CN109608745A - 一种电力电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的制备方法：将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过筛，混合，得物料A；将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，搅拌，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，升高温度并搅拌，保持温度不变，继续加入物料A，搅拌，降温，挤出成型。本发明生产出的电缆材料具有良好的阻燃性、热稳定性和力学性能，适合各种环境使用，适用性强，使用寿命长。

Description

一种电力电缆
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种电力电缆。
背景技术
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用，随着电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视，电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失，同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展，特别是船用导线、汽车用线、高温仪表电缆、石油钻井平台电缆等许多场合，因此，市场对阻燃电缆的需求量越来越大、性能要求越来越高。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电力电缆，具有良好的阻燃性、热稳定性和力学性能。
本发明提出了一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的制备方法：
S1、将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过筛，混合，得物料A；
S2、将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，搅拌，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，升高温度并搅拌，保持温度不变，继续加入物料A，搅拌，降温，挤出成型。
优选地，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨，调节pH，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热，搅拌，洗涤，干燥，冷却，即可得到改性水滑石。
优选地，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨20-30min，加醋酸调节pH为4-5，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热至85-90℃，并以500-1000r/min的转速搅拌2-3h，用乙醇洗涤1-3次，接着用去离子水洗涤至中性，置于110-130℃下干燥30-50min，冷却，即可得到改性水滑石。
优选地，所述水滑石、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐的重量比为100-110：1-3：0.4-1.0：0.3-0.8。
优选地，所述石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石的重量比为3-5：1-2：8-15：10-14：3-7：11-15。
优选地，所述聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、改性水滑石、环氧大豆油、防老剂、抗氧剂的重量比为50-70：36-55：22-38：13-20：1-3：1-2：0.2-0.5。
优选地，S1中，所述过筛的目数为100-200目。
优选地，S2中，将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，以800-1000r/min的转速在55-65℃下搅拌1-2h。
优选地，S2中，加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，温度升高至105-110℃并以1500-1800r/min的转速搅拌30-60min。
优选地，S2中，加入物料A，以1000-1500r/min的转速搅拌8-15min。
优选地，S2中，降温至45-55℃。
本发明中阻燃绝缘层的制备方法中，先是将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺在适宜的温度下混匀，再加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂等原料并升高温度继续搅匀，最后加入改性水滑石、石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉等原料，各原料间的相容性好，生产出的绝缘层具有较强的阻燃性、热稳定性和力学性能，使用寿命长。本发明中添加的改性水滑石，是由硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐共同改性得到，改变了其表面性质，提高其在聚合物中的分散性和相容性，其中硅烷偶联剂中的羟基可与水滑石表面的羟基形成氢键，还可进一步发生脱水反应与水滑石之间形成共价键连接，提高于高分子材料的相容性，辛基酚聚氧乙烯醚和十八胺盐酸盐可以吸附在水滑石表面，一方面降低了材料亲水性，一方面随着电荷的增大，水滑石的电势增强，有效地控制因晶核快速团聚而引起的凝聚；将改性水滑石运用到本发明中，与碳酸钙、重晶石粉共同作为填料，可以提高了填料、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等原料间的相容性，达到提高材料性能的目的；氢氧化镁作为阻燃剂使用，改性水滑石可提高氢氧化镁的阻燃效果，运用到本发明中，使得本发明的力学性能、阻燃性、抑烟、热稳定性和耐热性都有了显著提高，适合各种环境使用，适用性强，使用寿命长。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的制备方法：
S1、将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过200目筛，混合，得物料A；
S2、将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，以800r/min的转速在65℃下搅拌1h，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，温度升高至110℃并以1500r/min的转速搅拌60min，保持温度不变，继续加入物料A，以1000r/min的转速搅拌15min，然后降温至45℃，挤出成型；
其中，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨30min，加醋酸调节pH为4，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热至90℃，并以500r/min的转速搅拌3h，用乙醇洗涤1次，接着用去离子水洗涤至中性，置于130℃下干燥30min，冷却，即可得到改性水滑石；
所述水滑石、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐的重量比为110：1：1.0：0.3；所述石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石的重量比为5：1：15：10：7：11；所述聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、改性水滑石、环氧大豆油、防老剂、抗氧剂的重量比为70：36：38：13：3：1：0.5。
实施例2
一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的制备方法：
