CN110256754A - 一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法，涉及电缆加工技术领域。所述所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂20‑22份、氯醋树脂12‑14份、低密度聚乙烯24‑26份、环氧树脂10‑14份、硅橡胶8‑12份、聚碳酸酯4‑5份、硝酸纤维素3‑5份、二乙烯三胺2‑4份、玻璃纤维2‑5份、钛白粉3‑4份、乙烯‑辛烯共聚物2‑3份、纳米碳酸钙2‑3份、硅酸钠1‑2份、增塑剂2‑3份、硫化剂1‑2份、阻燃剂2‑3份。本发明克服了现有技术的不足，通过多种物质混合有效降低产品的脆化温度，提升电缆料的耐寒性，同时增强产品的力学性质，防止产品开裂，延长产品的使用寿命，提升安全性和使用价值，适宜推广生产。

Description

一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法。
背景技术
电缆electric cable；power cable，通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电线电缆行业作为国民经济支柱行业之一的电力行业的配套行业，在国民经济中具有极其重要的作用和地位。
由于电缆主要用于电力的传输，所以电缆的材质性能及其重要，一般电缆分为室外电缆、室内电缆和特种电缆，其中室外电缆和特种电缆在其面对的环境上相较于室内电缆要严峻的多，所以其在材质上的要求也优于室内电缆，优于室外电缆长期处于室外，且在面对极端严寒的天气时容易产生脆化现象，造成电缆表面开裂，具有极大的安全隐患，所以开发一种耐寒抗裂的电缆材料为现阶段的一大研究方向。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法，通过多种物质混合有效降低产品的脆化温度，提升电缆料的耐寒性，同时增强产品的力学性质，防止产品开裂，延长产品的使用寿命，提升安全性和使用价值，适宜推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种耐寒抗裂电缆材料，所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂20-22份、氯醋树脂12-14份、低密度聚乙烯24-26份、环氧树脂10-14份、硅橡胶8-12份、聚碳酸酯4-5份、硝酸纤维素3-5份、二乙烯三胺2-4份、玻璃纤维2-5份、钛白粉3-4份、乙烯-辛烯共聚物2-3份、纳米碳酸钙2-3份、硅酸钠1-2份、增塑剂2-3份、硫化剂1-2份、阻燃剂2-3份。
优选的，所述增塑剂为己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯质量比2∶3∶1的混合物。
优选的，所述硫化剂为硫磺、氨基甲酸乙酯、氧化镁质量比2∶1∶2的混合物。
优选的，所述阻燃剂为十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵质量比2∶1∶3的混合物。
所述耐寒抗裂电缆材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶混合于反应釜中，高温缓慢搅拌均匀后，保温静置30-40min，得混合树脂备用；
(2)将环氧树脂混合聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素混合于搅拌机中高速搅拌，再加入增塑剂升温继续搅拌均匀，得混合料A备用；
(3)将纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠混合研磨过100目筛后加入上述混合料中，于搅拌机中1000-1200r/min高速搅拌，得混合料B备用；
(4)将上述混合料B置于高压反应釜中加入乙烯-辛烯共聚物于28-30MPa的压强下进行高压保温静置40-50min，后缓慢泄压至18-20MPa再继续保压静置30-40min，最后泄压取出得混合料C备用；
(5)将上述混合料C加入二乙烯三胺、阻燃剂和混合料A于混炼机中高温混炼1-1.2h后再加入硫化剂继续混炼2-3h，得混料于挤出机中挤出成型，得本发明耐寒抗裂电缆材料。
优选的，所述步骤(1)中高温缓慢搅拌的转速为200-300r/min，温度为220-230℃，搅拌的时间为25-30min。
优选的，所述步骤(2)中高速搅拌的转速为800-850r/min，搅拌的时间为15-20min，且加入增塑剂升温继续搅拌均匀的温度为80-85℃，搅拌的时间为25-30min。
优选的，所述步骤(4)中缓慢泄压的速度为0.1MPa/min。
优选的，所述步骤(5)中高温混炼混炼的温度为210-220℃，加入硫化剂混炼的温度为220-230℃，挤出温度为200℃。
本发明提供一种耐寒抗裂电缆材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明选用ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、环氧树脂、硅橡胶为主要基料，有效保证所得电缆料的力学性能，并且将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶先高温混合静置，有效提升其韧性和抗撕裂性能，增强产品的稳定性。
(2)本发明添加聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素并且与环氧树脂混合，有效提升电缆料的力学性能，提升抗裂能力，并且有效提升其耐寒效果，降低电缆料的脆化温度。
