CN110387085A - 一种高效绝缘电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种高效绝缘电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高效绝缘电缆料及其制备方法，涉及电缆生产技术领域。所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45‑55份、硅橡胶15‑20份、聚氨酯橡胶10‑15份、酚醛树脂4‑6份、聚氯乙烯0.8‑1.2份、改性剂0.5‑0.8份、聚亚烷基二醇5‑7份、聚二苯醚2‑4份、间苯二甲胺4‑6份、虫胶3‑5份、六氟化硫6‑8份、磷酸铵3‑5份、硫磺5‑7份、氮化硼2‑4份、固化剂2‑4份、硫化剂2‑4份。本发明克服了现有技术的不足，不仅能够有效提高电缆料的绝缘性能，防止电缆通电时将电传递至外界，进而使使用者发生触电的危险，电缆料绝缘性能好，还能有效提升电缆料的阻燃性能，电缆料整体性能优异，安全性高，适宜推广。

Description

一种高效绝缘电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆生产技术领域，具体涉及一种高效绝缘电缆料及其制备方法。
背景技术
电缆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，用来连接电路、电器等。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，所以电缆的性能极其重要。目前电缆料的绝缘性能较差，当电缆通电时极易将电传递至外界，使用者容易发生触电的危险，安全性较低。因此，一种高效绝缘电缆料是研究者们研究的热点。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种高效绝缘电缆料及其制备方法，本发明克服了现有技术的不足，不仅能够有效提高电缆料的绝缘性能，防止电缆通电时将电传递至外界，进而使使用者发生触电的危险，电缆料绝缘性能好，还能有效提升电缆料的阻燃性能，电缆料整体性能优异，安全性高，适宜推广。
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：
一种高效绝缘电缆料，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45-55份、硅橡胶15-20份、聚氨酯橡胶10-15份、酚醛树脂4-6份、聚氯乙烯0.8-1.2份、改性剂0.5-0.8份、聚亚烷基二醇5-7份、聚二苯醚2-4份、间苯二甲胺4-6份、虫胶3-5份、六氟化硫6-8份、磷酸铵3-5份、硫磺5-7份、氮化硼2-4份、固化剂2-4份、硫化剂2-4份。
优选的，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50份、硅橡胶18份、聚氨酯橡胶13份、酚醛树脂5份、聚氯乙烯1.0份、改性剂0.7份、聚亚烷基二醇6份、聚二苯醚3份、间苯二甲胺5份、虫胶4份、六氟化硫7份、磷酸铵4份、硫磺6份、氮化硼3份、固化剂3份、硫化剂3份。
优选的，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为2:1混合而成。
优选的，所述固化剂由三氮化硼乙胺、异氰脲酸三缩水甘油酯和有机酸酐以质量比为4:3:1混合而成。
优选的，所述硫化剂由2-硫醇基咪唑啉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和过氧化环己酮以质量比为5:3:2混合而成。
所述电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、聚氯乙烯和改性剂混合加入反应釜内，先升温至140-160℃，保温混炼1-1.5h后再升温至210-230℃，同时通入氩气并升压至10-12MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，再保温静置1.5-2h得改性物料备用；
(2)将聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶混合后加入上述步骤(1)中的反应釜内，保温混炼1-2h后再将其混合物倒入超声震荡仪中，升温至80-100℃，超声震荡20-30min得辅料A备用；
(3)将六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼加入破碎机中进行混合破碎，后将其混合物置于冷冻机中，并且在零下35℃-零下25℃条件下低温保存1-2h，后低温研磨再继续低温保存2-3h得辅料B备用；
(4)将三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶混合加入密炼机内，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得混合基料备用；
(5)将制得的辅料A和辅料B混合加入上述步骤(4)中的密炼机内，再加入固化剂和硫化剂，继续保温混炼4-6h后将其混合物打入打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
