CN110746715A - 一种高强度耐低温电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度耐低温电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种高强度耐低温电缆料，由以下原料按重量份制备而成：S‑1000基体树脂100‑120份、SH‑200基体树脂30‑50份、WS‑1300基体树脂80‑100份、增塑剂3‑5份、环氧大豆油1‑3份、聚乙烯蜡4‑8份、石墨烯2‑5份、玄武岩纤维5‑10份、耐低温改性剂2‑5份、抗氧剂1‑3份、阻燃剂1‑3份和防腐剂1‑3份。本发明原料来源广，制备方法简单，成本低，制得的电缆料能够具有较高的强度和耐低温冲击脆化性能，同时其力学性能、耐高温、耐老化和阻燃性能好，安全环保，具有广阔的应用前景。

Description

一种高强度耐低温电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域，具体涉及一种高强度耐低温电缆料。
背景技术
防火(耐火)电缆是指在发生火灾时，能保证线路完整性的一类电缆；这种电缆在火灾高温时，能够保证电缆在较长时间内继续正常地提供电力和传输各种信号，从而为控制火灾和救生提供保障；尤其是对于剧院、地铁、机场、核电站等人员密集的公共场合或重要场所非常有意义。按照所用耐火材料的不同，现有的耐火电缆分为云母带耐火电缆和矿物绝缘耐火电缆两类。这两类耐火电缆都能够达到A类(试验温度为950℃～1000℃)耐火标准，保证火灾时线路的完整性，但这两种电缆质量大，生产速度慢，成本高。硅橡胶阻燃的常用方法是向高聚物中加入阻燃剂，以降低燃烧物表面温度，稀释可燃物分子浓度，切断氧气的供给，在硅橡胶燃烧表面形成阻隔层，阻止热能向硅橡胶纵深传递，抑制温度升高来达到阻燃的目的的；但阻燃橡胶制成的电缆只能延缓橡胶被烧成粉末的时间，如果持续被火烧的话，橡胶就逐渐变成粉状脱落，失去了保护作用，电线电缆将被击穿而造成短路。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高强度耐低温电缆料及其制备方法，其目的在于，提供一种高强度耐低温电缆料，通过采用S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂混合树脂，包含有高强度高聚合度聚氯乙烯树脂，混合后具有良好的耐低温冲击脆化性能和很高的强度。
本发明提供一种高强度耐低温电缆料，由以下原料制备而成：S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂、增塑剂、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂、阻燃剂和防腐剂。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂100-120份、SH-200基体树脂30-50份、WS-1300基体树脂80-100份、增塑剂3-5份、环氧大豆油1-3份、聚乙烯蜡4-8份、石墨烯2-5份、玄武岩纤维5-10份、耐低温改性剂2-5份、抗氧剂1-3份、阻燃剂1-3份和防腐剂1-3份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂105-115份、SH-200基体树脂35-45份、WS-1300基体树脂85-95份、增塑剂3-4份、环氧大豆油1-2份、聚乙烯蜡5-7份、石墨烯2-4份、玄武岩纤维6-9份、耐低温改性剂3-5份、抗氧剂1-2份、阻燃剂1-2份和防腐剂2-3份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂110份、SH-200基体树脂40份、WS-1300基体树脂90份、增塑剂3份、环氧大豆油2份、聚乙烯蜡6份、石墨烯3份、玄武岩纤维8份、耐低温改性剂4份、抗氧剂1份、阻燃剂1份和防腐剂2份。
作为本发明进一步的改进，所述耐低温改性剂选自聚醚型TPU弹性体、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物和P83中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述增塑剂选自癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异癸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂168、抗氧剂264和抗氧剂T501中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述防腐剂选自脱氢乙酸、脱氢乙酸钠、羟基苯甲酸酯、双乙酸钠、乳酸钠和丙酸钙中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
本发明进一步保护一种上述高强度耐低温电缆料的制备方法，包括以下步骤：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入增塑剂、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂和防腐剂混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明采用S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂混合树脂，包含有高强度高聚合度聚氯乙烯树脂，混合后具有良好的耐低温冲击脆化性能和很高的强度；
