CN111040321B - 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111040321B
CN111040321B CN201911380535.5A CN201911380535A CN111040321B CN 111040321 B CN111040321 B CN 111040321B CN 201911380535 A CN201911380535 A CN 201911380535A CN 111040321 B CN111040321 B CN 111040321B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable material
zone
cpe
calcium carbonate
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911380535.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111040321A (zh
Inventor
潘卫东
范魏魏
周方方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Dasheng Polymer Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Dasheng Polymer Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Dasheng Polymer Co ltd filed Critical Jiangsu Dasheng Polymer Co ltd
Priority to CN201911380535.5A priority Critical patent/CN111040321B/zh
Publication of CN111040321A publication Critical patent/CN111040321A/zh
Priority to PCT/CN2020/128364 priority patent/WO2021129218A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111040321B publication Critical patent/CN111040321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C08L23/28Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • C08L23/286Chlorinated polyethylene
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/014Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/20Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00Crosslinking
    • C08L2312/06Crosslinking by radiation

Abstract

本发明提供了一种辐照交联CPE电缆材料及其制备方法和应用。所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料按重量百分比计包括:氯化聚乙烯30‑50%、改性纳米碳酸钙40‑60%、聚乙烯蜡1‑5%和胶粘剂0.5‑5%。本发明提供的辐照交联CPE电缆材料中改性纳米碳酸钙的含量较高,且各组分之间合理配比,相互配合,使所得材料具有较高的伸长率,弹性较好,且其余各项物理性能均较优,阻燃性和绝缘性同样符合电缆材料的标准。

Description

一种辐照交联CPE电缆材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于电缆绝缘材料领域,涉及一种辐照交联CPE电缆材料及其制备方法和应用,尤其涉及一种高弹性辐照交联CPE电缆材料及其制备方法和应用。
背景技术
电线电缆已成为人们生活中不可或缺的产品,其在不同的使用场合有不同的要求。传统绝缘线缆的橡胶根据其配方主要分为以下几类:天然丁苯胶、三元乙丙胶、氯化聚乙烯或氯璜化聚乙烯橡胶。其中,氯化聚乙烯橡胶最常用,氯化聚乙烯橡胶以氯化聚乙烯(Chlorinated Polyethylene,CPE)为主体材料,加入其他配合剂经蒸汽连续硫化反应进行硫化交联或辐照交联制备得到。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,HDPE)经氯化取代反应制得的高分子材料,具有优良的耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能,具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能。传统的氯化聚乙烯橡胶需要经过蒸汽交联,通过煤或油锅炉燃烧产生蒸汽,属于高耗能工艺,方能满足其电性能要求。若不采用三元乙丙橡胶,只将氯化聚乙烯与各配合剂硫化交联,则其电性能非常差,不能满足标准要求。
若采用辐照法生产则无需硫化剂,简化了炼胶工序,不用担心焦烧问题;且厂房设备占地面积小,不用烧锅炉,有利于环保和减少能耗;生产的线材异味轻,铜丝不易氧化发黑;挤出速度和生产效率大幅提高,且废品率低。如此众多优势,使辐照技术在线缆生产中得以快速推广应用。
CN106280024A公开了一种防腐阻燃风能电缆护套和绝缘材料及其制备方法。其内层绝缘材料配方由以下重量组分配比制成:三元乙丙胶40-60份、聚氯乙烯10-25份、石蜡油5-10份、碳酸钙5-15份、高岭土30-60份、防老剂1-3份等。此发明提供的电缆能够长期在40-100℃环境中使用,并具有柔软、耐油、耐寒、耐磨、耐酸碱和阻燃等优良性能,然而,此方面提供的电缆的制备原料使用较多的高岭土。
