CN110527198A - 一种高强度防断裂电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度防断裂电缆料及其制备方法，涉及电缆加工技术领域。所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯18‑20份、低密度聚乙烯24‑26份、三元乙丙橡胶28‑30份、聚酰胺树脂18‑22份、有机硅橡胶18‑20份、十甲基环五硅氧烷4‑6份、碳化硅纤维4‑5份、碳纤维1‑3份、玻璃纤维4‑6份、白炭黑2‑4份、乙烯基三甲氧基硅烷2‑3份、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3‑5份、十八烷基二甲基苄基氯化铵2‑3份、抗氧化剂1‑2份、硫化剂2‑3份、分散剂1‑1.6份。本发明克服了现有技术的不足，添加多种高强度纤维成分，有效提高电缆料的轻度，增强其抗拉伸和抗断裂性能，提升产品的使用安全性，适宜推广使用。

Description

一种高强度防断裂电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆加工技术领域，具体涉及一种高强度防断裂电缆料及其制备方法。
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。
由于电线电缆是人们生产生活中完成电力输送和信息输送的主要途径，所以为了使用安全和方便对电缆外部的电缆料要求极高，特别是电力运输的电缆材料，一点破裂就会造成漏电、短路甚至引发火灾等一系列的严重后果，所以为了防止电缆在使用过程中断裂，提高其强度是现在研究的一大方向。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种高强度防断裂电缆料及其制备方法，添加多种高强度纤维成分，有效提高电缆料的轻度，增强其抗拉伸和抗断裂性能，提升产品的使用安全性，适宜推广使用。
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：
一种高强度防断裂电缆料，所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯18-20份、低密度聚乙烯24-26份、三元乙丙橡胶28-30份、聚酰胺树脂18-22份、有机硅橡胶18-20份、十甲基环五硅氧烷4-6份、碳化硅纤维4-5份、碳纤维1-3份、玻璃纤维4-6份、白炭黑2-4份、乙烯基三甲氧基硅烷2-3份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3-5份、十八烷基二甲基苄基氯化铵2-3份、抗氧化剂1-2份、硫化剂2-3份、分散剂1-1.6份。
优选的，所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚质量比3∶1∶1的混合物。
优选的，所述硫化剂为硫化剂双25、硫化剂PM和防老剂SP质量比2∶2∶1的混合物。
优选的，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、微晶石蜡质量比3∶1∶3的混合物。
所述高强度防断裂电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶混合后高温高压混炼2-3h后，再加入三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂于混炼机中继续混炼45-60min，得混合料A备用；
(2)将碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维加入十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，于80-100℃温度下高速搅拌后保温静置，得混合料B备用；
(3)将上述混合料A和混合料B加入反应釜中，再加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂升温缓慢搅拌均匀，得混合料C备用；
(4)将上述混合料C加入分散剂、硫化剂，搅拌均匀后，升温升压静置20-22min，后于挤出机挤出成型，得高强度防断裂电缆料。
优选的，所述步骤(1)中高温高压混炼的温度为140-150℃，压强为26-28MPa。
优选的，所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2600-2800r/min，搅拌的时间为18-20min。
优选的，所述步骤(3)中升温缓慢搅拌均匀的温度为190-200℃，搅拌的转速为200-300r/min，搅拌时间为80-100min。
优选的，所述步骤(4)中升温升压静置的温度为210-220℃，压强为12-14MPa。
本发明提供一种高强度防断裂电缆料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、三元乙丙橡胶、聚酰胺树脂、有机硅橡胶为主要基料，使产品电缆料具有优秀的基础力学性能，同时对高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶先进行第一步的高温高压混炼，有助于提升材料的韧性，并且提升后期混合三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂时的混炼效率，使多种材料结合更加充分紧密和均匀。
(2)本发明添加有碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维，能有效提升产品的抗拉伸强度和韧性，并且将各种纤维采用十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合后保温静置，进一步提升纤维的强度并且提升香味和主料的结合强度，同时增强其后期混合的均匀度，增强产品的稳定性。
(3)本发明还添加有加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂等物质，在进一步提升电缆料强度的同时加强电缆料的抗氧化性能，并且增强其抗撕裂性能，提升产品的耐久度。
