CN107556661A

CN107556661A - 一种耐磨电缆料及其制备方法

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Publication number: CN107556661A
Application number: CN201710939955.7A
Authority: CN
Inventors: 曾伟平
Original assignee: Sihui City Eic Information Advisory Services Ltd
Current assignee: Sihui City Eic Information Advisory Services Ltd
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2018-01-09

Abstract

本发明属于电线电缆料技术领域，具体地，涉及一种耐磨电缆料及其制备方法，所述的耐磨电缆料包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂35‑60份、聚四氟乙烯树脂20‑30份、纳米金属粉末0.2‑0.8份、改性玉石粉8‑25份、纳米二硫化钼0.1‑0.3份、碳纤维0.5‑3份、凯夫拉纤维0.5‑1份、天然云母粉3‑15份、改性凹凸棒土2‑5份、抗氧剂0.05‑0.5份；本发明提供的耐磨电缆料，通过配方中各组分的协调配合，确保了所述的电缆料具有优异的强度和耐磨性能，在使用过程中，不易磨损，提高了使用寿命。

Description

一种耐磨电缆料及其制备方法

技术领域

本发明属于电线电缆料技术领域，具体地，涉及一种耐磨电缆料及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，电缆的需求市场广阔，推动着电缆料生产技术的进步，电缆料不仅用途广泛，而且对其性能指标有特殊的要求，比如绝缘性能，拉伸强度、使用温度、阻燃性能等指标均有严格的要求，不断的提高电缆料的性能，是经济和社会发展的迫切需求，传统的电缆料存在阻燃性差，高温易变形，力学性能差，使用寿命短等问题，给实际的使用带来了很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，继续改变原有电缆料配方，改进材料性能，以适应电缆市场多样的需求。

聚氯乙烯电缆料是以聚氯乙烯为基础树脂，添加稳定剂、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二异癸酯，对苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯等增塑剂以及碳酸钙等无机填充物，助剂和润滑剂等添加剂，经过混配捏合挤出而制备的粒子。然而，现有的PVC电缆料，耐磨性能差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服上述现有技术中的问题，提供一种耐磨性能好的电缆料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种耐磨电缆料，包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂35-60份、聚四氟乙烯树脂20-30份、纳米金属粉末0.2-0.8份、改性玉石粉8-25份、纳米二硫化钼0.1-0.3份、碳纤维 0.5-3份、凯夫拉纤维0.5-1份、天然云母粉3-15份、改性凹凸棒土2-5份、抗氧剂0.05-0.5份。

进一步的，根据本发明，所述的耐磨电缆料包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂40-50份、聚四氟乙烯树脂23-28份、纳米金属粉末0.3-0.7份、改性玉石粉10-20份、纳米二硫化钼0.1-0.3份、碳纤维1-2.5份、凯夫拉纤维0.6-0.9 份、天然云母粉5-10份、改性凹凸棒土2-5份、抗氧剂0.1-0.5份。

进一步的，根据本发明，所述的耐磨电缆料包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂45份、聚四氟乙烯树脂25份、纳米金属粉末0.5份、改性玉石粉15 份、纳米二硫化钼0.2份、碳纤维1.5份、凯夫拉纤维0.8份、天然云母粉8份、改性凹凸棒土4份、抗氧剂0.3份。

本发明中，采用聚氯乙烯树脂和聚四氟乙烯树脂的共混配伍，聚四氟乙烯中的氟原子对碳-碳键具有屏蔽保护作用，减少碳-碳键被破坏的可能，使得该共混树脂具有优异的稳定性，氟碳链的极性很低，正是这种低极性，使得该共混树脂具有优异的耐磨性能，不易被破坏。

根据本发明，所述的改性玉石粉的制备方法是将玉石粉置于800-850℃的条件下煅烧3-5h，取出冷却后，与酸性溶液中搅拌混匀并浸泡2-3h后，再过滤，用去离子水洗净，烘干，然后用相当于玉石粉重量3-5％的硅烷偶联剂，1-2％的邻苯二乙酸二乙酯、1-2％的醇醚糖苷、1-3％的抗氧剂混匀后，研磨并过300-1000 目筛得到的粉末。硅烷偶联剂促使邻苯二乙酸二乙酯与醇醚糖苷进行交联反应，同时将玉石粉末固定，避免团聚。