优选的，所述步骤(1)中保温混炼的转速为100-120r/min，步骤(4)中保温混炼的转速为150-170r/min。
优选的，所述步骤(2)中超声震荡仪的频率为20-25kHz，超声声强为2-3W/cm2。
优选的，所述步骤(3)中混合破碎至过80目筛，后低温研磨至过200目筛。
本发明提供一种高效绝缘电缆料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶作为基料，能够利用其自身的特性有效提高基料的绝缘性能，进而提升电缆料的质量，电缆料整体性能优异，便于使用；
(2)本发明添加有酚醛树脂、聚氯乙烯、聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶并制得辅料A，先通过二次升温的方式，并在高温高压条件下使得聚氯乙烯对酚醛树脂进行改性，再与其他组分混合并进行超声震荡均质，能够有效提高电缆料的绝缘性能，防止电缆通电时将电传递至外界，进而使使用者发生触电的危险，电缆料绝缘性能好，安全性高；
(3)本发明还添加有六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼并制得辅料B，通过混合破碎、低温保存、低温研磨再低温保存的方式，能够与辅料A相互配合，在提升电缆料绝缘性能的同时，有效提升其阻燃性能，电缆料整体性能优异，适宜推广。
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：
一种高效绝缘电缆料，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45份、硅橡胶15份、聚氨酯橡胶10份、酚醛树脂4份、聚氯乙烯0.8份、改性剂0.5份、聚亚烷基二醇5份、聚二苯醚2份、间苯二甲胺4份、虫胶3份、六氟化硫6份、磷酸铵3份、硫磺5份、氮化硼2份、固化剂2份、硫化剂2份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为2:1混合而成；所述固化剂由三氮化硼乙胺、异氰脲酸三缩水甘油酯和有机酸酐以质量比为4:3:1混合而成；所述硫化剂由2-硫醇基咪唑啉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和过氧化环己酮以质量比为5:3:2混合而成。
所述电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、聚氯乙烯和改性剂混合加入反应釜内，先升温至140-160℃，保温混炼1-1.5h后再升温至210-230℃，同时通入氩气并升压至10-12MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，再保温静置1.5-2h得改性物料备用；
(2)将聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶混合后加入上述步骤(1)中的反应釜内，保温混炼1-2h后再将其混合物倒入超声震荡仪中，升温至80-100℃，超声震荡20-30min得辅料A备用；
(3)将六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼加入破碎机中进行混合破碎，后将其混合物置于冷冻机中，并且在零下35℃-零下25℃条件下低温保存1-2h，后低温研磨再继续低温保存2-3h得辅料B备用；
(4)将三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶混合加入密炼机内，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得混合基料备用；
(5)将制得的辅料A和辅料B混合加入上述步骤(4)中的密炼机内，再加入固化剂和硫化剂，继续保温混炼4-6h后将其混合物打入打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中保温混炼的转速为100-120r/min，步骤(4)中保温混炼的转速为150-170r/min；所述步骤(2)中超声震荡仪的频率为20-25kHz，超声声强为2-3W/cm2；所述步骤(3)中混合破碎至过80目筛，后低温研磨至过200目筛。
实施例2：
一种高效绝缘电缆料，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50份、硅橡胶18份、聚氨酯橡胶13份、酚醛树脂5份、聚氯乙烯1.0份、改性剂0.7份、聚亚烷基二醇6份、聚二苯醚3份、间苯二甲胺5份、虫胶4份、六氟化硫7份、磷酸铵4份、硫磺6份、氮化硼3份、固化剂3份、硫化剂3份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为2:1混合而成；所述固化剂由三氮化硼乙胺、异氰脲酸三缩水甘油酯和有机酸酐以质量比为4:3:1混合而成；所述硫化剂由2-硫醇基咪唑啉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和过氧化环己酮以质量比为5:3:2混合而成。
