CN108359159A - 一种环保耐老化电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种环保耐老化电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯25～40份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物13～18份、丙烯酸酯共聚弹性体9～14份、氯乙烯弹性料6～12份、硬脂酸1～2份、聚乙二醇4～8份、环氧大豆油3～9份、空心玻璃微珠2～4份、改性纳米级碳酸钙7～11份、硅酸钙3～7份、抗氧剂1～3份、相容剂1～2份、稳定剂2～4份。本发明所述环保耐老化电缆料阻燃性能好、具备良好的力学性能，耐高温低温，质地柔韧耐冲击，同时还具有良好的绝缘性，适合多种场合。

Description

一种环保耐老化电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电力产品技术领域，具体涉及一种环保耐老化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、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，传统的电缆料多存在阻燃性差、高温易变形、力学性能差、使用寿命短等问题，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，急需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。
发明内容
本发明提供了一种环保耐老化电缆料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，本发明所述环保耐老化电缆料阻燃性能好、具备良好的力学性能，耐高温低温，质地柔韧耐冲击，同时还具有良好的绝缘性，适合多种场合。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯25～40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物13～18份、丙烯酸酯共聚弹性体9～14份、氯乙烯弹性料6～12份、硬脂酸1～2份、聚乙二醇4～8份、环氧大豆油3～9份、空心玻璃微珠2～4份、改性纳米级碳酸钙7～11份、硅酸钙3～7份、抗氧剂1～3份、相容剂1～2份、稳定剂2～4份。
优选的，所述环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯30～37份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14～16份、丙烯酸酯共聚弹性体10～12份、氯乙烯弹性料9～11份、硬脂酸1.3～1.8份、聚乙二醇5～7份、环氧大豆油4～8份、空心玻璃微珠2.5～3.6份、改性纳米级碳酸钙8～10份、硅酸钙4～6份、抗氧剂1.3～2.6份、相容剂1.1～1.9份、稳定剂2.8～3.3份。
优选的，所述环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯36份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、丙烯酸酯共聚弹性体11份、氯乙烯弹性料10份、硬脂酸1.4份、聚乙二醇6份、环氧大豆油7份、空心玻璃微珠3份、改性纳米级碳酸钙9份、硅酸钙5份、抗氧剂2.1份、相容剂1.2份、稳定剂3份。
优选的，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于80～120℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8～10分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌8～10分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
优选的，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合20～30分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌10～20分钟，然后加热至70～80℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌10～20分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
优选的，所述低速搅拌的速度为50～100r/min，中速搅拌的速度为300～500r/min，高速搅拌的速度为1000～1200r/min。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述环保耐老化电缆料阻燃性能好、具备良好的力学性能，耐高温低温，质地柔韧耐冲击，同时还具有良好的绝缘性，适合多种场合，具体如下：
（1）本发明所述环保耐老化电缆料采用高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料作为原料，并添加硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂等辅助剂，辅助剂对原料进行改性，原料之间相互协同作用，制备出的产品具备良好的力学性能，耐高温低温，质地柔韧耐冲击，同时还具有良好的绝缘性；
（2）本发明所述环保耐老化电缆料在原料中添加空心玻璃微珠，空心玻璃微珠对产品进行改性，使得本产品具有优异的拉伸强度和伸长率，耐老化效果好，阻燃性能优异，产品绝缘电阻高，并且产品密度大幅度减低，减小单根电线电缆的重量从而降低了产品成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物13份、丙烯酸酯共聚弹性体9份、氯乙烯弹性料6份、硬脂酸1份、聚乙二醇4份、环氧大豆油3份、空心玻璃微珠2份、改性纳米级碳酸钙7份、硅酸钙3份、抗氧剂1份、相容剂1份、稳定剂2份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于80℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌8分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
其中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合20分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌10分钟，然后加热至70℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌10分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
其中，所述低速搅拌的速度为50r/min，中速搅拌的速度为300r/min，高速搅拌的速度为1000r/min。
实施例2
本实施例涉及一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物18份、丙烯酸酯共聚弹性体14份、氯乙烯弹性料12份、硬脂酸2份、聚乙二醇8份、环氧大豆油9份、空心玻璃微珠4份、改性纳米级碳酸钙11份、硅酸钙7份、抗氧剂3份、相容剂2份、稳定剂4份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于120℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌10分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌10分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
其中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合30分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌20分钟，然后加热至80℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌20分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
其中，所述低速搅拌的速度为100r/min，中速搅拌的速度为500r/min，高速搅拌的速度为1200r/min。
实施例3