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：
一种高强度防断裂电缆料，所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯20份、低密度聚乙烯26份、三元乙丙橡胶30份、聚酰胺树脂22份、有机硅橡胶20份、十甲基环五硅氧烷6份、碳化硅纤维5份、碳纤维3份、玻璃纤维6份、白炭黑4份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、十八烷基二甲基苄基氯化铵3份、抗氧化剂2份、硫化剂3份、分散剂1.6份。
所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚质量比3∶1∶1的混合物。；所述硫化剂为硫化剂双25、硫化剂PM和防老剂SP质量比2∶2∶1的混合物；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、微晶石蜡质量比3∶1∶3的混合物。
所述高强度防断裂电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶混合后高温高压混炼2-3h后，再加入三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂于混炼机中继续混炼45-60min，得混合料A备用；
(2)将碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维加入十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，于80-100℃温度下高速搅拌后保温静置，得混合料B备用；
(3)将上述混合料A和混合料B加入反应釜中，再加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂升温缓慢搅拌均匀，得混合料C备用；
(4)将上述混合料C加入分散剂、硫化剂，搅拌均匀后，升温升压静置20-22min，后于挤出机挤出成型，得高强度防断裂电缆料。
其中，所述步骤(1)中高温高压混炼的温度为140-150℃，压强为26-28MPa；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2600-2800r/min，搅拌的时间为18-20min；所述步骤(3)中升温缓慢搅拌均匀的温度为190-200℃，搅拌的转速为200-300r/min，搅拌时间为80-100min；所述步骤(4)中升温升压静置的温度为210-220℃，压强为12-14MPa。
实施例2：
一种高强度防断裂电缆料，所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯18份、低密度聚乙烯24份、三元乙丙橡胶28份、聚酰胺树脂18份、有机硅橡胶18份、十甲基环五硅氧烷4份、碳化硅纤维4份、碳纤维1份、玻璃纤维4份、白炭黑2份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3份、十八烷基二甲基苄基氯化铵2份、抗氧化剂1份、硫化剂2份、分散剂1份。
所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚质量比3∶1∶1的混合物。；所述硫化剂为硫化剂双25、硫化剂PM和防老剂SP质量比2∶2∶1的混合物；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、微晶石蜡质量比3∶1∶3的混合物。
所述高强度防断裂电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶混合后高温高压混炼2-3h后，再加入三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂于混炼机中继续混炼45-60min，得混合料A备用；
(2)将碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维加入十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，于80-100℃温度下高速搅拌后保温静置，得混合料B备用；
(3)将上述混合料A和混合料B加入反应釜中，再加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂升温缓慢搅拌均匀，得混合料C备用；
(4)将上述混合料C加入分散剂、硫化剂，搅拌均匀后，升温升压静置20-22min，后于挤出机挤出成型，得高强度防断裂电缆料。
其中，所述步骤(1)中高温高压混炼的温度为140-150℃，压强为26-28MPa；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2600-2800r/min，搅拌的时间为18-20min；所述步骤(3)中升温缓慢搅拌均匀的温度为190-200℃，搅拌的转速为200-300r/min，搅拌时间为80-100min；所述步骤(4)中升温升压静置的温度为210-220℃，压强为12-14MPa。
实施例3：
一种高强度防断裂电缆料，所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯19份、低密度聚乙烯25份、三元乙丙橡胶29份、聚酰胺树脂20份、有机硅橡胶19份、十甲基环五硅氧烷5份、碳化硅纤维4.5份、碳纤维2份、玻璃纤维5份、白炭黑3份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份、十八烷基二甲基苄基氯化铵2.5份、抗氧化剂1.5份、硫化剂2.5份、分散剂1.3份。
