CN108192194A - 一种电线电缆防护材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电线电缆防护材料及其制备方法，涉及电线电缆护套技术领域，该防护材料包括以下原料：包膜硅灰石粉、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶、氟化磷晴橡胶、聚氯乙烯纤维、铝矾土、木质素、阳离子聚丙烯酰胺、乙基三甲氧基硅烷、N‑羟甲基丙烯酰胺、防老剂、增塑剂、硫化剂和偶联剂。其制备方法是通过对原料的混合、分级密炼及造粒制得的。本发明的防护材料通过对生产原料及工艺的改进优化，使其具有优良的耐酸碱及化学药剂腐蚀性、防晒绝缘性、抗老化性及抗拉强度，应用广泛，使用寿命长。

Description

一种电线电缆防护材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电线电缆护套技术领域，具体涉及一种电线电缆防护材料及其制备方法。

背景技术

电线电缆是电力输送及信息传递的载体，广泛用于工业、民用用电设施中。电线电缆使用于不同的环境或场合，要求各异，这就对包覆于电缆线外的电缆护套提出了较高 的要求。电缆护套的主要功能是在机械上和电气上保护传输用的电缆线不致遭受会使其 失去传输功能的各种情况。电缆护套须在安装、接续与电缆的整个服务寿命期中完成这 种保护功能。在电缆的服务寿命期内，护套必须保护缆芯不受潮及其他污染，保护的程 度要使缆芯中的回路性能保持正常，一旦过多的潮气或其他污染物进入缆芯，传输性能 就会严重恶化。这就要求电缆护套具备较高的机械强度、内部韧度，以防在恶劣的环境 下产生开裂或破损，导致电缆线传输失常或产生安全隐患。

应用于户外、水下或其他环境下的电缆线，经常与含有腐蚀性的物质接触，尤其是环境较差的户外，经常遇到pH呈一定程度酸性的雨水，再加上日晒、高温等环境条件， 长期使用中的电缆护套经常出现老化开裂等现象，导致不同程度的电路故障发生，影响 人们正常的生活与工作。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电线电缆防护材料及其制备方法， 该种防护材料通过对生产原料及工艺的改进优化，使其具有优良的耐酸碱及化学药剂腐 蚀性、防晒绝缘性、抗老化性及抗拉强度，应用广泛，使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种电线电缆防护材料，包括以下按重量份计的原料：包膜硅灰石粉20-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物40-60份、聚醚砜树脂30-40份、乙丙橡胶20-30份、氟化磷晴橡 胶15-25份、聚氯乙烯纤维10-20份、铝矾土5-15份、木质素4-8份、阳离子聚丙烯 酰胺1-3份、乙基三甲氧基硅烷1-2份、N-羟甲基丙烯酰胺1-2份、防老剂1-3份、增 塑剂1-3份、硫化剂1-2份和偶联剂1-3份；

上述的包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉，用酒精进行球磨分散 处理4-6h，得到的浆料干燥后于480-520℃下烧结2-3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1-3％的硬脂酸铵、3-5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和10-20％的去离子水，超声震荡35-45min后，再于64-72℃的恒温水浴中搅拌40-50min，搅拌转速不小于 50r/min，搅拌结束得改性复混液；再在改性复混液中加入相当于其重量8-12％的浓度为 35-45％的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为8-11，搅拌15-25min后，静置 3-4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在540-580℃烧结4-5h，自然冷却至室温即得。

进一步地，上述防护材料包括以下按重量份计的原料：包膜硅灰石粉25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、聚醚砜树脂35份、乙丙橡胶25份、氟化磷晴橡胶20份、聚氯 乙烯纤维15份、铝矾土10份、木质素6份、阳离子聚丙烯酰胺2份、乙基三甲氧基硅 烷1.5份、N-羟甲基丙烯酰胺1.5份、防老剂2份、增塑剂2份、硫化剂1.5份和偶联 剂2份。