高岭土作为一种常用的电线电缆的填充料,是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩,多无光泽,质量较纯时颜白细腻,如含杂质时可带有灰、黄、褐等色,外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。然而现有的相关技术中,高岭土成分不稳定,作为填充料时会导致电缆的性能不稳定,不利于使用,且对于较纯的高岭土其价格较高,用于制备电缆时会导致成本较高,无法普及。碳酸钙是一种耐磨的无机填料,但因碳酸钙表面亲水疏油、比表面积大、表面能高、颗粒间极易团聚,当直接或大量填充有机基体材料时,难以均匀地分散,且与基体结合力很弱,导致两相界面缺陷、复合材料综合性能下降,难以真正地工业化应用。其用作电缆材料时,通常与其余无机填料配合使用,且用量较少。
因此,需要开发一种不使用高岭土、性质稳定且成本较低、物理性能较好的辐照交联CPE电缆材料,以满足市场需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种辐照交联氯化聚乙烯(CPE)电缆材料及其制备方法和应用。所述CPE材料具有较好的物理性能,伸长率较好、阻燃性能较好且成本较低的高弹性辐照交联CPE电缆材料。为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种辐照交联CPE电缆材料,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料按重量百分比计包括如下组分:
Figure BDA0002342115780000031
本发明中所使用的改性纳米碳酸钙通过改性剂的改性处理,其物理性能优异,并且所得材料的伸长率更加优良,同时,配合聚乙烯蜡作为润滑剂使用,可以使塑料与加工机械之间形成光滑的接触面,使所得材料具有优异耐热性、耐化学性,改性纳米碳酸钙和聚乙烯蜡的添加保证了电缆材料的物理性能,同时碳酸钙的价格较高岭土或现有技术中的其他材料价格较低,降低了电缆材料的总成本,更易普及。
本发明中,所述氯化聚乙烯的重量百分比如可以是5%、8%、10%、12%、15%、16%、18%或20%等;所述改性纳米碳酸钙的重量百分比可以是40%、42%、45%、48%、50%、52%、54%、56%、58%或60%等;所述聚乙烯蜡的重量百分比可以是1%、1.2%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%等,优选为1-2%;所述交联剂的重量百分比可以是0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%等,优选为0.5-1.5%。
作为本发明优选的技术方案,所述改性纳米碳酸钙的粒径≤100nm,例如可以是0.1nm、1nm、5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等。
优选地,所述改性纳米碳酸钙为甲基丙烯酸改性的碳酸钙。
优选地,所述改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比为(10-50):1,例如可以是10:1、12:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1等,优选为(25-30):1。
作为本发明优选的技术方案,所述氯化聚乙烯中氯的质量含量为20-40%,例如可以是20%、22%、25%、28%、30%、32%、35%、38%或40%等。
优选地,所述交联剂包括2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷和/或过氧化二异丙苯。
作为本发明优选的技术方案,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料还包括1-2%(例如可以是1%、1.2%、1.5%、1.6%、1.8%、1.9%或2%等)的硅酮母粒。
优选地,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料还包括1-3%(例如可以是1%、1.2%、1.5%、2%、2.2%、2.5%或3%等)的抗氧剂。
优选地,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料还包括1-3%(例如可以是1%、1.2%、1.5%、2%、2.2%、2.5%或3%等)的安定剂。
优选地,所述安定剂按重量百分比计包括:30-55%(例如可以是30%、32%、35%、40%、45%、50%或55%等)的硬脂酸钙、5-35%(例如可以是5%、10%、15%、18%、20%、25%、30%或35%等)的硬脂酸锌和30-60%(例如可以是30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%等)的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。
作为本发明优选的技术方案,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料按重量百分比计包括如下组分:
Figure BDA0002342115780000041
Figure BDA0002342115780000051
第二方面,本发明还提供一种如第一方面所述的辐照交联CPE电缆材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将配方量的氯化聚乙烯、改性纳米碳酸钙、聚乙烯蜡和交联剂进行混合,而后密炼熔融共混,挤出,得到共混颗粒;
