CN108276678A - 一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯120‑130份、苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物30‑35份、马来酸酐接枝聚丙烯10‑15份、云母粉5‑9份、高岭土8‑12份、抗氧剂1‑2份、三氧化二锑12‑16份、环氧大豆油5‑9份、氯化石蜡3‑7份、硬脂酸镁2‑5份、乳香3‑6份、槲皮素1‑2份。本发明还公开了所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法。本发明制备的聚丙烯电缆料具有优异的耐低温性能，在低温环境下不易碎裂，有利于提高电缆在低温环境下的使用寿命，具有广阔的市场前景。

Description

一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域，具体是一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。电缆料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电线电缆需求就有电缆料的市场。电线电缆产品中除钢芯铝绞线、电磁线等裸线产品外几乎都需要绝缘层口。目前我国有电线电缆生产企业近5000家，又有城乡电网改造、西部大开发及通信设施大面积升级改造对电线电缆产品的巨大需求，因而从一段时间来看，电缆料在我国具有广泛的市场发展前景。
随着经济的发展，市场对电缆料的性能指标有了更加严格和多样性的要求。不断提高电缆料的各项性能指标以满足市场多样性的需求是社会发展的必然过程。电线电缆的种类很多，聚丙烯电缆料就是其中的一种。聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，广泛应用于电线电缆、建筑材料、汽车工业、家用电器、包装材料等方面。然而聚丙烯电缆料存在耐低温性能差的缺陷，在低温环境中，聚丙烯电缆料所制成的电缆外护套容易变碎，更易损坏，亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯120-130份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物30-35份、马来酸酐接枝聚丙烯10-15份、云母粉5-9份、高岭土8-12份、抗氧剂1-2份、三氧化二锑12-16份、环氧大豆油5-9份、氯化石蜡3-7份、硬脂酸镁2-5份、乳香3-6份、槲皮素1-2份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯123-127份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物31-34份、马来酸酐接枝聚丙烯11-13份、云母粉6-8份、高岭土9-11份、抗氧剂1.2-1.7份、三氧化二锑13-15份、环氧大豆油6-8份、氯化石蜡4-6份、硬脂酸镁3-4份、乳香4-5份、槲皮素1.3-1.9份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯125份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物33份、马来酸酐接枝聚丙烯12份、云母粉7份、高岭土10份、抗氧剂1.4份、三氧化二锑14份、环氧大豆油7份、氯化石蜡5份、硬脂酸镁3.5份、乳香4.5份、槲皮素1.7份。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP组成。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为300-400目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在300-500rpm下搅拌混合25-30min，获得乳香分散液；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在300-500rpm下搅拌混合35-40min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理40-50min，获得第二混合物；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合8-12min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合5-9min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合15-20min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的5-8倍。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%。
作为本发明再进一步的方案：步骤4）中，所述超声处理的频率为40-60kHz。
所述的聚丙烯电缆料在制备电线电缆产品中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的聚丙烯电缆料力学性能表现良好，能够满足市场对电缆料力学性能的需求，且具有优异的耐低温性能，在低温环境下不易碎裂，能够满足市场对低温环境下使用的电缆料的性能要求，有利于提高电缆在低温环境下的使用寿命，有利于拓展聚丙烯电缆料在低温环境的应用，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯120份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份、马来酸酐接枝聚丙烯10份、云母粉5份、高岭土8份、抗氧剂1份、三氧化二锑12份、环氧大豆油5份、氯化石蜡3份、硬脂酸镁2份、乳香3份、槲皮素1份。
其中，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
本实施例中，所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为300目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在300rpm下搅拌混合25min，获得乳香分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的5倍；所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在300rpm下搅拌混合35min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理40min，获得第二混合物，其中，所述超声处理的频率为40kHz；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合8min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合5min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合15min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例2
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯123份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物34份、马来酸酐接枝聚丙烯11份、云母粉6份、高岭土11份、抗氧剂1.7份、三氧化二锑13份、环氧大豆油6份、氯化石蜡4份、硬脂酸镁4份、乳香5份、槲皮素1.9份。
其中，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
本实施例中，所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为325目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在400rpm下搅拌混合26min，获得乳香分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的7倍；所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在400rpm下搅拌混合35min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理43min，获得第二混合物，其中，所述超声处理的频率为40kHz；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合9min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合6min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合17min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例3
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯125份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物33份、马来酸酐接枝聚丙烯12份、云母粉7份、高岭土10份、抗氧剂1.4份、三氧化二锑14份、环氧大豆油7份、氯化石蜡5份、硬脂酸镁3.5份、乳香4.5份、槲皮素1.7份。
其中，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