进一步地，上述的包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉，用酒精进行球磨分散处理5h，得到的浆料干燥后于500℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加 入相当于其重量2％的硬脂酸铵、4％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和15％的去离子水，超声 震荡40min后，再于78℃的恒温水浴中搅拌45min，搅拌转速不小于60r/min，搅拌结 束得改性复混液；再在改性复混液中加入相当于其重量10％的浓度为40％的硫酸铝溶液， 同时加入适量氨水调节pH值为9，搅拌20min后，静置3.5h后，经过滤、洗涤、干燥 处理后，在560℃烧结4.5h，自然冷却至室温即得。

优选地，上述防老剂采用防老剂4010NA、防老剂4020或防老剂RD中一种。

优选地，上述增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。

优选地，上述硫化剂采用过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯中一种。

优选地，上述偶联剂采用硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中一种。

上述的电线电缆防护材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)按所述重量份配比称取原料；

(2)将包膜硅灰石粉和铝矾土混合加入重量比为4-8％的去离子水进行搅拌混匀，得混合填料；

(3)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶输送至密炼机中，在温度为85-95℃下合炼30-40min；再将所述混合填料、聚氯乙烯纤维、木质素 和阳离子聚丙烯酰胺输送至密炼机中，在温度为90-100℃下继续合炼25-35min；之后 将其它剩余原料输送至密炼机中，在温度为98-102℃下继续合炼15-25min，得混炼物 料；

(4)将所述混炼物料置于双螺杆挤出机中，模具温度为115-135℃，主机转速为25-35r/min，喂料转速为30-40r/min条件下挤出、造粒，即制得本发明的电线电缆防 护材料。

本发明具有如下的有益效果：本发明的电线电缆防护材料通过对生产原料及工艺的 改进优化，使得成品电缆护套的力学强度和理化性能得到了全面的增强，以乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶作为主料，以包膜硅灰石粉和铝矾 土作为填料，其它原料作为助剂，通过对原料的混合、分级密炼及造粒制得的，其成品 材料具有优良的耐酸碱及化学药剂腐蚀性、防晒绝缘性、抗老化性及抗拉强度；

(1)本发明的电线电缆防护材料应用领域广泛，可长期在户外、水下或其他与腐蚀性物质接触的环境下使用，大大延长了电缆护套的使用寿命，减少了更换维修次数， 节省了人工劳动力的输出，具有广阔的市场及应用前景；

(2)本发明的电缆护套料制备简单方便，生产成本低廉，且产出的电缆护套料容重值小，易加工、易施工以及减小对电线电缆支架的负载，可大规模量产。

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。

本发明中所用原料选购地如下表1所示：

表1

实施例1

一种电线电缆防护材料，称取以下原料：包膜硅灰石粉20kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物40kg、聚醚砜树脂30kg、乙丙橡胶20kg、氟化磷晴橡胶15kg、聚氯乙烯纤维10kg、 铝矾土5kg、木质素4kg、阳离子聚丙烯酰胺1kg、乙基三甲氧基硅烷1kg、N-羟甲基丙 烯酰胺1kg、防老剂1kg、增塑剂1kg、硫化剂1kg和偶联剂1kg；

上述的包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉20kg，用酒精进行球磨 分散处理4h，得到的浆料干燥后于480℃下烧结2h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1％的硬脂酸铵、3％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和10％的去离子水，超声震荡35min后，再于64℃的恒温水浴中搅拌40min，搅拌转速为50r/min，搅拌结束得改性复混液； 再在改性复混液中加入相当于其重量8％的浓度为35％的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水 调节pH值为8，搅拌15min后，静置3h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在540℃烧 结4h，自然冷却至室温即制得本发明原料所需的包膜硅灰石粉。

其中，上述防老剂采用防老剂4010NA；

上述增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯；

上述硫化剂采用过氧化二异丙苯；

上述偶联剂采用硅烷偶联剂KH172。

上述的电线电缆防护材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将包膜硅灰石粉和铝矾土混合加入重量比为4％的去离子水进行搅拌混匀，得混合填料；

(2)再将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶输送至密炼机中，在温度为85℃下合炼30min；之后将所述混合填料、聚氯乙烯纤维、木质素和 阳离子聚丙烯酰胺输送至密炼机中，在温度为90℃下继续合炼25min；然后后将其它剩 余原料输送至密炼机中，在温度为98℃下继续合炼15min，得混炼物料；