2.聚乙烯蜡和环氧大豆油能够改善聚合物熔体与模具表面的摩擦，从而能在制品表面形成润滑薄膜；石墨烯，使得电缆料具有良好的导电性能；增塑剂、抗氧剂和防腐剂，使得电缆料具有良好的抗氧化、耐老化、防腐等性能，同时各组分间相容性增强；
3.本发明添加的阻燃剂添加量少，阻燃效果好，且不影响电缆材料的力学性能，聚磷酸铵和红磷在高温下生成具有脱水作用的磷酸和聚偏磷酸，氢氧化铝在高温和脱水的作用下生成致密的氧化铝膜，包覆在电缆线表面，同时三聚氰胺和聚乙二醇4000生成氨气和水蒸气，反应产生的水蒸气和氨气一起形成一层多孔炭层，附在氧化膜表面，起到隔热的效果，从而实现高效阻燃；
4.本发明添加的耐低温改性剂使得材料受到强烈的外界冲击时，连续的网状结构会产生动作，吸收很大一部分的冲击能量，避免了材料会遭受到很大程度的损坏，对材料起到了保护的作用，从而明显提高了材料的低温韧性；
5.本发明原料来源广，制备方法简单，成本低，制得的电缆料能够具有较高的强度和耐低温冲击脆化性能，同时其力学性能、耐高温、耐老化和阻燃性能好，安全环保，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种高强度耐低温电缆料的制备工艺图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
原料组成(重量份)：S-1000基体树脂100份、SH-200基体树脂30份、WS-1300基体树脂80份、癸二酸二辛酯3份、环氧大豆油1份、聚乙烯蜡4份、石墨烯2份、玄武岩纤维5份、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物2份、抗氧剂10101份、阻燃剂1份和脱氢乙酸钠1份。
所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
制备方法：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入癸二酸二辛酯、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂1010和脱氢乙酸钠混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
实施例2
原料组成(重量份)：S-1000基体树脂120份、SH-200基体树脂50份、WS-1300基体树脂100份、癸二酸二辛酯5份、环氧大豆油3份、聚乙烯蜡8份、石墨烯5份、玄武岩纤维10份、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物5份、抗氧剂BHT 3份、阻燃剂3份和双乙酸钠3份。
所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
制备方法：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入癸二酸二辛酯、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂BHT和双乙酸钠混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
实施例3
原料组成(重量份)：S-1000基体树脂105份、SH-200基体树脂35份、WS-1300基体树脂85份、邻苯二甲酸二辛酯3份、环氧大豆油1份、聚乙烯蜡5份、石墨烯2份、玄武岩纤维6份、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物3份、抗氧剂T5011份、阻燃剂1份和丙酸钙2份。
所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
制备方法：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物、抗氧剂T501和丙酸钙混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
实施例4
原料组成(重量份)：S-1000基体树脂115份、SH-200基体树脂45份、WS-1300基体树脂95份、邻苯二甲酸二异癸酯4份、环氧大豆油2份、聚乙烯蜡7份、石墨烯4份、玄武岩纤维9份、P835份、抗氧剂10762份、阻燃剂2份和、脱氢乙酸钠3份。
所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
制备方法：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入邻苯二甲酸二异癸酯、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、P83、抗氧剂1076和、脱氢乙酸钠混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
实施例5
原料组成(重量份)：S-1000基体树脂110份、SH-200基体树脂40份、WS-1300基体树脂90份、邻苯二甲酸二异癸酯3份、环氧大豆油2份、聚乙烯蜡6份、石墨烯3份、玄武岩纤维8份、聚醚型TPU弹性体4份、抗氧剂1681份、阻燃剂1份和乳酸钠2份。
所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