所述电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、聚氯乙烯和改性剂混合加入反应釜内，先升温至140-160℃，保温混炼1-1.5h后再升温至210-230℃，同时通入氩气并升压至10-12MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，再保温静置1.5-2h得改性物料备用；
(2)将聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶混合后加入上述步骤(1)中的反应釜内，保温混炼1-2h后再将其混合物倒入超声震荡仪中，升温至80-100℃，超声震荡20-30min得辅料A备用；
(3)将六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼加入破碎机中进行混合破碎，后将其混合物置于冷冻机中，并且在零下35℃-零下25℃条件下低温保存1-2h，后低温研磨再继续低温保存2-3h得辅料B备用；
(4)将三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶混合加入密炼机内，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得混合基料备用；
(5)将制得的辅料A和辅料B混合加入上述步骤(4)中的密炼机内，再加入固化剂和硫化剂，继续保温混炼4-6h后将其混合物打入打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中保温混炼的转速为100-120r/min，步骤(4)中保温混炼的转速为150-170r/min；所述步骤(2)中超声震荡仪的频率为20-25kHz，超声声强为2-3W/cm2；所述步骤(3)中混合破碎至过80目筛，后低温研磨至过200目筛。
实施例3：
一种高效绝缘电缆料，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶55份、硅橡胶20份、聚氨酯橡胶15份、酚醛树脂6份、聚氯乙烯1.2份、改性剂0.8份、聚亚烷基二醇7份、聚二苯醚4份、间苯二甲胺6份、虫胶5份、六氟化硫8份、磷酸铵5份、硫磺7份、氮化硼4份、固化剂4份、硫化剂4份。
其中，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为2:1混合而成；所述固化剂由三氮化硼乙胺、异氰脲酸三缩水甘油酯和有机酸酐以质量比为4:3:1混合而成；所述硫化剂由2-硫醇基咪唑啉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和过氧化环己酮以质量比为5:3:2混合而成。
所述电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、聚氯乙烯和改性剂混合加入反应釜内，先升温至140-160℃，保温混炼1-1.5h后再升温至210-230℃，同时通入氩气并升压至10-12MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，再保温静置1.5-2h得改性物料备用；
(2)将聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶混合后加入上述步骤(1)中的反应釜内，保温混炼1-2h后再将其混合物倒入超声震荡仪中，升温至80-100℃，超声震荡20-30min得辅料A备用；
(3)将六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼加入破碎机中进行混合破碎，后将其混合物置于冷冻机中，并且在零下35℃-零下25℃条件下低温保存1-2h，后低温研磨再继续低温保存2-3h得辅料B备用；
(4)将三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶混合加入密炼机内，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得混合基料备用；
(5)将制得的辅料A和辅料B混合加入上述步骤(4)中的密炼机内，再加入固化剂和硫化剂，继续保温混炼4-6h后将其混合物打入打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
其中，所述步骤(1)中保温混炼的转速为100-120r/min，步骤(4)中保温混炼的转速为150-170r/min；所述步骤(2)中超声震荡仪的频率为20-25kHz，超声声强为2-3W/cm2；所述步骤(3)中混合破碎至过80目筛，后低温研磨至过200目筛。
实施例4：
检测市面上普通的电缆料和实施例1-3中电缆料的绝缘和阻燃性能，其具体检测步骤如下：
(1)将市面上3种普通的电缆料设置为对照组1-3，实施例1-3中电缆料设置为实验组1-3；
(2)将6组电缆料均制成规格为10×10×1mm的试样，保持环境温度为23℃，采用高电阻测试仪检测各试样的体积电阻率(Ω·cm)。
(3)将6组电缆料均制成规格为60×20×5mm的试样，按GB/T10707-2008《橡胶燃烧性能的测定》中方法A-氧指数法的要求，测定试样的氧指数LOI(％)；
(4)将试样置于JF-3型氧指数测定仪内，保持环境温度为25℃，相对湿度为60％，按顶端点燃法点燃样条，燃烧3min时记录其对应点燃温度(℃)和第一次点燃有焰燃烧时间(s)。
