烯酰胺或马来酸酐改性聚乙烯中的一种。
上述的一种耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份称取原料备用；
(2)将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65-75℃，混炼时间为40-50min；向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为70-80℃，混炼时间为25-35min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80-90℃，混炼时间为30-40min；
(3)将经步骤(2)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为110-130℃，硫化时间为15-25min，即可。
本发明具有如下的有益效果：本发明的电缆护套料制备简单方便，成本低廉，生产过程无排放、无污染，绿色环保；该种电缆护套料通过对生产原料及工艺的改进优化，加入耐高温树脂聚亚苯基砜、聚酯纤维、改性铝矾土等成分，协同外加助剂，使得成品电缆护套在高温或者低温等环境恶劣的条件下，所表现的理化性能稳定优越，能够同时达到耐高温、抗寒冻及耐腐蚀的多种要求，经检测，该种电缆护套在高温90-110℃条件下不会产生变软、变形及熔化等现象；在零下40-60℃的条件下不会产生脆化现象，进而导致不能正常使用；另外，在酸碱度值为5-9的空气环境下，表面不会产生被腐蚀、掉料等现象；大大延长了电缆护套的使用寿命，应用领域广泛，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种耐高温抗冻电缆护套料，称取以下原料待制备：交联聚乙烯40kg、丁晴橡胶20kg、环氧树脂25kg、聚酯纤维15kg、丙酮纳5kg、纳米碳酸钙5kg、改性铝矾土15kg、聚亚苯基砜树脂10kg、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-15kg、润滑剂1kg、阻燃剂1kg、防冻剂1kg和粘接剂1kg；
所述改性铝矾土由以下原料制得：铝矾土25kg、体积浓度为10％氢氧化钠溶液30kg、松香粉10kg和羧甲基纤维素8kg；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为10％氢氧化钠溶液浸泡2h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在60℃温度下烘干至含水量3％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过100目筛，即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的润滑剂采用聚乙烯蜡；阻燃剂采用三聚氰胺；防冻剂采用1，2一二氯乙烷；粘接剂采用乙基三甲氧基硅烷。
上述的一种耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65℃，混炼时间为40min；再向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为25min；之后向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为30min；
(2)将经步骤(1)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为110℃，硫化时间为15min，即制得本发明的耐高温抗冻电缆护套料。
实施例2
一种耐高温抗冻电缆护套料，称取以下原料待制备：交联聚乙烯50kg、丁晴橡胶25kg、环氧树脂30kg、聚酯纤维20kg、丙酮纳10kg、纳米碳酸钙10kg、改性铝矾土20kg、聚亚苯基砜树脂15kg、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-110kg、润滑剂2kg、阻燃剂3kg、防冻剂3kg和粘接剂2kg；
所述改性铝矾土由以下原料制得：铝矾土25kg、体积浓度为12％氢氧化钠溶液30kg、松香粉10kg和羧甲基纤维素8kg；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为12％氢氧化钠溶液浸泡2.5h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在65℃温度下烘干至含水量4％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过150目筛，即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的润滑剂采用硅油；阻燃剂采用聚磷酸铵；防冻剂采用二甲基亚砜；粘接剂采用N-羟甲基丙烯酰胺。
上述的一种耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为45min；再向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为75℃，混炼时间为30min；之后向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为85℃，混炼时间为35min；
(2)将经步骤(1)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为120℃，硫化时间为20min，即制得本发明的耐高温抗冻电缆护套料。
实施例3
一种耐高温抗冻电缆护套料，称取以下原料待制备：交联聚乙烯60kg、丁晴橡胶30kg、环氧树脂35kg、聚酯纤维25kg、丙酮纳15kg、纳米碳酸钙15kg、改性铝矾土25kg、聚亚苯基砜树脂20kg、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-115kg、润滑剂3kg、阻燃剂5kg、防冻剂5kg和粘接剂3kg；
所述改性铝矾土由以下原料制得：铝矾土25kg、体积浓度为14％氢氧化钠溶液30kg、松香粉10kg和羧甲基纤维素8kg；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为14％氢氧化钠溶液浸泡3h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在70℃温度下烘干至含水量5％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过200目筛，即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的润滑剂采用硬脂酸锌；阻燃剂采用氢氧化铝和硼酸锌两种混合物，且两者之间的质量比为1:1；防冻剂采用甲酰胺和氯化钙两种混合物，且两者之间的质量比为1:2；粘接剂采用马来酸酐改性聚乙烯。
