CN107936451A - 一种改性abs树脂耐磨电缆 - Google Patents

一种改性abs树脂耐磨电缆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性ABS树脂耐磨电缆，包括：至少一根导体线芯、包绕于所述导体线芯外的绝缘层、包绕于所述绝缘层外的屏蔽层、包覆绕于所述屏蔽层外的护套层；所述的护套层包括内护套、内衬层、铠装层和外被层；所述内护套和外被层采用改性ABS树脂材料制备而成；所述的改性ABS树脂材料包括以下重量份原材料制备而成：8‑15份的陶瓷颗粒、3‑6份的改性剂、10‑25份的聚苯乙烯、35‑55份的ABS树脂、0.3‑0.8份的偶联剂、0.1‑0.3份的交联剂；该电缆将经过改性处理的、具有优异耐磨性的改性ABS树脂材料作为电缆护套层中的外被层，提高了ABS树脂电缆的耐磨性，使该ABS树脂电缆可在高磨损环境中长期使用。

Description

一种改性ABS树脂耐磨电缆
技术领域
本发明涉及电缆领域，具体涉及一种改性ABS树脂耐磨电缆。
背景技术
电缆是用一根或多根导线经过绞合制作成导体线芯，再在导体上施以相应的绝缘层，外面包上密封护套而形成的导线，主要由线芯、绝缘层、屏蔽层和护套层构成。电缆具有占用地面和空间少；供电安全可靠，触电可能性小；有利于提高电力系统的功率因数；运行、维护工作简单方便；有利于美化城市，具有保密性等诸多优点，被广泛应用于生活和生产中的各个领域。电缆的护套层性能是决定电缆使用环境的主要因素之一，同时，电缆的使用环境也决定了电缆护套层材料的性能要求。
ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，因为其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料，在电缆行业中，ABS树脂也是较常用的电缆材料之一。然而，尽管ABS树脂材料本身具有一定的耐磨性，但依然不能满足电缆在高磨损环境中的长期使用，因此，为了提高ABS树脂电缆在高磨损环境中的使用寿命，ABS树脂电缆的耐磨性还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有ABS树脂电缆耐磨性不足的缺陷，提供一种改性ABS树脂耐磨电缆；本发明将经过改性处理的，具有优异耐磨性的改性ABS树脂材料作为电缆护套层中的外被层，提高了ABS树脂电缆的耐磨性，使该ABS树脂电缆可在高磨损环境中长期使用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种改性ABS树脂耐磨电缆，包括：至少一根导体线芯、包绕于所述导体线芯外的绝缘层、包绕于所述绝缘层外的屏蔽层、包覆绕于所述屏蔽层外的护套层；所述的护套层包括内护套、内衬层、铠装层和外被层；所述外被层采用改性ABS树脂材料制备而成；所述的改性ABS树脂材料包括以下重量份原材料制备而成：8-15份的陶瓷颗粒、3-6份的改性剂、10-25份的聚苯乙烯、35-55份的ABS树脂、0.3-0.8份的偶联剂、0.1-0.3份的交联剂；所述的改性剂为正硅酸甲酯乳液与聚偏氟乙烯乳液组成的混合物；所述的聚苯乙烯聚合度为100-300；所述的ABS树脂聚合度为600-1200；所述的偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷偶联剂；所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
本发明一种改性ABS树脂耐磨电缆，采用具有优异耐磨性和加工性的改性ABS树脂材料作为电缆护套层中的外被层，不仅利用了改性ABS树脂材料中由于针对性筛选改性剂、偶联剂和交联剂协同陶瓷颗粒才赋予ABS树脂更好的耐磨性来提高了电缆的耐磨性，还利用了改性ABS树脂材料中的通过控制ABS树脂的聚合度使耐磨性与加工性之间具有的最佳平衡关系，使得到的ABS树脂电缆在具有优异耐磨性的同时，加工性并没有受到严重影响、对ABS树脂耐磨电缆的大量生产具有积极作用。
上述一种改性ABS树脂耐磨电缆，其中，所述的陶瓷颗粒粒径为0.01-2μm；陶瓷颗粒粒径越小，分散性越差，对ABS树脂耐磨性的增强作用降低，陶瓷颗粒粒径越大，在ABS树脂相中相容性越差，容易出现界面分离，影响ABS树脂材料的耐磨性；优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.1-1μm；最优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.3-0.6μm。
其中，优选的，所述的陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种；该陶瓷颗粒在多种原料的作用下，与ABS树脂的相容性更好，对ABS树脂的耐磨性增强作用最佳。
上述一种改性ABS树脂耐磨电缆，其中，所述的改性剂既改善陶瓷颗粒与ABS树脂的相容性，还能增加ABS树脂材料耐磨性；优选的，所述的改性剂中正硅酸甲酯乳液与聚偏氟乙烯乳液的物质的量之比为1︰1。
上述一种改性ABS树脂耐磨电缆，其中，ABS树脂的聚合度越大，交联后耐磨性越差，加工性越好，ABS树脂的聚合物越小，则交联后耐磨性越好，加工性越差，因此，选择合理的ABS树脂聚合度，是平衡耐磨性和加工性的重要手段。优选的，所述的聚苯乙烯的聚合度为150-230；最优的，所述的聚苯乙烯的聚合度为200。优选的，所述ABS树脂的聚合度为800-1100；最优选的，所述的ABS树脂的聚合度为1000；通过优选，得到的改性ABS树脂材料既具有优异的耐磨性，也具有较好的加工性，ABS树脂电缆的性能也更好。
其中，所述的偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷偶联剂；异丁基三乙氧基硅烷偶联剂能增加陶瓷颗粒与ABS树脂材料之间的相容性，提高改性ABS树脂材料的性能，从而提高ABS树脂电缆的性能。
其中，所述的交联剂为过氧化二异丙苯；该交联剂不仅能将两种不同聚合度的ABS树脂适当交联，提高改性ABS树脂材料的耐磨性，能提高与陶瓷颗粒的相容性，增加陶瓷颗粒对ABS树脂的改性作用，与陶瓷颗粒形成协同增效作用。
其中，改性ABS树脂材料的原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种；上述的助剂能提高改性ABS树脂材料的加工性，增加其功能性等作用，从而提高ABS树脂电缆的性能。
其中，所述的改性ABS树脂材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将陶瓷颗粒用偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的陶瓷颗粒用改性剂进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的陶瓷颗粒与聚苯乙烯、ABS树脂、交联剂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料。
上述一种改性ABS树脂耐磨电缆，其中，所述的导体线芯是由导电材料制备而成的导线；优选的，所述的导体材料为铜、铝及其合金中的一种。
其中，所述的屏蔽层由屏蔽材料构成；优选的，所述的屏蔽材料为复合屏蔽材料。
其中，所述的绝缘层采用高性能绝缘材料构成；优选的，所述的绝缘材料为复合绝缘材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明电缆外被层使用的改性ABS树脂材料中针对性筛选的改性剂、偶联剂和交联剂种类能与陶瓷颗粒形成协同作用，提高陶瓷颗粒与ABS树脂之间的相容性，使改性ABS树脂材料的耐磨性更好，从而使ABS树脂电缆的耐磨性也更好。