其检测结果如下表所示：
由上表可知，由于实验组2的电缆料其体积电阻率、氧指数、点燃温度最高，且其第一次点燃有焰燃烧时间最短，因此实施例2所制得电缆料的绝缘和阻燃性能最好。
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)

1.一种高效绝缘电缆料，其特征在于，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶45-55份、硅橡胶15-20份、聚氨酯橡胶10-15份、酚醛树脂4-6份、聚氯乙烯0.8-1.2份、改性剂0.5-0.8份、聚亚烷基二醇5-7份、聚二苯醚2-4份、间苯二甲胺4-6份、虫胶3-5份、六氟化硫6-8份、磷酸铵3-5份、硫磺5-7份、氮化硼2-4份、固化剂2-4份、硫化剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种高效绝缘电缆料，其特征在于，所述电缆料由以下重量份的原料制成：三元乙丙橡胶50份、硅橡胶18份、聚氨酯橡胶13份、酚醛树脂5份、聚氯乙烯1.0份、改性剂0.7份、聚亚烷基二醇6份、聚二苯醚3份、间苯二甲胺5份、虫胶4份、六氟化硫7份、磷酸铵4份、硫磺6份、氮化硼3份、固化剂3份、硫化剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种高效绝缘电缆料，其特征在于，所述改性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚甲基吡咯烷以质量比为2:1混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种高效绝缘电缆料，其特征在于，所述固化剂由三氮化硼乙胺、异氰脲酸三缩水甘油酯和有机酸酐以质量比为4:3:1混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高效绝缘电缆料，其特征在于，所述硫化剂由2-硫醇基咪唑啉、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和过氧化环己酮以质量比为5:3:2混合而成。
6.一种高效绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，所述电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、聚氯乙烯和改性剂混合加入反应釜内，先升温至140-160℃，保温混炼1-1.5h后再升温至210-230℃，同时通入氩气并升压至10-12MPa，保压改性40-60min后恢复至常压，再保温静置1.5-2h得改性物料备用；
(2)将聚亚烷基二醇、聚二苯醚、间苯二甲胺和虫胶混合后加入上述步骤(1)中的反应釜内，保温混炼1-2h后再将其混合物倒入超声震荡仪中，升温至80-100℃，超声震荡20-30min得辅料A备用；
(3)将六氟化硫、磷酸铵、硫磺和氮化硼加入破碎机中进行混合破碎，后将其混合物置于冷冻机中，并且在零下35℃-零下25℃条件下低温保存1-2h，后低温研磨再继续低温保存2-3h得辅料B备用；
(4)将三元乙丙橡胶、硅橡胶和聚氨酯橡胶混合加入密炼机内，升温至200-220℃，保温混炼2-3h得混合基料备用；
(5)将制得的辅料A和辅料B混合加入上述步骤(4)中的密炼机内，再加入固化剂和硫化剂，继续保温混炼4-6h后将其混合物打入打入挤出机中，挤出造粒得到产品。
7.根据权利要求6所述的一种高效绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中保温混炼的转速为100-120r/min，步骤(4)中保温混炼的转速为150-170r/min。
8.根据权利要求6所述的一种高效绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中超声震荡仪的频率为20-25kHz，超声声强为2-3W/cm2。
9.根据权利要求6所述的一种高效绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中混合破碎至过80目筛，后低温研磨至过200目筛。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0708455A1 (de) * 1994-10-20 1996-04-24 Dätwyler AG Flammwidrige Zusammensetzung zur Herstellung von elektrischen Kabeln mit Isolations- und/oder Funktionserhalt
CN108148288A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 吴红伟 一种电缆护套料及其制备方法
CN109796688A (zh) * 2018-12-31 2019-05-24 安徽天康(集团)股份有限公司 一种云母带矿物绝缘波纹铜护套防火阻燃电缆

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