CN110684304A - 一种抗损伤耐低温电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗损伤耐低温电缆料，由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂90‑110份、纳米氧化铝0.1‑0.3份、玻璃纤维15‑20份、硬脂酸0.5‑1份、白炭黑2‑6份、增塑剂2‑3份、相容剂10‑12份、稳定剂3‑4份。本发明以PVC树脂作为基料，通过加入适当的功能原料添加成分，在加工过程中通过交联、填充作用产生适度的复合，因此可以取长补短，令材料整体具有抗损伤、耐磨损、耐油、耐低温、抗拉伸强度高、抗撕裂等优良性能，同时制备工艺简单，可在现有加工设备上调整，易于操作，可满足工厂规模化生产的需求。

Description

一种抗损伤耐低温电缆料
技术领域
本发明属于领域电缆材料技术领域，尤其涉及一种抗损伤耐低温电缆料。
背景技术
随着国家现代化进程的加快，作为国家未来主要发展方向的电力传输和数据传输行业，表现的越来越重要，其应用范围和使用数量也逐年增大。相应的，其对电缆料的要求也在逐年提高。
传统PVC电缆料是以聚氯乙烯为基料，通过添加增塑剂来降低树脂加工温度，降低产品软化点，添加稳定剂来提高产品耐热性能，延缓PVC降解，添加润滑剂改善产品加工性能，使物料更容易脱模流动等，将适当的电缆料经过螺杆挤出塑化后混合在一起的产品。具有价格低廉，性能优良的优点，在电线电缆绝缘保护材料中长期占有重要地位。目前用于提高线缆产品耐低温性能主要是通过添加相应的耐寒增塑剂来实现，常用的耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯、已二酸二辛酯等。但目前常用的这些增塑剂与树脂相容性不好，易析出，相比普通增塑剂对阻燃性能影响更严重。现有技术中，用于提高线缆产品阻燃性能多添加三氧化二锑、硼酸锌等阻燃剂来实现，而阻燃剂添加量越大，线缆的抗低温冲击性能越差。因此，开发新的耐低温材料电缆料，对提高电缆性能，扩展应用领域具有重要的促进作用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种抗损伤耐低温电缆料。
为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：
一种抗损伤耐低温电缆料，它是由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂90-110份、纳米氧化铝0.1-0.3份、玻璃纤维15-20份、硬脂酸0.5-1份、白炭黑2-6份、增塑剂2-3份、相容剂10-12份、稳定剂3-4份。
优选的，所述纳米氧化铝直径为40-80nm。
优选的，所述玻璃纤维长度短截至0.1-1.0mm。
优选的，所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸二辛酯按质量比4：（2-3）混合而成。
进一步的，所述相容剂选自丙烯酸接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的任意一种。
进一步的，所述稳定剂为钙锌稳定剂或稀土钙锌复合稳定剂。
一种如上所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米氧化铝送入浸渍转鼓中，同时向其中导入异丙醇溶液，升温预热至70-80℃，同时转鼓以40-50转/分钟转动30-60分钟，之后抽真空，通过转鼓内负压将玻璃纤维从加料口吸入，再以20-30转/分钟转动15-30分钟，完成后通气至常压，再以相同转速转动5-15分钟，混合完成后出料，烘干得到增强纤维料备用；
（2）将上述增强纤维料与PVC树脂、白炭黑、增塑剂、相容剂置于高速混合机中搅拌混匀，所得混合料投入密炼机中，再加入硬脂酸、相容剂和稳定剂，混炼5-10分钟，得到混炼料；
（3）将上述所得混炼料置于双螺杆挤出机中，熔融、混炼、挤制成颗粒，即得本发明电缆料。
所述步骤1中异丙醇溶液的加入量为纳米氧化铝质量的20-40倍。
所述步骤1中浸渍转鼓抽真空后控制内部压力为-0.09～-0.05Mpa。
所述步骤3中双螺杆挤出机分7个工作温度段，其温度分别为105-110℃、135-145℃、145-155℃、160-165℃、165-170℃、160-165℃、155-160℃。
本发明的优点是：
1、本发明以PVC树脂作为基料，通过加入适当的功能原料添加成分，在加工过程中通过交联、填充作用产生适度的复合，因此可以取长补短，令材料整体具有抗损伤、耐磨损、耐油、耐低温、抗拉伸强度高、抗撕裂等优良性能。
