CN108440912A - 一种电线绝缘层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电线绝缘层及其制备方法，由以下成分制备而成：环氧树脂、聚氯乙烯、乙丙橡胶、丙三醇溶液、植物提取物、改性膨润土、炭黑、氢氧化铝、氧化锌、水杨酸乙酯、稳定剂、抗氧化剂、固化剂、添加助剂和偶联剂。本发明制备而成的绝缘材料具有优异的耐老化能力和力学性能，延长了电线的使用寿命，且绝缘效果好，具有较好的应用前景。

Description

一种电线绝缘层及其制备方法
技术领域
本发明属于绝缘材料技术领域，具体涉及一种电线绝缘层及其制备方法。
背景技术
电线主要是用于传输电能、磁能、电信号和实现电磁能转换的产品，是电力传输的主要载体，在电器装备、照明线路、家用电器等领域均有广泛应用。电线通常由传输电力或电信号的缆芯和起到保护、绝缘作用的护套组成。电线绝缘材料质量的好坏直接影响到工程质量的优劣、消费者的日常生活甚至是影响广大居民的生命财产安全。然而，目前电线绝缘材料虽然品种多、产品量大，但是在使用性能方面仍然具有一定的缺陷，这些问题如果处理不好则会造成不小的安全隐患。
由于电线使用环境的特殊性，对电线绝缘材料提出了更加严格和多样的要求，其应具有良好的绝缘性、柔韧性、耐磨性、耐温性能、阻燃性能等，否则将导致电线绝缘材料的使用性能会产生变化，甚至会失去使用价值。但传统的电线绝缘材料存在耐磨性和抗老化性差等问题，电线绝缘材料在路面拖拽、在建筑物上或矿井中摇曳时容易造成摩擦损坏，长期使用时容易出现脆化等老化现象，给实际应用带来了诸多不便。因此，急需改变原有电线绝缘材料制备工艺，改进电线绝缘材料性能，以适应市场多样化的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电线绝缘层及其制备方法，本发明制备而成的绝缘材料具有优异的耐老化能力和力学性能，延长了电线的使用寿命，且绝缘效果好，具有较好的应用前景。
本发明提供了如下的技术方案：
一种电线绝缘层，包括以下重量份的原料：环氧树脂24-29份、聚氯乙烯18-25份、乙丙橡胶20-24份、丙三醇溶液12-17份、植物提取物20-26份、改性膨润土18-24份、炭黑13-16份、氢氧化铝8-14份、氧化锌9-17份、水杨酸乙酯12-18份、稳定剂6-10份、抗氧化剂8-11份、固化剂8-14份、添加助剂12-16份和偶联剂13-18份。
优选的，所述绝缘层包括以下重量份的原料：环氧树脂24-27份、聚氯乙烯18-22份、乙丙橡胶20-22份、丙三醇溶液12-15份、植物提取物20-23份、改性膨润土18-21份、炭黑13-15份、氢氧化铝11-14份、氧化锌12-17份、水杨酸乙酯13-18份、稳定剂7-10份、抗氧化剂9-11份、固化剂11-14份、添加助剂14-16份和偶联剂15-18份。
优选的，所述绝缘层包括以下重量份的原料：环氧树脂24份、聚氯乙烯22份、乙丙橡胶20份、丙三醇溶液15份、植物提取物23份、改性膨润土18份、炭黑13份、氢氧化铝14份、氧化锌17份、水杨酸乙酯13份、稳定剂7份、抗氧化剂11份、固化剂14份、添加助剂14份和偶联剂15份。
一种电线绝缘层的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将环氧树脂、乙丙橡胶、炭黑和抗氧化剂混合加入反应釜中，在180-220℃下加热并搅拌30-45min，再降温至140-150℃，持续搅拌并加入聚氯乙烯，反应1-2h，冷却至常温后，得到材料一；
b、将改性膨润土、氢氧化铝、氧化锌和添加助剂混合导入混料机中，机械搅拌并研磨2-3h，再加入丙三醇溶液、水杨酸乙酯和植物提取物，升温至80-90℃，缓慢搅拌反应20-30min，得到材料二；
c、将材料一、蔡李阿而混合导入高压反应釜中，再加入稳定剂、偶联剂，在氮气气氛下，加热加压至135-155℃、25-30MPa，反应35-45min，冷却至常温后，得到材料三；
d、将材料三导入双螺杆挤出机中，再加入固化剂，高温熔融挤出，导入模具中，冷却成型，即可得到成品。