(2)将所述共混颗粒制成线材,再对所述线材进行辐照交联,得到所述辐照交联CPE电缆材料。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)中所述密炼熔融通过密炼机进行。
优选地,步骤(1)中所述密炼熔融的温度为160-175℃,例如可以是160℃、162℃、164℃、165℃、168℃、170℃、172℃或175℃等,时间为15-25min,例如可以是15min、17min、19min、20min、22min或25min等。
优选地,步骤(1)所述挤出通过单螺杆挤出机进行。
优选地,步骤(2)中所述单螺杆挤出机包括依次连接的第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区和第七区。
优选地,所述第一区的工作温度为110-115℃(例如可以是110℃、111℃、112℃、113℃、114℃或115℃等),第二区的工作温度为115-120℃(例如可以是115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等),第三区的工作温度为115-120℃(例如可以是115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等),第四区的工作温度为120-125℃(例如可以是120℃、121℃、122℃、123℃、124℃或125℃等),第五区的工作温度为120-125℃(例如可以是120℃、121℃、122℃、123℃、124℃或125℃等),第六区的工作温度为120-130℃(例如可以是120℃、122℃、124℃、126℃、128℃或130℃等),第七区的工作温度为125-130℃(例如可以是125℃、126℃、127℃、128℃、129℃或130℃等)。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述制成线材通过线材挤出机进行。
优选地,步骤(2)中线材挤出机包括依次连接的A区、B区、C区和D区。
优选地,所述A区的工作温度为110-120℃(例如可以是110℃、112℃、114℃、116℃、118℃或120℃等),B区的工作温度为135-145℃(例如可以是135℃、137℃、139℃、140℃、142℃或145℃等),C区的工作温度为145-155℃(例如可以是145℃、147℃、150℃、151℃、152℃或155℃等),D区的工作温度为150-160℃(例如可以是150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃等)。
优选地,所述辐照交联通过电子加速器进行,辐照剂量为9-12Mrad,例如可以是9Mrad、9.5Mrad、10Mrad、10.5Mrad、11Mrad、11.5Mrad或12Mrad等。
第三方面,本发明还提供一种如第一方面所述的辐照交联CPE电缆材料在制备电缆中的应用。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明提供的辐照交联CPE电缆材料,各组分之间的合理配比,具有较好的物理性能,其伸长率较高,弹性较大,同时其余各项物理性能均较优,阻燃性和绝缘性同样符合电缆材料的标准,且所述电缆材料中碳酸钙的含量较高,改性纳米碳酸钙的成本较低,有利于降低电缆材料的成本,易于普及;
(2)依照GB/T5013-2008标准,本发明提供的辐照交联CPE电缆材料的体积电阻率较高,且抗张强度≥10MPa,断裂伸长率≥385%,200℃热延伸≤25%;在-35℃弯曲时不开裂,且浸矿物油中100℃×24H,其抗张变化率≤±20%,断裂伸长率变化率≤±15%。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例中所用试剂或材料均可购于常规生产厂商,具体生产厂商及型号如表1所示:
表1
名称 生产厂商 型号
氯化聚乙烯 杭州科利化工科技有限公司 CPE135B
改性纳米碳酸钙 苏州集信商贸有限公司 C-ER
聚乙烯蜡 苏州集信商贸有限公司 P101
交联剂 合肥中宇新材料有限公司 TAIC
硅酮母粒 浙江佳华股份有限公司 GT500
抗氧剂 杭州聚胜线缆材料有限公司 W3071
安定剂 杭州聚胜线缆材料有限公司 W3105
以下实施例中安定剂由50重量份硬脂酸钙、10重量份硬脂酸锌和40重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯组成。
实施例1
提供一种高弹性辐照交联CPE电缆材料,其制备原料按质量百分比计包括:
Figure BDA0002342115780000071
Figure BDA0002342115780000081
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为50nm;所述氯化聚乙烯中氯含量为35%。
制备方法为:
(1)称取配方量的各组分,混合后的物料使用密炼机160℃熔融共混25min,再通过单螺杆挤出机制成颗粒,单螺杆挤出机包括依次连接的第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区和第七区,物料依次通过各区,设置第一区的工作温度为110℃,第二区的工作温度为115℃,第三区的工作温度为115℃,第四区的工作温度为120℃,第五区的工作温度为120℃,第六区的工作温度为120℃,第七区的工作温度为125℃;
(2)将单螺杆挤出机制备得到的颗粒加入至线材挤出机中,所述线材挤出机包括依次连接的A区、B区、C区以及D区,所述颗粒依次通过各区,设置A区的工作温度为110℃,B区的工作温度为135℃,C区的工作温度为145℃,D区的工作温度为150℃,得到线材之后使用电子加速器进行辐照交联,辐照剂量为9Mrad,得到所述高弹性辐照交联CPE电缆材料。
实施例2
提供一种高弹性辐照交联CPE电缆材料,其制备原料按质量百分比计包括:
Figure BDA0002342115780000082
Figure BDA0002342115780000091