(3)本发明还添加有纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠、乙烯-辛烯共聚物、二乙烯三胺等物质，进一步提升产品的耐寒抗裂性能，并且采用二次保压静置的方式，使物质间混合更加均匀，提升原料间的连接紧密性，增强力学性能，提升稳定性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐寒抗裂电缆材料，所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂20份、氯醋树脂12份、低密度聚乙烯24份、环氧树脂10份、硅橡胶8份、聚碳酸酯4份、硝酸纤维素3份、二乙烯三胺2份、玻璃纤维2份、钛白粉3份、乙烯-辛烯共聚物2份、纳米碳酸钙2份、硅酸钠1份、增塑剂2份、硫化剂1份、阻燃剂2份。
所述增塑剂为己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯质量比2∶3∶1的混合物；所述硫化剂为硫磺、氨基甲酸乙酯、氧化镁质量比2∶1∶2的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵质量比2∶1∶3的混合物。
所述耐寒抗裂电缆材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶混合于反应釜中，高温缓慢搅拌均匀后，保温静置30-40min，得混合树脂备用；
(2)将环氧树脂混合聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素混合于搅拌机中高速搅拌，再加入增塑剂升温继续搅拌均匀，得混合料A备用；
(3)将纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠混合研磨过100目筛后加入上述混合料中，于搅拌机中1000-1200r/min高速搅拌，得混合料B备用；
(4)将上述混合料B置于高压反应釜中加入乙烯-辛烯共聚物于28-30MPa的压强下进行高压保温静置40-50min，后缓慢泄压至18-20MPa再继续保压静置30-40min，最后泄压取出得混合料C备用；
(5)将上述混合料C加入二乙烯三胺、阻燃剂和混合料A于混炼机中高温混炼1-1.2h后再加入硫化剂继续混炼2-3h，得混料于挤出机中挤出成型，得本发明耐寒抗裂电缆材料。
其中，所述步骤(1)中高温缓慢搅拌的转速为200-300r/min，温度为220-230℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为800-850r/min，搅拌的时间为15-20min，且加入增塑剂升温继续搅拌均匀的温度为80-85℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(4)中缓慢泄压的速度为0.1MPa/min；所述步骤(5)中高温混炼混炼的温度为210-220℃，加入硫化剂混炼的温度为220-230℃，挤出温度为200℃。
实施例2：
一种耐寒抗裂电缆材料，所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂22份、氯醋树脂14份、低密度聚乙烯26份、环氧树脂14份、硅橡胶12份、聚碳酸酯5份、硝酸纤维素5份、二乙烯三胺4份、玻璃纤维5份、钛白粉4份、乙烯-辛烯共聚物3份、纳米碳酸钙3份、硅酸钠2份、增塑剂3份、硫化剂2份、阻燃剂3份。
所述增塑剂为己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯质量比2∶3∶1的混合物；所述硫化剂为硫磺、氨基甲酸乙酯、氧化镁质量比2∶1∶2的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵质量比2∶1∶3的混合物。
所述耐寒抗裂电缆材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶混合于反应釜中，高温缓慢搅拌均匀后，保温静置30-40min，得混合树脂备用；
(2)将环氧树脂混合聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素混合于搅拌机中高速搅拌，再加入增塑剂升温继续搅拌均匀，得混合料A备用；
(3)将纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠混合研磨过100目筛后加入上述混合料中，于搅拌机中1000-1200r/min高速搅拌，得混合料B备用；
(4)将上述混合料B置于高压反应釜中加入乙烯-辛烯共聚物于28-30MPa的压强下进行高压保温静置40-50min，后缓慢泄压至18-20MPa再继续保压静置30-40min，最后泄压取出得混合料C备用；
(5)将上述混合料C加入二乙烯三胺、阻燃剂和混合料A于混炼机中高温混炼1-1.2h后再加入硫化剂继续混炼2-3h，得混料于挤出机中挤出成型，得本发明耐寒抗裂电缆材料。
其中，所述步骤(1)中高温缓慢搅拌的转速为200-300r/min，温度为220-230℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为800-850r/min，搅拌的时间为15-20min，且加入增塑剂升温继续搅拌均匀的温度为80-85℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(4)中缓慢泄压的速度为0.1MPa/min；所述步骤(5)中高温混炼混炼的温度为210-220℃，加入硫化剂混炼的温度为220-230℃，挤出温度为200℃。
实施例3：
一种耐寒抗裂电缆材料，所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂21份、氯醋树脂13份、低密度聚乙烯25份、环氧树脂12份、硅橡胶10份、聚碳酸酯4.5份、硝酸纤维素4份、二乙烯三胺3份、玻璃纤维3.5份、钛白粉3.5份、乙烯-辛烯共聚物2.5份、纳米碳酸钙2.5份、硅酸钠1.5份、增塑剂2.5份、硫化剂1.5份、阻燃剂2.5份。
所述增塑剂为己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯质量比2∶3∶1的混合物；所述硫化剂为硫磺、氨基甲酸乙酯、氧化镁质量比2∶1∶2的混合物；所述阻燃剂为十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵质量比2∶1∶3的混合物。