优选的，所述步骤b的改性膨润土的制备方法为：将膨润土放入马弗炉中，在300-500℃下煅烧1-3h，冷却后加入质量浓度为25-30%的盐酸溶液，在55-65℃下搅拌反应2-4h，再加入质量浓度为30-40%的氢氧化钠溶液调节pH值为中性，过滤后，用去离子水洗涤3-5次，在100-110℃下干燥15-20min，再研磨至过400-500目筛，即可得到改性膨润土。
优选的，所述步骤b的添加助剂的制备方法为：将碳酸钙与滑石粉混合研磨，再与油酸酰胺、对苯二甲酸酯类化合物、二硫化四乙基秋兰姆加入反应釜中，在75-80℃下加热并搅拌20-30min，即可得到添加助剂。
优选的，所述步骤b的植物提取物的制备方法为：将艾叶、鱼腥草洗净、干燥后混合，粉碎至过60-80目筛，加入乙醇溶液回流提取3-5次，再合并提取液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥，即可得到植物提取物。
优选的，所述步骤d的固化剂为二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺的混合。
本发明的有益效果是：
本发明制备而成的绝缘材料具有优异的耐老化能力和力学性能，延长了电线的使用寿命，且绝缘效果好，具有较好的应用前景，并且其原材料廉价、工艺简单，适于大规模工业化生产制造，实用性强。
本发明中添加的天然植物提取物，具有优异的抗菌效果，与改性膨润土进行复配使用，能最大限度地发挥各生物活性物质的优势，起到一定的抗菌耐老化作用，并且天然植物提取物还具有除湿功能、净化环境空气、消除异味的作用，利于人体健康和环境友好。
具体实施方式
实施例1
一种电线绝缘层，包括以下重量份的原料：环氧树脂29份、聚氯乙烯18份、乙丙橡胶24份、丙三醇溶液12份、植物提取物20份、改性膨润土24份、炭黑16份、氢氧化铝8份、氧化锌17份、水杨酸乙酯18份、稳定剂6份、抗氧化剂8份、固化剂14份、添加助剂12份和偶联剂18份。
一种电线绝缘层的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将环氧树脂、乙丙橡胶、炭黑和抗氧化剂混合加入反应釜中，在220℃下加热并搅拌30min，再降温至150℃，持续搅拌并加入聚氯乙烯，反应1h，冷却至常温后，得到材料一；
b、将改性膨润土、氢氧化铝、氧化锌和添加助剂混合导入混料机中，机械搅拌并研磨3h，再加入丙三醇溶液、水杨酸乙酯和植物提取物，升温至80℃，缓慢搅拌反应20min，得到材料二；
c、将材料一、蔡李阿而混合导入高压反应釜中，再加入稳定剂、偶联剂，在氮气气氛下，加热加压至155℃、25MPa，反应45min，冷却至常温后，得到材料三；
d、将材料三导入双螺杆挤出机中，再加入固化剂，高温熔融挤出，导入模具中，冷却成型，即可得到成品。
步骤b的改性膨润土的制备方法为：将膨润土放入马弗炉中，在300℃下煅烧3h，冷却后加入质量浓度为25%的盐酸溶液，在65℃下搅拌反应2h，再加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH值为中性，过滤后，用去离子水洗涤5次，在100℃下干燥20min，再研磨至过500目筛，即可得到改性膨润土。
步骤b的添加助剂的制备方法为：将碳酸钙与滑石粉混合研磨，再与油酸酰胺、对苯二甲酸酯类化合物、二硫化四乙基秋兰姆加入反应釜中，在75℃下加热并搅拌20min，即可得到添加助剂。
步骤b的植物提取物的制备方法为：将艾叶、鱼腥草洗净、干燥后混合，粉碎至过60目筛，加入乙醇溶液回流提取5次，再合并提取液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥，即可得到植物提取物。
步骤d的固化剂为二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺的混合。
实施例2
一种电线绝缘层，包括以下重量份的原料：环氧树脂27份、聚氯乙烯18份、乙丙橡胶22份、丙三醇溶液15份、植物提取物23份、改性膨润土18份、炭黑13份、氢氧化铝14份、氧化锌12份、水杨酸乙酯13份、稳定剂7份、抗氧化剂9份、固化剂11份、添加助剂16份和偶联剂18份。
一种电线绝缘层的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将环氧树脂、乙丙橡胶、炭黑和抗氧化剂混合加入反应釜中，在180℃下加热并搅拌30min，再降温至140℃，持续搅拌并加入聚氯乙烯，反应1h，冷却至常温后，得到材料一；
