CN107805354A - 一种绝缘耐高温电力电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种绝缘耐高温电力电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绝缘耐高温电力电缆材料，其包括：聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂、水；本发明还公开了上述绝缘耐高温电力电缆材料的制备方法。本发明的此种绝缘耐高温电力电缆材料耐热性好、绝缘性好、具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性、柔软性佳。

Description

一种绝缘耐高温电力电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种绝缘耐高温电力电缆材料及其制备方法。
背景技术
软电缆应具有良好的柔软性和耐弯曲性能，应用于水下、热水中或蒸汽中的软电缆要求更高，为保证不被水分子浸蚀，电缆材料应具有低吸水率和耐渗透性，不与水分子发生化学反应，也不会被加速老化、断键及降解；电缆在有水环境中使用，为了用电安全，电缆材料应具有较好的绝缘性和稳定性；电缆在有水环境中，材料中的微量元素会析出溶于水，要求电缆材料还应具有环境友好性。
目前电缆行业内所用的电缆绝缘材料大多由乙丙橡胶、天然丁苯橡胶等材料制成，以上的橡胶材料普遍耐温等级是70℃、90℃、105℃，不能在较低的温度下使用，一般在-30℃左右的环境下，物理机械性能变的非常差，已经脆化，轻轻一折就会被折断；在北方冬季寒冷的地区，经常-40℃，移动的电缆很容易遭到破坏；并且以上的橡胶其绝缘机械强度只有5MPa左右，伸长率大多为250％，这严重的制约了电缆行业的发展。小分子的增塑剂如DOP、DINP、DOA、DOS、TOTM等可以改善PVC绝缘材料的耐低温性能，但是小分子的增塑剂容易迁移，太多的小分子增塑剂会造成软质PVC绝缘材料分子迁移过大，在长期使用过程中析出，使PVC软质材料变硬，使用性能降低，选用分子质量较大的聚酯增塑剂可大大提高材料的分子迁移性能，但是聚酯增塑剂与PVC树脂的相容性较差，使PVC材料的加工性能、耐低温性能变差，可见增塑剂对绝缘材料的影响较大。因此，需要寻找一种更佳的配方以克服上述的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种耐热性好、绝缘性好、具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性、柔软性佳的绝缘耐高温电力电缆材料。
本发明采用的技术方案是：一种绝缘耐高温电力电缆材料，所述绝缘耐高温电力电缆材料的各组份为聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂、水；
进一步地，各组份按质量百分比为：聚氯乙烯树脂10-20％、磺酸化聚苯乙烯5-8％、硼氢化钠5-8％、磷酸二氢钾6-10％、聚乙烯吡咯烷酮4-8％、分散剂5-8％、增塑剂1-5％、增塑助剂1-3％、绝缘剂5-10％、活化剂0.5-2％、阻燃剂1-5％、偶联剂1-3％，余量为水；
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、油酸酰胺或Span-80；
进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，增塑助剂为羧甲基纤维素与活性炭粉的混合物；
进一步地，所述绝缘剂为氯化萘，所述活化剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯；
进一步地，所述阻燃剂为三氧化二锑；
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
本发明还公开了上述绝缘耐高温电力电缆材料的制备方法，具体步骤为：
1)将聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、水混合，充分搅拌；
2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂混合，加热至60-120℃，搅拌并加热30-60分钟；
3)将步骤(2)得到的物料加入高速球磨机，高速搅拌研磨至细度小于等于50μm得到产品；
进一步地，各组份按质量百分比为：聚氯乙烯树脂10-20％、磺酸化聚苯乙烯5-8％、硼氢化钠5-8％、磷酸二氢钾6-10％、聚乙烯吡咯烷酮4-8％、分散剂5-8％、增塑剂1-5％、增塑助剂1-3％、绝缘剂5-10％、活化剂0.5-2％、阻燃剂1-5％、偶联剂1-3％，余量为水；
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、油酸酰胺或Span-80；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述增塑助剂为羧甲基纤维素与活性炭粉的混合物；
所述绝缘剂为氯化萘；
所述活化剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯；
所述阻燃剂为三氧化二锑；
所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
本发明的有益效果：
相对于现有技术中的绝缘耐高温电力电缆材料，本发明的此种绝缘耐高温电力电缆材料耐热性好、绝缘性好、具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性、柔软性佳。
具体实施方式
实施例1：
(一)一种绝缘耐高温电力电缆材料，由以下组份按重量份配比而成：
聚氯乙烯树脂20％、磺酸化聚苯乙烯5％、硼氢化钠8％、磷酸二氢钾6％、聚乙烯吡咯烷酮4％、十二烷基苯磺酸钠5％、邻苯二甲酸二丁酯3％、羧甲基纤维素与活性炭粉按重量1:1的混合物1％、氯化萘5％、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯1％、三氧化二锑3％、钛酸四异丙酯1％，余量为水；
(二)制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、水混合，充分搅拌；