2、本发明电缆外被层使用的改性ABS树脂材料通过控制ABS树脂的聚合度使耐磨性与加工性之间具有了最佳平衡关系，使得到的ABS树脂电缆在具有优异耐磨性的同时，加工性并没有受到严重影响、对ABS树脂耐磨电缆的大量生产具有积极作用。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种改性ABS树脂耐磨电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚氯乙烯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，外被层通过以下方法制备得到：
（1）将12份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷用2份的正硅酸甲酯乳液和2份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的氧化硅陶瓷与18份的聚合度为200的聚苯乙烯、45份的聚合度为1000的ABS树脂、0.2份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
实施例2
一种改性ABS树脂耐磨电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜铝合金导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚苯硫醚复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，外被层通过以下方法制备得到：
（1）将8份的粒径为0.6μm的氮化硅陶瓷用0.3份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氮化硅陶瓷用3份的正硅酸甲酯乳液与3份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的氮化硅陶瓷与10份的聚合度为100的聚苯乙烯、55份的聚合度为600的ABS树脂、0.1份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
实施例3
一种改性ABS树脂耐磨电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铝导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
密封层：硅橡胶；
屏蔽层：碳纤维-聚碳酸酯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，外被层通过以下方法制备得到：
（1）将15份的粒径为3μm的碳化硅陶瓷用0.8份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的碳化硅陶瓷用1份的正硅酸甲酯乳液与2份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的碳化硅陶瓷与25份的聚合度为300的聚苯乙烯、35份的聚合度为1200的ABS树脂、0.3份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
对比例1
一种电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚氯乙烯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，外被层通过以下方法制备得到：
（1）将12份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷与18份的聚合度为200的聚苯乙烯、45份的聚合度为1000的ABS树脂、0.2份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（3）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
对比例2
一种电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚氯乙烯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，内护套和外被层通过以下方法制备得到：
（1）将12份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷用2份的正硅酸甲酯乳液和2份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的氧化硅陶瓷与18份的聚合度为80的聚苯乙烯、45份的聚合度为500的ABS树脂、0.2份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
对比例3
一种电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚氯乙烯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，外被层通过以下方法制备得到：
（1）将12份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷用2份的正硅酸甲酯乳液和2份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的氧化硅陶瓷与18份的聚合度为250的聚苯乙烯、45份的聚合度为1500的ABS树脂、0.2份的过氧化二异丙苯混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
对比例4
一种电缆，由内向外依次为：
导体线芯：铜导线；
绝缘层：聚乙烯复合绝缘材料；
屏蔽层：碳纤维-聚氯乙烯复合屏蔽材料；
护套层：分为内护套、内衬层、铠装层和外被层；其中，内护套和外被层通过一下方法制备得到：
（1）将12份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的异丁基三乙氧基硅烷偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷用2份的正硅酸甲酯乳液和2份的聚偏氟乙烯乳液进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的氧化硅陶瓷与18份的聚合度为200的聚苯乙烯、45份的聚合度为1000的ABS树脂、0.2份的过氧化苯甲酰硅烷混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料；
（4）用改性ABS树脂材料包绕形成电缆外被层。
将上述实施例1-3和对比例1-4中的电缆，进行性能检测，记录结果如下：
编号 耐磨性 加工性
实施例1 ++++ +++
实施例2 ++++ +++
实施例3 ++++ +++
对比例1 ++ ++
对比例2 ++++ +
对比例3 ++ ++++
对比例4 ++ ++
注：“+”越多，表示性能越好。
对上述实验结果分析可知，实施例1-3中的本发明改性ABS树脂耐磨电缆，耐磨性好，加工性好；而对比例1中使用的改性ABS树脂材料未采用改性剂对陶瓷颗粒进行包覆，陶瓷颗粒在ABS树脂中的相容性变差，改性ABS树脂材料的耐磨性增强作用降低，加工性变差，从而导致电缆加工性变差，耐磨性变差；对比例2中改性ABS树脂材料聚苯乙烯的聚合度太小，改性ABS树脂材料的加工性变差，电缆加工性变差；对比例3中改性ABS树脂材料ABS树脂的聚合度大，改性ABS树脂材料加工性变好，但耐磨性显著降低，导致得到的电缆耐磨性变差；对比例4中改性ABS树脂材料改变了交联剂，改性ABS树脂材料的耐磨性、加工性降低。