2、针对PVC低温条件下质脆易断裂的缺陷，本发明通过玻璃纤维的加入以改善PVC材料的性能，当温度降低时PVC材料和玻璃纤维均会收缩，而由于低温下玻璃纤维的热膨胀系数比PVC基体小，令PVC与纤维之间结合得更加紧密，粘结强度增加，进而增加了界面间的剪切强度和脱粘后的滑动摩擦力，在此基础上，通过纳米氧化铝的加入，令玻璃纤维表面粘附一层纳米粒子，在界面处与PVC基体结合更加深入，从而使纳米粒子阻碍微裂纹扩展的能力更强，达到了低温增韧的目的，大幅提高了PVC材料的抗损伤和耐低温的性能。
3、制备过程中通过浸渍转鼓将玻璃纤维和纳米氧化铝进行混合，其中抽真空过程能将转鼓内部空气和杂质抽出，并利用负压将玻璃纤维吸入，实现二者的高纯度粘附复合，恢复至常压后可让纳米粒子进一步粘附到纤维内部，实现更好的包覆效果，无杂质的包覆令结合界面更为平整，有利于材料整体的稳定性。同时在造粒阶段采用七段温度区域进行精密调控，温度由低至高，再缓慢降低的过程保证了造粒的匀度和强度。
4、本发明制备工艺简单，可在现有加工设备上调整，易于操作，可满足工厂规模化生产的需求。
具体实施方式
以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种抗损伤耐低温电缆料，它是由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂90份、直径为40-80nm的纳米氧化铝0.1份、长度短截至0.1-1.0mm的玻璃纤维15份、硬脂酸0.5份、白炭黑2份、增塑剂2份、丙烯酸接枝聚乙烯10份、钙锌稳定剂3份。
所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸二辛酯按质量比4：2混合而成。
一种如上所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米氧化铝送入浸渍转鼓中，同时向其中导入纳米氧化铝质量20倍的异丙醇溶液，升温预热至70℃，同时转鼓以40转/分钟转动60分钟，之后抽真空控制内部压力为-0.05Mpa，通过转鼓内负压将玻璃纤维从加料口吸入，再以20转/分钟转动30分钟，完成后通气至常压，再以相同转速转动5分钟，混合完成后出料，烘干得到增强纤维料备用；
（2）将上述增强纤维料与PVC树脂、白炭黑、增塑剂、相容剂置于高速混合机中搅拌混匀，所得混合料投入密炼机中，再加入硬脂酸、丙烯酸接枝聚乙烯和钙锌稳定剂，混炼5分钟，得到混炼料；
（3）将上述所得混炼料置于双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机分7个工作温度段，其温度分别为105-110℃、135-145℃、145-155℃、160-165℃、165-170℃、160-165℃、155-160℃，经熔融、混炼、挤制成颗粒，即得本发明电缆料。
所述步骤3中。
实施例2
一种抗损伤耐低温电缆料，它是由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂110份、直径为40-80nm的纳米氧化铝0.3份、长度短截至0.1-1.0mm的玻璃纤维20份、硬脂酸1份、白炭黑6份、增塑剂3份、马来酸酐接枝聚乙烯12份、稀土钙锌复合稳定剂4份。
所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸二辛酯按质量比4：3混合而成。
一种如上所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米氧化铝送入浸渍转鼓中，同时向其中导入纳米氧化铝质量40倍的异丙醇溶液，升温预热至80℃，同时转鼓以50转/分钟转动30分钟，之后抽真空控制内部压力为-0.09Mpa，通过转鼓内负压将玻璃纤维从加料口吸入，再以30转/分钟转动15分钟，完成后通气至常压，再以相同转速转动15分钟，混合完成后出料，烘干得到增强纤维料备用；
（2）将上述增强纤维料与PVC树脂、白炭黑、增塑剂、马来酸酐接枝聚乙烯置于高速混合机中搅拌混匀，所得混合料投入密炼机中，再加入硬脂酸、相容剂和稀土钙锌复合稳定剂，混炼10分钟，得到混炼料；
（3）将上述所得混炼料置于双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机分7个工作温度段，其温度分别为105-110℃、135-145℃、145-155℃、160-165℃、165-170℃、160-165℃、155-160℃，经熔融、混炼、挤制成颗粒，即得本发明电缆料。
实施例3