(3)最后将所述混炼物料置于双螺杆挤出机中，模具温度为115℃，主机转速为25r/min，喂料转速为30r/min条件下挤出、造粒，即制得本发明的电线电缆防护材料。

实施例2

一种电线电缆防护材料，称取以下原料：包膜硅灰石粉25kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物50kg、聚醚砜树脂35kg、乙丙橡胶25kg、氟化磷晴橡胶20kg、聚氯乙烯纤维15kg、 铝矾土10kg、木质素6kg、阳离子聚丙烯酰胺2kg、乙基三甲氧基硅烷1.5kg、N-羟甲 基丙烯酰胺1.5kg、防老剂2kg、增塑剂2kg、硫化剂1.5kg和偶联剂2kg；

上述的包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉25kg，用酒精进行球磨 分散处理5h，得到的浆料干燥后于500℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量2％的硬脂酸铵、4％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和15％的去离子水，超声震荡40min后，再于78℃的恒温水浴中搅拌45min，搅拌转速为60r/min，搅拌结束得改性 复混液；再在改性复混液中加入相当于其重量10％的浓度为40％的硫酸铝溶液，同时加 入适量氨水调节pH值为9，搅拌20min后，静置3.5h后，经过滤、洗涤、干燥处理后， 在560℃烧结4.5h，自然冷却至室温即制得本发明原料所需的包膜硅灰石粉。

其中，上述防老剂采用防老剂4020；

上述增塑剂采用氯甲氧基油酸甲酯；

上述硫化剂采用1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷；

上述偶联剂采用硅烷偶联剂KH550。

上述的电线电缆防护材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将包膜硅灰石粉和铝矾土混合加入重量比为6％的去离子水进行搅拌混匀，得混合填料；

(2)再将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶输送至密炼机中，在温度为90℃下合炼35min；之后将所述混合填料、聚氯乙烯纤维、木质素和 阳离子聚丙烯酰胺输送至密炼机中，在温度为95℃下继续合炼30min；然后后将其它剩 余原料输送至密炼机中，在温度为100℃下继续合炼20min，得混炼物料；

(3)最后将所述混炼物料置于双螺杆挤出机中，模具温度为125℃，主机转速为30r/min，喂料转速为35r/min条件下挤出、造粒，即制得本发明的电线电缆防护材料。

实施例3

一种电线电缆防护材料，称取以下原料：包膜硅灰石粉30kg、乙烯-醋酸乙烯共聚物60kg、聚醚砜树脂40kg、乙丙橡胶30kg、氟化磷晴橡胶25kg、聚氯乙烯纤维20kg、 铝矾土15kg、木质素8kg、阳离子聚丙烯酰胺3kg、乙基三甲氧基硅烷2kg、N-羟甲基 丙烯酰胺2kg、防老剂3kg、增塑剂3kg、硫化剂2kg和偶联剂3kg；

上述的包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉30kg，用酒精进行球磨 分散处理6h，得到的浆料干燥后于520℃下烧结3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量3％的硬脂酸铵、5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和20％的去离子水，超声震荡45min后，再于72℃的恒温水浴中搅拌50min，搅拌转速为55r/min，搅拌结束得改性复混液； 再在改性复混液中加入相当于其重量12％的浓度为45％的硫酸铝溶液，同时加入适量氨 水调节pH值为11，搅拌25min后，静置4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在580℃ 烧结5h，自然冷却至室温即制得本发明原料所需的包膜硅灰石粉。

其中，上述防老剂采用防老剂RD；

上述增塑剂采用五氯硬脂酸甲酯；

上述硫化剂采用双(叔丁基过氧异丙基)苯；

上述偶联剂采用硅烷偶联剂KH171。

上述的电线电缆防护材料的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)先将包膜硅灰石粉和铝矾土混合加入重量比为8％的去离子水进行搅拌混匀，得混合填料；

(2)再将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶输送至密炼机中，在温度为95℃下合炼40min；之后将所述混合填料、聚氯乙烯纤维、木质素和 阳离子聚丙烯酰胺输送至密炼机中，在温度为100℃下继续合炼35min；然后后将其它 剩余原料输送至密炼机中，在温度为102℃下继续合炼25min，得混炼物料；