制备方法：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入邻苯二甲酸二异癸酯、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、聚醚型TPU弹性体、抗氧剂168和乳酸钠混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
测试例1
将本发明实施例5制备的高强度耐低温电缆料和市售普通电缆料进行性能测试，结果见表1。
表1
Figure BDA0002231979170000051
与现有技术相比，本发明采用S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂混合树脂，包含有高强度高聚合度聚氯乙烯树脂，混合后具有良好的耐低温冲击脆化性能和很高的强度；
聚乙烯蜡和环氧大豆油能够改善聚合物熔体与模具表面的摩擦，从而能在制品表面形成润滑薄膜；石墨烯，使得电缆料具有良好的导电性能；增塑剂、抗氧剂和防腐剂，使得电缆料具有良好的抗氧化、耐老化、防腐等性能，同时各组分间相容性增强；
本发明添加的阻燃剂添加量少，阻燃效果好，且不影响电缆材料的力学性能，聚磷酸铵和红磷在高温下生成具有脱水作用的磷酸和聚偏磷酸，氢氧化铝在高温和脱水的作用下生成致密的氧化铝膜，包覆在电缆线表面，同时三聚氰胺和聚乙二醇4000生成氨气和水蒸气，反应产生的水蒸气和氨气一起形成一层多孔炭层，附在氧化膜表面，起到隔热的效果，从而实现高效阻燃；
本发明添加的耐低温改性剂使得材料受到强烈的外界冲击时，连续的网状结构会产生动作，吸收很大一部分的冲击能量，避免了材料会遭受到很大程度的损坏，对材料起到了保护的作用，从而明显提高了材料的低温韧性；
本发明原料来源广，制备方法简单，成本低，制得的电缆料能够具有较高的强度和耐低温冲击脆化性能，同时其力学性能、耐高温、耐老化和阻燃性能好，安全环保，具有广阔的应用前景。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，由以下原料制备而成：S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂、增塑剂、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂、阻燃剂和防腐剂。
2.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂100-120份、SH-200基体树脂30-50份、WS-1300基体树脂80-100份、增塑剂3-5份、环氧大豆油1-3份、聚乙烯蜡4-8份、石墨烯2-5份、玄武岩纤维5-10份、耐低温改性剂2-5份、抗氧剂1-3份、阻燃剂1-3份和防腐剂1-3份。
3.根据权利要求2所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂105-115份、SH-200基体树脂35-45份、WS-1300基体树脂85-95份、增塑剂3-4份、环氧大豆油1-2份、聚乙烯蜡5-7份、石墨烯2-4份、玄武岩纤维6-9份、耐低温改性剂3-5份、抗氧剂1-2份、阻燃剂1-2份和防腐剂2-3份。
4.根据权利要求3所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：S-1000基体树脂110份、SH-200基体树脂40份、WS-1300基体树脂90份、增塑剂3份、环氧大豆油2份、聚乙烯蜡6份、石墨烯3份、玄武岩纤维8份、耐低温改性剂4份、抗氧剂1份、阻燃剂1份和防腐剂2份。
5.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，所述耐低温改性剂选自聚醚型TPU弹性体、乙烯-醋酸乙烯羰基共聚物和P83中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，所述增塑剂选自癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异癸酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂168、抗氧剂264和抗氧剂T501中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，所述防腐剂选自脱氢乙酸、脱氢乙酸钠、羟基苯甲酸酯、双乙酸钠、乳酸钠和丙酸钙中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述一种高强度耐低温电缆料，其特征在于，所述阻燃剂由以下原料按重量份制备而成：三聚氰胺12份、聚乙二醇40008份、聚磷酸铵4份、红磷1.5份和氢氧化铝4份。
10.一种制备权利要求1-9任一项权利要求所述高强度耐低温电缆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.阻燃剂的处理：将阻燃剂各组分称取，干燥并研细混合均匀，备用；
S2.混炼：将S-1000基体树脂、SH-200基体树脂、WS-1300基体树脂干燥后，加入增塑剂、环氧大豆油、聚乙烯蜡、石墨烯、玄武岩纤维、耐低温改性剂、抗氧剂和防腐剂混合均匀，加入处理后的阻燃剂，在混炼挤出机中混炼挤出造粒，得到所述高强度耐低温电缆料。
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