一种抗损伤耐低温电缆料，它是由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂100份、直径为50-70nm的纳米氧化铝0.2份、长度短截至0.3-0.8mm的玻璃纤维18份、硬脂酸1份、白炭黑4份、增塑剂3份、丙烯酸接枝聚乙烯11份、钙锌稳定剂3份。
所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸二辛酯按质量比4：2.5混合而成。
一种如上所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米氧化铝送入浸渍转鼓中，同时向其中导入纳米氧化铝质量30倍的异丙醇溶液，升温预热至75℃，同时转鼓以45转/分钟转动45分钟，之后抽真空控制内部压力为-0.07Mpa，通过转鼓内负压将玻璃纤维从加料口吸入，再以25转/分钟转动20分钟，完成后通气至常压，再以相同转速转动10分钟，混合完成后出料，烘干得到增强纤维料备用；
（2）将上述增强纤维料与PVC树脂、白炭黑、增塑剂、丙烯酸接枝聚乙烯置于高速混合机中搅拌混匀，所得混合料投入密炼机中，再加入硬脂酸、相容剂和钙锌稳定剂，混炼8分钟，得到混炼料；
（3）将上述所得混炼料置于双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机分7个工作温度段，其温度分别为105-110℃、135-145℃、145-155℃、160-165℃、165-170℃、160-165℃、155-160℃，经熔融、混炼、挤制成颗粒，即得本发明电缆料。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，它是由以下重量组份的原料制备而成：PVC树脂90-110份、纳米氧化铝0.1-0.3份、玻璃纤维15-20份、硬脂酸0.5-1份、白炭黑2-6份、增塑剂2-3份、相容剂10-12份、稳定剂3-4份。
2.根据权利要求1所述的抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，所述纳米氧化铝直径为40-80nm。
3.根据权利要求1所述的抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，所述玻璃纤维长度短截至0.1-1.0mm。
4.根据权利要求1所述的抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，所述增塑剂为白蜡油和邻苯二甲酸二辛酯按质量比4：（2-3）混合而成。
5.根据权利要求1所述的抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，所述相容剂选自丙烯酸接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的抗损伤耐低温电缆料，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂或稀土钙锌复合稳定剂。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将纳米氧化铝送入浸渍转鼓中，同时向其中导入异丙醇溶液，升温预热至70-80℃，同时转鼓以40-50转/分钟转动30-60分钟，之后抽真空，通过转鼓内负压将玻璃纤维从加料口吸入，再以20-30转/分钟转动15-30分钟，完成后通气至常压，再以相同转速转动5-15分钟，混合完成后出料，烘干得到增强纤维料备用；
（2）将上述增强纤维料与PVC树脂、白炭黑、增塑剂、相容剂置于高速混合机中搅拌混匀，所得混合料投入密炼机中，再加入硬脂酸、相容剂和稳定剂，混炼5-10分钟，得到混炼料；
（3）将上述所得混炼料置于双螺杆挤出机中，熔融、混炼、挤制成颗粒，即得本发明电缆料。
8.根据权利要求7所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中异丙醇溶液的加入量为纳米氧化铝质量的20-40倍。
9.根据权利要求7所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中浸渍转鼓抽真空后控制内部压力为-0.09～-0.05Mpa。
10.根据权利要求7所述的抗损伤耐低温电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中双螺杆挤出机分7个工作温度段，其温度分别为105-110℃、135-145℃、145-155℃、160-165℃、165-170℃、160-165℃、155-160℃。
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