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为50nm;所述氯化聚乙烯中氯含量为35%。
制备方法为:
(1)称取配方量的各组分,混合后的物料使用密炼机170℃熔融共混20min,再通过单螺杆挤出机制成颗粒,所述单螺杆挤出机包括依次连接的第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区和第七区,物料依次通过各区,设置第一区的工作温度为112℃,第二区的工作温度为118℃,第三区的工作温度为118℃,第四区的工作温度为123℃,第五区的工作温度为123℃,第六区的工作温度为125℃,第七区的工作温度为128℃;
(2)将单螺杆挤出机制备得到的颗粒加入至线材挤出机中,所述线材挤出机包括依次连接的A区、B区、C区以及D区,所述颗粒依次通过各区,设置A区的工作温度为115℃,B区的工作温度为140℃,C区的工作温度为150℃,D区的工作温度为155℃,得到线材之后使用电子加速器进行辐照交联,辐照剂量为10Mrad,得到所述高弹性辐照交联CPE电缆材料。
实施例3
提供一种高弹性辐照交联CPE电缆材料,其制备原料按质量百分比计包括:
氯化聚乙烯50%、改性纳米碳酸钙40%、聚乙烯蜡2%、交联剂1%、硅酮母粒2%、抗氧剂2%和安定剂3%;
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为50nm;所述氯化聚乙烯中氯含量为35%。
制备方法为:
(1)称取配方量的各组分,混合后的物料使用密炼机175℃熔融共混15min,再通过单螺杆挤出机制成颗粒,所述单螺杆挤出机包括依次连接的第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区和第七区,物料依次通过各区,设置第一区的工作温度为115℃,第二区的工作温度为120℃,第三区的工作温度为120℃,第四区的工作温度为125℃,第五区的工作温度为125℃,第六区的工作温度为130℃,第七区的工作温度为130℃;
(2)将单螺杆挤出机制备得到的颗粒加入至线材挤出机中,所述线材挤出机包括依次连接的A区、B区、C区以及D区,所述颗粒依次通过各区,设置A区的工作温度为120℃,B区的工作温度为145℃,C区的工作温度为155℃,D区的工作温度为160℃,得到线材之后使用电子加速器进行辐照交联,辐照剂量为12Mrad,得到所述高弹性辐照交联CPE电缆材料。
实施例4
提供一种高弹性辐照交联CPE电缆材料,其制备原料按质量百分比计包括:
氯化聚乙烯30%、改性纳米碳酸钙60%、聚乙烯蜡2%、交联剂1%、硅酮母粒2%、抗氧剂3%和安定剂2%;
其制备方法同实施例1。
实施例5
提供一种高弹性辐照交联CPE电缆材料,其制备原料按质量百分比计包括:
氯化聚乙烯50%、改性纳米碳酸钙45%、聚乙烯蜡1%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料不包含改性纳米碳酸钙和聚乙烯蜡;其制备原料按质量百分比计包括:氯化聚乙烯96%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料将改性纳米碳酸钙替换为氢氧化镁,其制备原料按质量百分比计包括:氯化聚乙烯42%、氢氧化镁52%,聚乙烯蜡2%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其余组分及制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料不包含聚乙烯蜡;其制备原料按质量百分比计包括:氯化聚乙烯46%、改性纳米碳酸钙50%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其余组分及制备方法同实施例1。
对比例4
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,将所述电缆材料改性纳米碳酸钙替换为未改性的纳米碳酸钙;
其余组分及制备方法同实施例1。
对比例5
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料中改性碳酸钙的粒径为2μm;
其余组分及制备方法同实施例1。
对比例6
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料的制备原料中改性纳米碳酸钙的质量百分比增加为80%,氯化聚乙烯减少为14%;其余组分及制备方法同实施例1。
对比例7
本对比例提供一种CPE电缆材料,与实施例1相比区别仅在于,所述电缆材料的制备原料中改性纳米碳酸钙的质量百分比减少为20%,氯化聚乙烯增加为74%;其余组分及制备方法同实施例1。
对比例8
本对比例提供一种CPE电缆材料,其中改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比为100:1,各组分的质量百分比分别为;氯化聚乙烯45.5%、改性纳米碳酸钙50%、聚乙烯蜡0.5%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其制备方法同实施例1。
对比例9
本对比例提供一种CPE电缆材料,其中改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比为1:1,各组分的质量百分比分别为;氯化聚乙烯30%、改性纳米碳酸钙33%、聚乙烯蜡33%、交联剂1%、硅酮母粒1%、抗氧剂1%和安定剂1%;
其制备方法同实施例1。
性能测试
对上述实施例1-5和对比例1-9提供的电缆材料的性能进行测试,测试标准包括:(1)抗张强度、断裂伸长率:GB/T2951.2;
(2)200℃热延伸;GB/T2951.5;
(3)浸矿物油中100℃×24H,检测其抗张变化率和断裂伸长率变化率:GB/T2951.5;