b、将改性膨润土、氢氧化铝、氧化锌和添加助剂混合导入混料机中，机械搅拌并研磨2h，再加入丙三醇溶液、水杨酸乙酯和植物提取物，升温至80℃，缓慢搅拌反应20min，得到材料二；
c、将材料一、蔡李阿而混合导入高压反应釜中，再加入稳定剂、偶联剂，在氮气气氛下，加热加压至135℃、25MPa，反应35min，冷却至常温后，得到材料三；
d、将材料三导入双螺杆挤出机中，再加入固化剂，高温熔融挤出，导入模具中，冷却成型，即可得到成品。
步骤b的改性膨润土的制备方法为：将膨润土放入马弗炉中，在300℃下煅烧1h，冷却后加入质量浓度为25%的盐酸溶液，在55℃下搅拌反应2h，再加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液调节pH值为中性，过滤后，用去离子水洗涤3次，在100℃下干燥15min，再研磨至过400目筛，即可得到改性膨润土。
步骤b的添加助剂的制备方法为：将碳酸钙与滑石粉混合研磨，再与油酸酰胺、对苯二甲酸酯类化合物、二硫化四乙基秋兰姆加入反应釜中，在75℃下加热并搅拌20min，即可得到添加助剂。
步骤b的植物提取物的制备方法为：将艾叶、鱼腥草洗净、干燥后混合，粉碎至过60目筛，加入乙醇溶液回流提取3次，再合并提取液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥，即可得到植物提取物。
步骤d的固化剂为二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺的混合。
实施例3
一种电线绝缘层，包括以下重量份的原料：环氧树脂24份、聚氯乙烯22份、乙丙橡胶20份、丙三醇溶液15份、植物提取物23份、改性膨润土18份、炭黑13份、氢氧化铝14份、氧化锌17份、水杨酸乙酯13份、稳定剂7份、抗氧化剂11份、固化剂14份、添加助剂14份和偶联剂15份。
一种电线绝缘层的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将环氧树脂、乙丙橡胶、炭黑和抗氧化剂混合加入反应釜中，在220℃下加热并搅拌45min，再降温至150℃，持续搅拌并加入聚氯乙烯，反应2h，冷却至常温后，得到材料一；
b、将改性膨润土、氢氧化铝、氧化锌和添加助剂混合导入混料机中，机械搅拌并研磨3h，再加入丙三醇溶液、水杨酸乙酯和植物提取物，升温至90℃，缓慢搅拌反应20min，得到材料二；
c、将材料一、蔡李阿而混合导入高压反应釜中，再加入稳定剂、偶联剂，在氮气气氛下，加热加压至155℃、30MPa，反应45min，冷却至常温后，得到材料三；
d、将材料三导入双螺杆挤出机中，再加入固化剂，高温熔融挤出，导入模具中，冷却成型，即可得到成品。
步骤b的改性膨润土的制备方法为：将膨润土放入马弗炉中，在500℃下煅烧3h，冷却后加入质量浓度为25%的盐酸溶液，在65℃下搅拌反应4h，再加入质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调节pH值为中性，过滤后，用去离子水洗涤5次，在110℃下干燥20min，再研磨至过500目筛，即可得到改性膨润土。
步骤b的添加助剂的制备方法为：将碳酸钙与滑石粉混合研磨，再与油酸酰胺、对苯二甲酸酯类化合物、二硫化四乙基秋兰姆加入反应釜中，在80℃下加热并搅拌20min，即可得到添加助剂。
步骤b的植物提取物的制备方法为：将艾叶、鱼腥草洗净、干燥后混合，粉碎至过80目筛，加入乙醇溶液回流提取5次，再合并提取液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥，即可得到植物提取物。
步骤d的固化剂为二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺的混合。
检测以上实施例制备的成品，得到以下实验数据：
表一：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
常温下，体积电阻率（Ω·m） 8.3×1014 8.6×1014 8.1×1014
常温下，介电强度（MV/m） 33.8 36.1 35.9