根据本发明，本发明中所述的纳米金属粉末的作用在于提高电缆料的整体强度，提高耐磨性能，所述的纳米金属粉末为纳米铜粉、纳米镁粉、纳米铜镍复合粉、纳米铜铋复合粉中的一种，进一步的，所述的纳米金属粉末的平均粒度≤60nm。

根据本发明，本发明中所述的改性凹凸棒土的具体工艺为：

(1)对凹凸棒土进行热处理，热处理的温度为180-200℃，处理时间为3-5h；

(2)加入酸性溶液，浸泡3-8h；

(3)干燥后进行铬酸氧化液浸泡处理，然后在500-700℃的条件下煅烧，得到所述的改性凹凸棒土，通过改性处理的凹凸棒土，提高了其整体的强度。

根据本发明，所述的纳米二硫化钼具有低温时减摩，高温时增摩，烧失量小的特点，同时，该纳米二硫化钼还具有防止其他材料氧化的作用。

根据本发明，本发明中所述的凯夫拉纤维具有密度低，强度高，韧性好，耐高温及易于加工成型的特点，添加在耐磨电缆料中，不仅改善了该电缆料的加工成型，同时提高电缆料的强度。

根据本发明，所述的天然云母粉作为一种优良的添加剂，剧以后耐高温，高韧性，附着力强的特点，添加在所述的耐磨电缆料中，进一步的改善电缆料的性能。

抗氧剂的作用在于改善电缆料加工过程中的性能，本发明对所述的抗氧剂不做特殊要求，可以为所属领域技术人员所常知的，具体的，如抗氧剂BHT、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉等化合物及其衍生物或聚合物中的一种。

本发明还提供了一种耐磨电缆料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、纳米金属粉末、改性玉石粉、纳米二硫化钼、碳纤维、凯夫拉纤维、天然云母粉、改性凹凸棒土、抗氧剂并投入到高速混合机中，于1000-1500r/min搅拌10-15min；

(2)将预混完成的混合料通过流化床干燥，流化床的温度为60-90℃；

(3)通过失重称下料，经造粒机熔融共混、挤出、冷却后切粒，得到所述的耐磨电缆料。

根据本发明，所述的造粒机为双螺杆挤出机，加工温度为150-170℃，螺杆转速为50-100r/min。

上述制备方法，采用一步法加料便于实现工业化连续生产，提高了电缆料的生产效率。

本发明具有以下技术效果：

1、本发明提供的耐磨电缆料，通过配方中各组分的协调配合，确保了所述的电缆料具有优异的强度和耐磨性能，在使用过程中，不易磨损，提高了使用寿命；

2、本发明所述的耐磨电缆料的制备方法，工艺简单，便于实现工业化连续生产。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂45份、聚四氟乙烯树脂25份、纳米铜粉0.5份、改性玉石粉15份、纳米二硫化钼0.2份、碳纤维1.5份、凯夫拉纤维0.8份、天然云母粉8份、改性凹凸棒土4份、抗氧剂 BHT 0.3份；

所述的玉石粉的改性处理工艺为将玉石粉置于830℃的条件下煅烧4h，取出冷却后，与酸性溶液中搅拌混匀并浸泡2h后，再过滤，用去离子水洗净，烘干，然后用相当于玉石粉重量4％的硅烷偶联剂，2％的邻苯二乙酸二乙酯、2％的醇醚糖苷、2％的抗氧剂BHT混匀后，研磨并过800目筛得到的粉末；

所述的凹凸棒土的改性处理工艺为：

a、对凹凸棒土进行热处理，热处理的温度为190℃，处理时间为4h；

b、加入酸性溶液，浸泡5h；

c、干燥后进行铬酸氧化液浸泡处理，然后在600℃的条件下煅烧，得到所述的改性凹凸棒土

所述的耐磨电缆料的制备方法为：

(1)称取聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、纳米铜粉、改性玉石粉、纳米二硫化钼、碳纤维、凯夫拉纤维、天然云母粉、改性凹凸棒土、抗氧剂BHT并投入到高速混合机中，于1200r/min搅拌13min；