所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚质量比3∶1∶1的混合物。；所述硫化剂为硫化剂双25、硫化剂PM和防老剂SP质量比2∶2∶1的混合物；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、微晶石蜡质量比3∶1∶3的混合物。
所述高强度防断裂电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶混合后高温高压混炼2-3h后，再加入三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂于混炼机中继续混炼45-60min，得混合料A备用；
(2)将碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维加入十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，于80-100℃温度下高速搅拌后保温静置，得混合料B备用；
(3)将上述混合料A和混合料B加入反应釜中，再加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂升温缓慢搅拌均匀，得混合料C备用；
(4)将上述混合料C加入分散剂、硫化剂，搅拌均匀后，升温升压静置20-22min，后于挤出机挤出成型，得高强度防断裂电缆料。
其中，所述步骤(1)中高温高压混炼的温度为140-150℃，压强为26-28MPa；所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2600-2800r/min，搅拌的时间为18-20min；所述步骤(3)中升温缓慢搅拌均匀的温度为190-200℃，搅拌的转速为200-300r/min，搅拌时间为80-100min；所述步骤(4)中升温升压静置的温度为210-220℃，压强为12-14MPa。
实施例4：
检测上述实施例1-3所得电缆料的强度：
(1)选取普通聚氯乙烯电缆料作为对照组，上述实施例1-3所得电缆料为实验组；
(2)采用GB/T 3686-1998标准检测对照组和实验组的拉伸强度和断裂伸长率；
(3)采用GB/T1681-2009标准检测对照组和实验组的回弹率，结果如下表所示：
由上表可知本发明相较于普通的聚氯乙烯电缆料具有更加优良的力学性能，适宜推广使用。
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)

1.一种高强度防断裂电缆料，其特征在于，所述高强度防断裂电缆料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯18-20份、低密度聚乙烯24-26份、三元乙丙橡胶28-30份、聚酰胺树脂18-22份、有机硅橡胶18-20份、十甲基环五硅氧烷4-6份、碳化硅纤维4-5份、碳纤维1-3份、玻璃纤维4-6份、白炭黑2-4份、乙烯基三甲氧基硅烷2-3份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3-5份、十八烷基二甲基苄基氯化铵2-3份、抗氧化剂1-2份、硫化剂2-3份、分散剂1-1.6份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度防断裂电缆料，其特征在于：所述抗氧化剂为N,N'-二仲丁基对苯二胺、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚质量比3∶1∶1的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高强度防断裂电缆料，其特征在于：所述硫化剂为硫化剂双25、硫化剂PM和防老剂SP质量比2∶2∶1的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高强度防断裂电缆料，其特征在于：所述分散剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、微晶石蜡质量比3∶1∶3的混合物。
5.一种高强度防断裂电缆料的制备方法，其特征在于：所述高强度防断裂电缆料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和有机硅橡胶混合后高温高压混炼2-3h后，再加入三元乙丙橡胶和聚酰胺树脂于混炼机中继续混炼45-60min，得混合料A备用；
(2)将碳化硅纤维、碳纤维、玻璃纤维加入十甲基环五硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，于80-100℃温度下高速搅拌后保温静置，得混合料B备用；
(3)将上述混合料A和混合料B加入反应釜中，再加入白炭黑、十八烷基二甲基苄基氯化铵、抗氧化剂升温缓慢搅拌均匀，得混合料C备用；
(4)将上述混合料C加入分散剂、硫化剂，搅拌均匀后，升温升压静置20-22min，后于挤出机挤出成型，得高强度防断裂电缆料。
6.根据权利要求5所述的一种高强度防断裂电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中高温高压混炼的温度为140-150℃，压强为26-28MPa。
7.根据权利要求5所述的一种高强度防断裂电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中高速搅拌的转速为2600-2800r/min，搅拌的时间为18-20min。
8.根据权利要求5所述的一种高强度防断裂电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中升温缓慢搅拌均匀的温度为190-200℃，搅拌的转速为200-300r/min，搅拌时间为80-100min。
9.根据权利要求5所述的一种高强度防断裂电缆料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中升温升压静置的温度为210-220℃，压强为12-14MPa。
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