断裂伸长率（%） 690 720 750
耐温性（℃） 98 99 101
抗低温弯曲性（-20℃） 无凹陷及裂纹 无凹陷及裂纹 无凹陷及裂纹
拉伸强度（MPa） 18 22 23
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)

1.一种电线绝缘层，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂24-29份、聚氯乙烯18-25份、乙丙橡胶20-24份、丙三醇溶液12-17份、植物提取物20-26份、改性膨润土18-24份、炭黑13-16份、氢氧化铝8-14份、氧化锌9-17份、水杨酸乙酯12-18份、稳定剂6-10份、抗氧化剂8-11份、固化剂8-14份、添加助剂12-16份和偶联剂13-18份。
2.根据权利要求1所述的一种电线绝缘层，其特征在于，所述绝缘层包括以下重量份的原料：环氧树脂24-27份、聚氯乙烯18-22份、乙丙橡胶20-22份、丙三醇溶液12-15份、植物提取物20-23份、改性膨润土18-21份、炭黑13-15份、氢氧化铝11-14份、氧化锌12-17份、水杨酸乙酯13-18份、稳定剂7-10份、抗氧化剂9-11份、固化剂11-14份、添加助剂14-16份和偶联剂15-18份。
3.根据权利要求1所述的一种电线绝缘层，其特征在于，所述绝缘层包括以下重量份的原料：环氧树脂24份、聚氯乙烯22份、乙丙橡胶20份、丙三醇溶液15份、植物提取物23份、改性膨润土18份、炭黑13份、氢氧化铝14份、氧化锌17份、水杨酸乙酯13份、稳定剂7份、抗氧化剂11份、固化剂14份、添加助剂14份和偶联剂15份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种电线绝缘层的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将环氧树脂、乙丙橡胶、炭黑和抗氧化剂混合加入反应釜中，在180-220℃下加热并搅拌30-45min，再降温至140-150℃，持续搅拌并加入聚氯乙烯，反应1-2h，冷却至常温后，得到材料一；
b、将改性膨润土、氢氧化铝、氧化锌和添加助剂混合导入混料机中，机械搅拌并研磨2-3h，再加入丙三醇溶液、水杨酸乙酯和植物提取物，升温至80-90℃，缓慢搅拌反应20-30min，得到材料二；
c、将材料一、蔡李阿而混合导入高压反应釜中，再加入稳定剂、偶联剂，在氮气气氛下，加热加压至135-155℃、25-30MPa，反应35-45min，冷却至常温后，得到材料三；
d、将材料三导入双螺杆挤出机中，再加入固化剂，高温熔融挤出，导入模具中，冷却成型，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种电线绝缘层的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性膨润土的制备方法为：将膨润土放入马弗炉中，在300-500℃下煅烧1-3h，冷却后加入质量浓度为25-30%的盐酸溶液，在55-65℃下搅拌反应2-4h，再加入质量浓度为30-40%的氢氧化钠溶液调节pH值为中性，过滤后，用去离子水洗涤3-5次，在100-110℃下干燥15-20min，再研磨至过400-500目筛，即可得到改性膨润土。
6.根据权利要求4所述的一种电线绝缘层的制备方法，其特征在于，所述步骤b的添加助剂的制备方法为：将碳酸钙与滑石粉混合研磨，再与油酸酰胺、对苯二甲酸酯类化合物、二硫化四乙基秋兰姆加入反应釜中，在75-80℃下加热并搅拌20-30min，即可得到添加助剂。
7.根据权利要求4所述的一种电线绝缘层的制备方法，其特征在于，所述步骤b的植物提取物的制备方法为：将艾叶、鱼腥草洗净、干燥后混合，粉碎至过60-80目筛，加入乙醇溶液回流提取3-5次，再合并提取液，经旋转蒸发仪浓缩，恒温干燥，即可得到植物提取物。
8.根据权利要求4所述的一种电线绝缘层的制备方法，其特征在于，所述步骤d的固化剂为二氨基二环己基甲烷、改性酚羟基树脂和亚甲基双环己烷胺的混合。
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