S1、将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过100目筛，混合，得物料A；
S2、将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，以1000r/min的转速在55℃下搅拌2h，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，温度升高至105℃并以1800r/min的转速搅拌30min，保持温度不变，继续加入物料A，以1500r/min的转速搅拌8min，然后降温至55℃，挤出成型；
其中，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨20min，加醋酸调节pH为5，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热至85℃，并以1000r/min的转速搅拌2h，用乙醇洗涤3次，接着用去离子水洗涤至中性，置于110℃下干燥50min，冷却，即可得到改性水滑石；
所述水滑石、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐的重量比为100：3：0.4：0.8；所述石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石的重量比为3：2：8：14：3：15；所述聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、改性水滑石、环氧大豆油、防老剂、抗氧剂的重量比为50：55：22：20：1：2：0.2。
实施例3
一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，所述阻燃绝缘层的制备方法：
S1、将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过150目筛，混合，得物料A；
S2、将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，以900r/min的转速在60℃下搅拌1.5h，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，温度升高至108℃并以1600r/min的转速搅拌45min，保持温度不变，继续加入物料A，以1200r/min的转速搅拌12min，然后降温至50℃，挤出成型；
其中，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨26min，加醋酸调节pH为4.5，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热至86℃，并以800r/min的转速搅拌2.5h，用乙醇洗涤2次，接着用去离子水洗涤至中性，置于120℃下干燥40min，冷却，即可得到改性水滑石；
所述水滑石、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐的重量比为105：2：0.8：0.5；所述石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石的重量比为4：1.5：10：11：6：13；所述聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、改性水滑石、环氧大豆油、防老剂、抗氧剂的重量比为60：49：30：17：2：1.2：0.3。
对比例1
对比例1与实施例3相比，区别仅在于：添加的是未改性的水滑石，其他条件与实施例3完全相同。
试验例1
分别对实施例1-3和对比例1生产出的阻燃绝缘层进行性能测量，所测得的数据如表1所示。(拉伸强度：按GB/T 1040.3—2006进行测试，拉伸速率为250mm/min；体积电阻率：按GB/T 1410—2006进行测试，试样厚度1.0mm，测试电压为1kV；极限氧指数(LOI)：按GB/T2406—2009进行测试，试样尺寸为120mm×6.5mm×3mm)
表1
项目 拉伸强度/MPa 20℃体积电阻率/(Ω·m) 极限氧指数(LOI)/％
实施例1 16.0 1.10×10<sup>13</sup> 42
实施例2 16.2 1.13×10<sup>13</sup> 42
实施例3 16.4 1.15×10<sup>13</sup> 43
对比例1 14.9 1.03×10<sup>13</sup> 35
由表1可以看出，与对比例相比，根据拉伸强度、体积电阻率、极限氧指数等数据知道，实施例的性能明显优于对比例，因此，本发明中具有很好的阻燃性、绝缘性好和拉伸强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力电缆，包括导体和阻燃绝缘层，其特征在于，所述阻燃绝缘层的制备方法：
S1、将石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石分别粉碎，过筛，混合，得物料A；
S2、将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，搅拌，接着加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，升高温度并搅拌，保持温度不变，继续加入物料A，搅拌，降温，挤出成型。
2.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨，调节pH，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热，搅拌，洗涤，干燥，冷却，即可得到改性水滑石。
3.根据权利要求1或2所述电力电缆，其特征在于，所述改性水滑石的制备工艺如下：将水滑石、乙醇溶液混合，研磨20-30min，加醋酸调节pH为4-5，加入硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐，加热至85-90℃，并以500-1000r/min的转速搅拌2-3h，用乙醇洗涤1-3次，接着用去离子水洗涤至中性，置于110-130℃下干燥30-50min，冷却，即可得到改性水滑石。
4.根据权利要求2或3所述电力电缆，其特征在于，所述水滑石、硅烷偶联剂、辛基酚聚氧乙烯醚、十八胺盐酸盐的重量比为100-110：1-3：0.4-1.0：0.3-0.8。
5.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，所述石棉、硬脂酸镁、氢氧化镁、碳酸钙、重晶石粉、改性水滑石的重量比为3-5：1-2：8-15：10-14：3-7：11-15。
6.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，所述聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、改性水滑石、环氧大豆油、防老剂、抗氧剂的重量比为50-70：36-55：22-38：13-20：1-3：1-2：0.2-0.5。
7.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，S1中，所述过筛的目数为100-200目。
8.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，S2中，将聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺混合，以800-1000r/min的转速在55-65℃下搅拌1-2h。
9.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，S2中，加入环氧大豆油、防老剂、抗氧剂，温度升高至105-110℃并以1500-1800r/min的转速搅拌30-60min。
10.根据权利要求1所述电力电缆，其特征在于，S2中，加入物料A，以1000-1500r/min的转速搅拌8-15min；优选地，S2中，降温至45-55℃。
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