2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂混合，加热至60℃，搅拌并加热30分钟；
3)将步骤(2)得到的物料加入高速球磨机，高速搅拌研磨至细度小于等于50μm得到产品。
实施例2：
(一)一种绝缘耐高温电力电缆材料，由以下组份按重量份配比而成：
聚氯乙烯树脂20％、磺酸化聚苯乙烯5％、硼氢化钠8％、磷酸二氢钾6％、聚乙烯吡咯烷酮4％、十二烷基苯磺酸钠5％、邻苯二甲酸二丁酯3％、羧甲基纤维素与活性炭粉按重量1:1的混合物1％、氯化萘7％、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯1％、三氧化二锑3％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷1％，余量为水；
(二)制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、水混合，充分搅拌；
2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂混合，加热至90℃，搅拌并加热30分钟；
3)将步骤(2)得到的物料加入高速球磨机，高速搅拌研磨至细度小于等于50μm得到产品。
对比例：
(一)一种绝缘耐高温电力电缆材料，由以下组份按重量份配比而成：
聚氯乙烯树脂20％、磺酸化聚苯乙烯5％、硼氢化钠8％、磷酸二氢钾6％、聚乙烯吡咯烷酮4％、十二烷基苯磺酸钠5％、邻苯二甲酸二丁酯3％、氯化萘7％、三氧化二锑3％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷1％，余量为水；
(二)制备方法：
1)将聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、水混合，充分搅拌；
2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与增塑剂、绝缘剂、阻燃剂、偶联剂混合，加热至60℃，搅拌并加热30分钟；
3)将步骤(2)得到的物料加入高速球磨机，高速搅拌研磨至细度小于等于50μm得到产品。
实施例3：
将实施例1-2及对比例的电缆材料进行对比试验，试验结果如下表：
表1对比试验
常温体积电阻率采用GB1410-2006测试标准；常温拉伸强度采用GB/T2951.1-2008测试标准；常温断裂伸长率采用GB/T2951.1-2008测试标准；热老化温度测试为测试材料在某一温度下96小时出现变脆、老化现象的温度。
通过上述对比试验可知，本发明的电缆材料耐热性好、绝缘性好、具有良好的物理机械性能和耐腐蚀性、柔软性佳。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述绝缘耐高温电力电缆材料的各组份为聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂、水。
2.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，各组份按质量百分比为：聚氯乙烯树脂10-20％、磺酸化聚苯乙烯5-8％、硼氢化钠5-8％、磷酸二氢钾6-10％、聚乙烯吡咯烷酮4-8％、分散剂5-8％、增塑剂1-5％、增塑助剂1-3％、绝缘剂5-10％、活化剂0.5-2％、阻燃剂1-5％、偶联剂1-3％，余量为水。
3.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、油酸酰胺或Span-80。
4.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，增塑助剂为羧甲基纤维素与活性炭粉的混合物。
5.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述绝缘剂为氯化萘，所述活化剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯。
6.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述阻燃剂为三氧化二锑。
7.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
8.如权利要求1所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
1)将聚氯乙烯树脂、磺酸化聚苯乙烯、硼氢化钠、磷酸二氢钾、聚乙烯吡咯烷酮、分散剂、水混合，充分搅拌；
2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与增塑剂、增塑助剂、绝缘剂、活化剂、阻燃剂、偶联剂混合，加热至60-120℃，搅拌并加热30-60分钟；
3)将步骤(2)得到的物料加入高速球磨机，高速搅拌研磨至细度小于等于50μm得到产品。
9.如权利要求8所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料的制备方法，其特征在于，各组份按质量百分比为：聚氯乙烯树脂10-20％、磺酸化聚苯乙烯5-8％、硼氢化钠5-8％、磷酸二氢钾6-10％、聚乙烯吡咯烷酮4-8％、分散剂5-8％、增塑剂1-5％、增塑助剂1-3％、绝缘剂5-10％、活化剂0.5-2％、阻燃剂1-5％、偶联剂1-3％，余量为水。
10.如权利要求8所述的一种绝缘耐高温电力电缆材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、油酸酰胺或Span-80；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述增塑助剂为羧甲基纤维素与活性炭粉的混合物；
所述绝缘剂为氯化萘；
所述活化剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯；
所述阻燃剂为三氧化二锑；
所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
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