上述的一种耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为75℃，混炼时间为50min；再向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为35min；之后向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为90℃，混炼时间为40min；
(2)将经步骤(1)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为130℃，硫化时间为25min，即制得本发明的耐高温抗冻电缆护套料。
实施例4
一种耐高温抗冻电缆护套料，称取以下原料待制备：交联聚乙烯50kg、丁晴橡胶25kg、环氧树脂30kg、聚酯纤维20kg、丙酮纳10kg、纳米碳酸钙10kg、改性铝矾土20kg、聚亚苯基砜树脂15kg、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-110kg、润滑剂2kg、阻燃剂3kg、防冻剂3kg和粘接剂2kg；
所述改性铝矾土由以下原料制得：铝矾土25kg、体积浓度为10％氢氧化钠溶液30kg、松香粉10kg和羧甲基纤维素8kg；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为10％氢氧化钠溶液浸泡3h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在60℃温度下烘干至含水量5％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过100目筛，即制得本发明原料所需的改性铝矾土。
其中，上述的润滑剂采用聚乙烯蜡；阻燃剂采用氢氧化铝和氧化铁红两种混合物，且两者之间的质量比为1:1；防冻剂采用氯化钙和醋酸钠两种混合物，且两者之间的质量比为3:2；粘接剂采用乙基三甲氧基硅烷。
上述的一种耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)先将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65℃，混炼时间为50min；再向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为70℃，混炼时间为35min；之后向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为40min；
(2)将经步骤(1)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为110℃，硫化时间为25min，即制得本发明的耐高温抗冻电缆护套料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：交联聚乙烯40-60份、丁晴橡胶20-30份、环氧树脂25-35份、聚酯纤维15-25份、丙酮纳5-15份、纳米碳酸钙5-15份、改性铝矾土15-25份、聚亚苯基砜树脂10-20份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-15-15份、润滑剂1-3份、阻燃剂1-5份、防冻剂1-5份和粘接剂1-3份；
所述改性铝矾土由以下按重量份数计的原料制得：铝矾土25份、体积浓度为10-14％氢氧化钠溶液30份、松香粉10份和羧甲基纤维素8份；其制备方法是先将所述铝矾土放入体积浓度为10-14％氢氧化钠溶液浸泡2-3h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在60-70℃温度下烘干至含水量3-5％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过100-200目筛，即得。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：交联聚乙烯50份、丁晴橡胶25份、环氧树脂30份、聚酯纤维20份、丙酮纳10份、纳米碳酸钙10份、改性铝矾土20份、聚亚苯基砜树脂15份、2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-110份、润滑剂2份、阻燃剂3份、防冻剂3份和粘接剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，所述改性铝矾土是通过以下步骤制得的：先将所述铝矾土放入体积浓度为12％氢氧化钠溶液浸泡2.5h后，再调节PH至中性；取出上述处理后的铝矾土，在65℃温度下烘干至含水量4％，之后立即加入松香粉和羧甲基纤维素混合均匀，将混匀的物料研磨过150目筛，即得。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油或硬脂酸锌中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，所述阻燃剂为三聚氰胺、聚磷酸铵、氢氧化铝、硼酸锌或氧化铁红中的一种或者一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，所述防冻剂为1，2一二氯乙烷、二甲基亚砜、甲酰胺、氯化钙或醋酸钠中的一种或者一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温抗冻电缆护套料，其特征在于，所述粘接剂为乙基三甲氧基硅烷、N-羟甲基丙烯酰胺或马来酸酐改性聚乙烯中的一种。
8.一种如权利要求书1-7任意一项所述的耐高温抗冻电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份称取原料备用；
(2)将交联聚乙烯、丁晴橡胶和环氧树脂输送至混炼机中进行第一次混炼，混炼温度为65-75℃，混炼时间为40-50min；向经第一次混炼后的物料中加入聚酯纤维、丙酮纳、纳米碳酸钙、改性铝矾土、聚亚苯基砜树脂和2-氨基-5-(对-甲氧基苯基)-1进行第二次混炼，混炼温度为70-80℃，混炼时间为25-35min；向经第二次混炼后的物料中加入剩余原料进行第三次混炼，混炼温度为80-90℃，混炼时间为30-40min；
(3)将经步骤(2)混炼的物料输送至硫化机中进行硫化处理，硫化温度为110-130℃，硫化时间为15-25min，即可。
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