所述耐寒抗裂电缆材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶混合于反应釜中，高温缓慢搅拌均匀后，保温静置30-40min，得混合树脂备用；
(2)将环氧树脂混合聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素混合于搅拌机中高速搅拌，再加入增塑剂升温继续搅拌均匀，得混合料A备用；
(3)将纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠混合研磨过100目筛后加入上述混合料中，于搅拌机中1000-1200r/min高速搅拌，得混合料B备用；
(4)将上述混合料B置于高压反应釜中加入乙烯-辛烯共聚物于28-30MPa的压强下进行高压保温静置40-50min，后缓慢泄压至18-20MPa再继续保压静置30-40min，最后泄压取出得混合料C备用；
(5)将上述混合料C加入二乙烯三胺、阻燃剂和混合料A于混炼机中高温混炼1-1.2h后再加入硫化剂继续混炼2-3h，得混料于挤出机中挤出成型，得本发明耐寒抗裂电缆材料。
其中，所述步骤(1)中高温缓慢搅拌的转速为200-300r/min，温度为220-230℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为800-850r/min，搅拌的时间为15-20min，且加入增塑剂升温继续搅拌均匀的温度为80-85℃，搅拌的时间为25-30min；所述步骤(4)中缓慢泄压的速度为0.1MPa/min；所述步骤(5)中高温混炼混炼的温度为210-220℃，加入硫化剂混炼的温度为220-230℃，挤出温度为200℃。
实施例4：
检测上述实施例1-3所得电缆料的各项性能：
(1)选取上述实施例1-3所得产品为实验组1-3材料，普通聚氯乙烯电缆料为对照组材料，检测各组材料的脆化温度；
(2)分别在10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃温度环境下放置实验组和对照组材料5h后检测其力学性能，结果如下表所示：
由上表可知本发明所得产品相较于普通的聚氯乙烯电缆料具有优越的耐寒性能和更低的脆化温度，适宜推广生产使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种耐寒抗裂电缆材料，其特征在于，所述耐寒抗裂电缆材料由以下重量份的原料制成：ABS树脂20-22份、氯醋树脂12-14份、低密度聚乙烯24-26份、环氧树脂10-14份、硅橡胶8-12份、聚碳酸酯4-5份、硝酸纤维素3-5份、二乙烯三胺2-4份、玻璃纤维2-5份、钛白粉3-4份、乙烯-辛烯共聚物2-3份、纳米碳酸钙2-3份、硅酸钠1-2份、增塑剂2-3份、硫化剂1-2份、阻燃剂2-3份。
2.根据权利要求1所述的一种耐寒抗裂电缆材料，其特征在于：所述增塑剂为己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、二丁酯质量比2∶3∶1的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种耐寒抗裂电缆材料，其特征在于：所述硫化剂为硫磺、氨基甲酸乙酯、氧化镁质量比2∶1∶2的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种耐寒抗裂电缆材料，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚、磷酸三苯酯、聚磷酸铵质量比2∶1∶3的混合物。
5.一种耐寒抗裂电缆材料的制备方法，其特征在于：所述耐寒抗裂电缆材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、氯醋树脂、低密度聚乙烯、硅橡胶混合于反应釜中，高温缓慢搅拌均匀后，保温静置30-40min，得混合树脂备用；
(2)将环氧树脂混合聚碳酸酯、玻璃纤维、硝酸纤维素混合于搅拌机中高速搅拌，再加入增塑剂升温继续搅拌均匀，得混合料A备用；
(3)将纳米碳酸钙、钛白粉、硅酸钠混合研磨过100目筛后加入上述混合料中，于搅拌机中1000-1200r/min高速搅拌，得混合料B备用；
(4)将上述混合料B置于高压反应釜中加入乙烯-辛烯共聚物于28-30MPa的压强下进行高压保温静置40-50min，后缓慢泄压至18-20MPa再继续保压静置30-40min，最后泄压取出得混合料C备用；
(5)将上述混合料C加入二乙烯三胺、阻燃剂和混合料A于混炼机中高温混炼1-1.2h后再加入硫化剂继续混炼2-3h，得混料于挤出机中挤出成型，得本发明耐寒抗裂电缆材料。
6.根据权利要求5所述的一种耐寒抗裂电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中高温缓慢搅拌的转速为200-300r/min，温度为220-230℃，搅拌的时间为25-30min。
7.根据权利要求5所述的一种耐寒抗裂电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中高速搅拌的转速为800-850r/min，搅拌的时间为15-20min，且加入增塑剂升温继续搅拌均匀的温度为80-85℃，搅拌的时间为25-30min。
8.根据权利要求5所述的一种耐寒抗裂电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中缓慢泄压的速度为0.1MPa/min。
9.根据权利要求5所述的一种耐寒抗裂电缆材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中高温混炼混炼的温度为210-220℃，加入硫化剂混炼的温度为220-230℃，挤出温度为200℃。
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