Claims (9)

1.一种改性ABS树脂耐磨电缆，包括：至少一根导体线芯、包绕于所述导体线芯外的绝缘层、包绕于所述绝缘层外的屏蔽层、包覆绕于所述屏蔽层外的护套层；所述的护套层包括内护套、内衬层、铠装层和外被层；其特征在于，所述外被层采用改性ABS树脂材料制备而成；所述的改性ABS树脂材料包括以下重量份原材料制备而成：8-15份的陶瓷颗粒、3-6份的改性剂、10-25份的聚苯乙烯、35-55份的ABS树脂、0.3-0.8份的偶联剂、0.1-0.3份的交联剂；所述的改性剂为正硅酸甲酯乳液与聚偏氟乙烯乳液组成的混合物；所述的聚苯乙烯聚合度为100-300；所述的ABS树脂聚合度为600-1200；所述的偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷偶联剂；所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
2.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述的陶瓷颗粒粒径为0.01-2μm。
3.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述的陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述的改性剂中正硅酸甲酯乳液与聚偏氟乙烯乳液的物质的量之比为1︰1。
5.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述的聚苯乙烯的聚合度为150-230。
6.根据权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述的聚苯乙烯的聚合度为200。
7.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述ABS树脂的聚合度为800-1100。
8.根据权利要求7所述的电缆，其特征在于，所述ABS树脂的聚合度为1000。
9.根据权利要求1所述的电缆，其特征在于，所述的改性ABS树脂材料通过以下步骤制备得到：
（1）将陶瓷颗粒用偶联剂进行处理；
（2）将经过偶联剂处理的陶瓷颗粒用改性剂进行包覆处理并干燥；
（3）将干燥后的陶瓷颗粒与聚苯乙烯、ABS树脂、交联剂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到改性ABS树脂材料。
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