本实施例涉及一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14份、丙烯酸酯共聚弹性体10份、氯乙烯弹性料9份、硬脂酸1.3份、聚乙二醇5份、环氧大豆油4份、空心玻璃微珠2.5份、改性纳米级碳酸钙8份、硅酸钙4份、抗氧剂1.3份、相容剂1.1份、稳定剂2.8份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于90℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌9分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌9分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
其中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合23分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌12分钟，然后加热至73℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌13分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
其中，所述低速搅拌的速度为60r/min，中速搅拌的速度为350r/min，高速搅拌的速度为1050r/min。
实施例4
本实施例涉及一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯37份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物16份、丙烯酸酯共聚弹性体12份、氯乙烯弹性料11份、硬脂酸1.8份、聚乙二醇7份、环氧大豆油8份、空心玻璃微珠3.6份、改性纳米级碳酸钙10份、硅酸钙6份、抗氧剂2.6份、相容剂1.9份、稳定剂3.3份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于100℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌9分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌9分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
其中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合25分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌5分钟，然后加热至75℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌15分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
其中，所述低速搅拌的速度为75r/min，中速搅拌的速度为400r/min，高速搅拌的速度为1100r/min。
实施例5
本实施例涉及一种环保耐老化电缆料，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯36份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、丙烯酸酯共聚弹性体11份、氯乙烯弹性料10份、硬脂酸1.4份、聚乙二醇6份、环氧大豆油7份、空心玻璃微珠3份、改性纳米级碳酸钙9份、硅酸钙5份、抗氧剂2.1份、相容剂1.2份、稳定剂3份。
其中，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于110℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌9分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌9分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
其中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
一种制备所述环保耐老化电缆料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合28分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌19分钟，然后加热至78℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌17分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
其中，所述低速搅拌的速度为90r/min，中速搅拌的速度为450r/min，高速搅拌的速度为1150r/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种环保耐老化电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯25～40份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物13～18份、丙烯酸酯共聚弹性体9～14份、氯乙烯弹性料6～12份、硬脂酸1～2份、聚乙二醇4～8份、环氧大豆油3～9份、空心玻璃微珠2～4份、改性纳米级碳酸钙7～11份、硅酸钙3～7份、抗氧剂1～3份、相容剂1～2份、稳定剂2～4份。
2.根据权利要求1所述的环保耐老化电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯30～37份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物14～16份、丙烯酸酯共聚弹性体10～12份、氯乙烯弹性料9～11份、硬脂酸1.3～1.8份、聚乙二醇5～7份、环氧大豆油4～8份、空心玻璃微珠2.5～3.6份、改性纳米级碳酸钙8～10份、硅酸钙4～6份、抗氧剂1.3～2.6份、相容剂1.1～1.9份、稳定剂2.8～3.3份。
3.根据权利要求1所述的环保耐老化电缆料，其特征在于，包括以下重量份的原料：高密度聚乙烯36份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、丙烯酸酯共聚弹性体11份、氯乙烯弹性料10份、硬脂酸1.4份、聚乙二醇6份、环氧大豆油7份、空心玻璃微珠3份、改性纳米级碳酸钙9份、硅酸钙5份、抗氧剂2.1份、相容剂1.2份、稳定剂3份。
4.根据权利要求1所述的环保耐老化电缆料，其特征在于，所述改性纳米级碳酸钙采用以下方法制得：
（1）按重量份计，称取纳米级碳酸钙85份、偶联剂5份、润滑剂5份和分散剂5份；
（2）将纳米级碳酸钙放于80～120℃的热烘箱中烘干3小时，冷却至常温，取出后加入高速混合机中搅拌8～10分钟；
（3）然后加入称取的偶联剂再搅拌8～10分钟，再依次加入称取的分散剂和润滑剂，加热搅拌至70℃，然后转入冷混机中搅拌冷却至≤40℃出料，得到改性纳米级碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的环保耐老化电缆料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂。
6.根据权利要求1所述的环保耐老化电缆料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述环保耐老化电缆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料、硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙、抗氧剂、相容剂、稳定剂，备用；
（2）将密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚弹性体、氯乙烯弹性料一起置于高速混合机中，低速搅拌混合20～30分钟；
（3）再向高速混合机中依次投入硬脂酸、聚乙二醇、环氧大豆油、空心玻璃微珠、改性纳米级碳酸钙、硅酸钙，高速混合搅拌10～20分钟，然后加热至70～80℃，加入抗氧剂、相容剂、稳定剂，保温，高速搅拌10～20分钟，得混合物料；
（4）将步骤（3）所得的混合物料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，冷却，得所述环保耐老化电缆料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的速度为50～100r/min，中速搅拌的速度为300～500r/min，高速搅拌的速度为1000～1200r/min。
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