本实施例中，所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为325目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在400rpm下搅拌混合27min，获得乳香分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的6倍；所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在400rpm下搅拌混合37min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理45min，获得第二混合物，其中，所述超声处理的频率为50kHz；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合10min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合8min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合17min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例4
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯127份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物31份、马来酸酐接枝聚丙烯13份、云母粉8份、高岭土9份、抗氧剂1.2份、三氧化二锑15份、环氧大豆油8份、氯化石蜡6份、硬脂酸镁3份、乳香4份、槲皮素1.3份。
其中，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
本实施例中，所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为400目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在500rpm下搅拌混合28min，获得乳香分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的7倍；所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在400rpm下搅拌混合40min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理49min，获得第二混合物，其中，所述超声处理的频率为50kHz；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合11min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合8min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合18min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例5
一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯130份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物35份、马来酸酐接枝聚丙烯15份、云母粉9份、高岭土12份、抗氧剂2份、三氧化二锑16份、环氧大豆油9份、氯化石蜡7份、硬脂酸镁5份、乳香6份、槲皮素2份。
其中，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
本实施例中，所述耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为400目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在500rpm下搅拌混合30min，获得乳香分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的8倍；所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在500rpm下搅拌混合40min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理50min，获得第二混合物，其中，所述超声处理的频率为60kHz；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合12min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合9min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合20min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
对比例1
与实施例3相比，不含乳香，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，不含槲皮素，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，不含乳香和槲皮素，其他与实施例3相同。
性能检测
对实施例3及对比例1-3所制备的聚丙烯电缆料进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1 性能测试表
组别 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 低温冲击脆化温度（℃）
实施例3 18.7 295 -40
对比例1 18.8 302 -30
对比例2 18.5 290 -30
对比例3 18.9 310 -20
从以上结果中可以看出，本发明制备的聚丙烯电缆料力学性能表现良好，能够满足市场对电缆料力学性能的需求，且具有优异的耐低温性能，在低温环境下不易碎裂，能够满足市场对低温环境下使用的电缆料的性能要求，有利于提高电缆在低温环境下的使用寿命，有利于拓展聚丙烯电缆料在低温环境的应用，具有广阔的市场前景。
另外，从实施例3与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过加入乳香和槲皮素，乳香和槲皮素相互配合，有利于提高聚丙烯电缆料的耐低温性能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯120-130份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物30-35份、马来酸酐接枝聚丙烯10-15份、云母粉5-9份、高岭土8-12份、抗氧剂1-2份、三氧化二锑12-16份、环氧大豆油5-9份、氯化石蜡3-7份、硬脂酸镁2-5份、乳香3-6份、槲皮素1-2份。
2.根据权利要求1所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯123-127份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物31-34份、马来酸酐接枝聚丙烯11-13份、云母粉6-8份、高岭土9-11份、抗氧剂1.2-1.7份、三氧化二锑13-15份、环氧大豆油6-8份、氯化石蜡4-6份、硬脂酸镁3-4份、乳香4-5份、槲皮素1.3-1.9份。
3.根据权利要求2所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯125份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物33份、马来酸酐接枝聚丙烯12份、云母粉7份、高岭土10份、抗氧剂1.4份、三氧化二锑14份、环氧大豆油7份、氯化石蜡5份、硬脂酸镁3.5份、乳香4.5份、槲皮素1.7份。
4.根据权利要求1所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP组成。
5.根据权利要求4所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂DNP按照重量比1:3组合而成。
6.一种如权利要求1-5任一所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）称取乳香，将乳香投入至研磨超微粉碎机中进行超微粉碎处理，控制出料粒度为300-400目，获得乳香粉；
2）向乳香粉中加入乙醇水溶液，在300-500rpm下搅拌混合25-30min，获得乳香分散液；
3）称取槲皮素和氯化石蜡，将槲皮素和氯化石蜡加入至乳香分散液中，在300-500rpm下搅拌混合35-40min，获得第一混合物；
4）将硬脂酸镁加入至第一混合物中，然后投入至超声波处理器中，超声处理40-50min，获得第二混合物；
5）称取聚丙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合8-12min，获得第三混合物；
6）称取云母粉、高岭土和三氧化二锑，投入至第三混合物中，在高速混合机内继续混合5-9min，获得第四混合物；
7）称取抗氧剂和环氧大豆油，将抗氧剂、环氧大豆油和第二混合物一起投入至第四混合物中，在高速混合机内继续混合15-20min，出料，获得第五混合物；
8）将第五混合物送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
7.根据权利要求6所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，步骤2）中，所述乙醇水溶液的加入量为乳香粉总重量的5-8倍。
8.根据权利要求7所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，步骤2）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为40%。
9.根据权利要求6所述的耐低温性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，步骤4）中，所述超声处理的频率为40-60kHz。
10.一种如权利要求1-5任一所述的聚丙烯电缆料在制备电线电缆产品中的用途。
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