(2)将预混完成的混合料通过流化床干燥，流化床的温度为80℃；

(3)通过失重称下料，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却后切粒，得到所述的耐磨电缆料，双螺杆挤出机的加工温度为160℃，螺杆转速为80r/min。

实施例2

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂40份、聚四氟乙烯树脂23份、纳米镁粉0.3份、改性玉石粉10份、纳米二硫化钼0.1份、碳纤维1份、凯夫拉纤维0.6份、天然云母粉5份、改性凹凸棒土2份、抗氧剂 BHT 0.1份；

所述的玉石粉的改性处理工艺为将玉石粉置于800℃的条件下煅烧3h，取出冷却后，与酸性溶液中搅拌混匀并浸泡2h后，再过滤，用去离子水洗净，烘干，然后用相当于玉石粉重量3％的硅烷偶联剂，1％的邻苯二乙酸二乙酯、1％的醇醚糖苷、1％的抗氧剂BHT混匀后，研磨并过300目筛得到的粉末；

所述的凹凸棒土的改性处理工艺为：

a、对凹凸棒土进行热处理，热处理的温度为180℃，处理时间为3h；

b、加入酸性溶液，浸泡3h；

c、干燥后进行铬酸氧化液浸泡处理，然后在500℃的条件下煅烧，得到所述的改性凹凸棒土

所述的耐磨电缆料的制备方法为：

(1)称取聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、纳米镁粉、改性玉石粉、纳米二硫化钼、碳纤维、凯夫拉纤维、天然云母粉、改性凹凸棒土、抗氧剂BHT并投入到高速混合机中，于1000r/min搅拌10min；

(2)将预混完成的混合料通过流化床干燥，流化床的温度为60℃；

(3)通过失重称下料，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却后切粒，得到所述的耐磨电缆料，双螺杆挤出机的加工温度为150℃，螺杆转速为100r/min。

实施例3

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂50份、聚四氟乙烯树脂28份、纳米铜镍复合粉0.7份、改性玉石粉20份、纳米二硫化钼0.3 份、碳纤维2.5份、凯夫拉纤维0.9份、天然云母粉10份、改性凹凸棒土5份、抗氧剂BHT 0.5份；

所述的玉石粉的改性处理工艺为将玉石粉置于850℃的条件下煅烧5h，取出冷却后，与酸性溶液中搅拌混匀并浸泡3h后，再过滤，用去离子水洗净，烘干，然后用相当于玉石粉重量5％的硅烷偶联剂，2％的邻苯二乙酸二乙酯、2％的醇醚糖苷、3％的抗氧剂BHT混匀后，研磨并过1000目筛得到的粉末；

所述的凹凸棒土的改性处理工艺为：

a、对凹凸棒土进行热处理，热处理的温度为200℃，处理时间为3h；

b、加入酸性溶液，浸泡8h；

c、干燥后进行铬酸氧化液浸泡处理，然后在700℃的条件下煅烧，得到所述的改性凹凸棒土

所述的耐磨电缆料的制备方法为：

(1)称取聚氯乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、纳米铜镍复合粉、改性玉石粉、纳米二硫化钼、碳纤维、凯夫拉纤维、天然云母粉、改性凹凸棒土、抗氧剂BHT 并投入到高速混合机中，于1500r/min搅拌10min；

(2)将预混完成的混合料通过流化床干燥，流化床的温度为90℃；

(3)通过失重称下料，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却后切粒，得到所述的耐磨电缆料，双螺杆挤出机的加工温度为170℃，螺杆转速为50r/min。

实施例4

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂35份、聚四氟乙烯树脂20份、纳米铜铋复合粉0.2份、改性玉石粉8份、纳米二硫化钼0.1 份、碳纤维0.5份、凯夫拉纤维0.5份、天然云母粉3份、改性凹凸棒土2份、三癸酯0.05份；