(3)最后将所述混炼物料置于双螺杆挤出机中，模具温度为135℃，主机转速为35r/min，喂料转速为40r/min条件下挤出、造粒，即制得本发明的电线电缆防护材料。 性能检测

对上述实施例1-3的材料制得的电线电缆防护材料以及市面常用电线电缆护套(对 比例4)进行如下表1的性能检测及对比；

表2

这里应当指出，上述的耐腐蚀性检测是将防护材料和护套置于质量浓度为12％的硫 酸中，观察其随时间变化的质量损失率并记录；

由上表1和表2可知，相比市面上现有常用的电线电缆护套，采用本发明的电线电缆防护材料制得护套具有更好、更稳定的力学性能和理化性能。

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)

1.一种电线电缆防护材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：包膜硅灰石粉20-30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物40-60份、聚醚砜树脂30-40份、乙丙橡胶20-30份、氟化磷晴橡胶15-25份、聚氯乙烯纤维10-20份、铝矾土5-15份、木质素4-8份、阳离子聚丙烯酰胺1-3份、乙基三甲氧基硅烷1-2份、N-羟甲基丙烯酰胺1-2份、防老剂1-3份、增塑剂1-3份、硫化剂1-2份和偶联剂1-3份；

所述包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉，用酒精进行球磨分散处理4-6h，得到的浆料干燥后于480-520℃下烧结2-3h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量1-3％的硬脂酸铵、3-5％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和10-20％的去离子水，超声震荡35-45min后，再于64-72℃的恒温水浴中搅拌40-50min，搅拌转速不小于50r/min，搅拌结束得改性复混液；再在改性复混液中加入相当于其重量8-12％的浓度为35-45％的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为8-11，搅拌15-25min后，静置3-4h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在540-580℃烧结4-5h，自然冷却至室温即得。

2.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：包膜硅灰石粉25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物50份、聚醚砜树脂35份、乙丙橡胶25份、氟化磷晴橡胶20份、聚氯乙烯纤维15份、铝矾土10份、木质素6份、阳离子聚丙烯酰胺2份、乙基三甲氧基硅烷1.5份、N-羟甲基丙烯酰胺1.5份、防老剂2份、增塑剂2份、硫化剂1.5份和偶联剂2份。

3.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，所述包膜硅灰石粉通过以下步骤制得：取原材料硅灰石粉，用酒精进行球磨分散处理5h，得到的浆料干燥后于500℃下烧结2.5h，冷却至室温，再在其中加入相当于其重量2％的硬脂酸铵、4％的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和15％的去离子水，超声震荡40min后，再于78℃的恒温水浴中搅拌45min，搅拌转速不小于60r/min，搅拌结束得改性复混液；再在改性复混液中加入相当于其重量10％的浓度为40％的硫酸铝溶液，同时加入适量氨水调节pH值为9，搅拌20min后，静置3.5h后，经过滤、洗涤、干燥处理后，在560℃烧结4.5h，自然冷却至室温即得。

4.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂4020或防老剂RD中一种。

5.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，所述增塑剂为五氯硬脂酸甲酯或氯甲氧基油酸甲酯。

6.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯中一种。

7.根据权利要求1所述的一种电线电缆防护材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH171中一种。

8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的电线电缆防护材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按所述重量份配比称取原料；

(2)将包膜硅灰石粉和铝矾土混合加入重量比为4-8％的去离子水进行搅拌混匀，得混合填料；

(3)将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醚砜树脂、乙丙橡胶和氟化磷晴橡胶输送至密炼机中，在温度为85-95℃下合炼30-40min；再将所述混合填料、聚氯乙烯纤维、木质素和阳离子聚丙烯酰胺输送至密炼机中，在温度为90-100℃下继续合炼25-35min；之后将其它剩余原料输送至密炼机中，在温度为98-102℃下继续合炼15-25min，得混炼物料；

(4)将所述混炼物料置于双螺杆挤出机中，模具温度为115-135℃，主机转速为25-35r/min，喂料转速为30-40r/min条件下挤出、造粒，即可。