本实施例中所述的玉石粉的改性处理工艺、凹凸棒土的改性处理工艺和所述的耐磨电缆料的制备方法与实施例1的完全相同，在此不做赘述。

实施例5

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂60份、聚四氟乙烯树脂30份、纳米铜粉0.8份、改性玉石粉25份、纳米二硫化钼0.3份、碳纤维3份、凯夫拉纤维1份、天然云母粉15份、改性凹凸棒土5份、三辛酯0.5 份；

本实施例中所述的玉石粉的改性处理工艺、凹凸棒土的改性处理工艺和所述的耐磨电缆料的制备方法与实施例2的完全相同，在此不做赘述。

对比例1

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂35份、聚四氟乙烯树脂20份、玉石粉8份、纳米二硫化钼0.1份、碳纤维0.5份、天然云母粉3份、凹凸棒土2份、抗氧剂BHT 0.05份；

对比例2

一种耐磨电缆料，由以下重量份的物质组成：聚氯乙烯树脂60份、聚四氟乙烯树脂30份、纳米二硫化钼0.3份、碳纤维3份、天然云母粉15份、凹凸棒土5份、抗氧剂BHT 0.5份；

性能测试：

将实施例1-5、对比例1-2的电缆料通过护套螺杆挤出机挤出达到电缆护套。在电缆护套内插置有同等直径的铜导体。

以1/2级(中等)金刚纱布作为研磨面，在试样端部施加3N的拉力，每研磨试样1000次后，停下更换至纱布未使用部位，完成研磨至出现漏出铜导体为止，记录出现铜导体裸露时的研磨次数并记录到表1中。

表1 实施例1-5、对比例1-2耐磨电缆料性能

	研磨次数
		实施例1	365911
实施例2	365821
		实施例3	365807
实施例4	365803
		实施例5	365790
对比例1	103548
		对比例2	92483

由以上数据可以看出，本发明提供的电缆料具有优异的耐磨性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种耐磨电缆料，其特征在于：包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂35-60份、聚四氟乙烯树脂20-30份、纳米金属粉末0.2-0.8份、改性玉石粉8-25份、纳米二硫化钼0.1-0.3份、碳纤维0.5-3份、凯夫拉纤维0.5-1份、天然云母粉3-15份、改性凹凸棒土2-5份、抗氧剂0.05-0.5份。

2.根据权利要求1所述的耐磨电缆料，其特征在于：所述的耐磨电缆料包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂40-50份、聚四氟乙烯树脂23-28份、纳米金属粉末0.3-0.7份、改性玉石粉10-20份、纳米二硫化钼0.1-0.3份、碳纤维1-2.5份、凯夫拉纤维0.6-0.9份、天然云母粉5-10份、改性凹凸棒土2-5份、抗氧剂0.1-0.5份。

3.根据权利要求1所述的耐磨电缆料，其特征在于：所述的耐磨电缆料包括以下重量份的物质：聚氯乙烯树脂45份、聚四氟乙烯树脂25份、纳米金属粉末0.5份、改性玉石粉15份、纳米二硫化钼0.2份、碳纤维1.5份、凯夫拉纤维0.8份、天然云母粉8份、改性凹凸棒土4份、抗氧剂0.3份。

4.根据权利要求1所述的耐磨电缆料，其特征在于：所述的改性玉石粉的制备方法是将玉石粉置于800-850℃的条件下煅烧3-5h，取出冷却后，与酸性溶液中搅拌混匀并浸泡2-3h后，再过滤，用去离子水洗净，烘干，然后用相当于玉石粉重量3-5％的硅烷偶联剂，1-2％的邻苯二乙酸二乙酯、1-2％的醇醚糖苷、1-3％的抗氧剂混匀后，研磨并过300-1000目筛得到的粉末。

5.根据权利要求1所述的耐磨电缆料，其特征在于：所述的纳米金属粉末为纳米铜粉、纳米镁粉、纳米铜镍复合粉、纳米铜铋复合粉中的一种；和/或，

所述的纳米金属粉末的平均粒度≤60nm。

6.一种如权利要求1-5所述的任意一项耐磨电缆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的耐磨电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的造粒机为双螺杆挤出机，加工温度为150-170℃，螺杆转速为50-100r/min。