(4)所得材料在-35℃弯曲,检测其是否开裂:GB/T2951.4。
实施例1-5和对比例1-9提供的电缆材料性能测试结果如表2所示:
表2
Figure BDA0002342115780000131
其中,由实施例1与对比例1比较可知,说明改性纳米碳酸钙和聚乙烯蜡的添加会影响材料断裂伸长率,但是能够明显以提高材料的抗张强度,降低其热延伸率;由实施例1与对比例和3比较可知,若只添加改性纳米碳酸钙或聚乙烯蜡,所得材料容易开裂,性能不稳定,浸矿物油中断裂伸长率变化率明显高于实施例1,说明同时添加改性纳米碳酸钙和聚乙烯蜡对材料的性能提升作用较为明显,两种之间存在协同作用,且对比例2和对比例4证明,其他无机填料例如氢氧化镁和未改性的碳酸钙均无法替代改性碳酸钙。由实施例1和对比例5比较可知,改性碳酸钙的粒径会影响所得材料的物理性能,纳米级别碳酸钙的添加对材料性能的改进明显优于微米级的碳酸钙,由实施例1与对比例6-9可知,制备所述材料时,需要可知改性纳米碳酸钙的含量以及其与聚乙烯蜡的质量比,且由以上实施例可知,改性纳米碳酸钙的含量优选为60%,改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比优选为(25-30):1。
综上可知,本发明提供的高弹性辐照交联CPE电缆材料的抗张强度为12.7-15.3MPa,断裂伸长率≥385%,200℃热延伸≤25%;在-35℃弯曲时不开裂,且浸矿物油中100℃×24H,其抗张变化率≤±20%,断裂伸长率变化率≤±15%。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (17)

1.一种辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料按重量百分比计由如下组分组成:
Figure FDA0003462515790000011
所述改性纳米碳酸钙为甲基丙烯酸改性的碳酸钙,粒径≤100nm;
所述改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比为(10-50):1;
所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷和/或过氧化二异丙苯;
所述安定剂按重量百分比计包括30-55%的硬脂酸钙、5-35%的硬脂酸锌和30-60%的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。
2.根据权利要求1所述的辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述聚乙烯蜡的重量百分比为1-2%。
3.根据权利要求1所述的辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述改性纳米碳酸钙与聚乙烯蜡的质量比为(25-30):1。
4.根据权利要求1所述的辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述交联剂的重量百分比为0.5-1.5%。
5.根据权利要求1所述的辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述氯化聚乙烯中氯的质量含量为20-40%。
6.根据权利要求1所述的辐照交联CPE电缆材料,其特征在于,所述辐照交联CPE电缆材料的制备原料按重量百分比计由如下组分组成:
Figure FDA0003462515790000021
7.一种如权利要求1-6任一项所述的辐照交联CPE电缆材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将配方量的氯化聚乙烯、改性纳米碳酸钙、聚乙烯蜡和交联剂进行混合,而后密炼熔融共混,挤出,得到共混颗粒;
(2)将所述共混颗粒制成线材,再对所述线材进行辐照交联,得到所述辐照交联CPE电缆材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述密炼熔融通过密炼机进行。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述密炼熔融的温度为160-175℃,时间为15-25min。
10.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述挤出通过单螺杆挤出机进行。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述单螺杆挤出机包括依次连接的第一区、第二区、第三区、第四区、第五区、第六区和第七区。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述第一区的工作温度为110-115℃,第二区的工作温度为115-120℃,第三区的工作温度为115-120℃,第四区的工作温度为120-125℃,第五区的工作温度为120-125℃,第六区的工作温度为120-130℃,第七区的工作温度为125-130℃。
13.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述制成线材通过线材挤出机进行。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中线材挤出机包括依次连接的A区、B区、C区和D区。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,所述A区的工作温度为110-120℃,B区的工作温度为135-145℃,C区的工作温度为145-155℃,D区的工作温度为150-160℃。
16.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述辐照交联通过电子加速器进行,辐照剂量为9-12Mrad。
17.如权利要求1-6任一项所述的辐照交联CPE电缆材料在制备电缆中的应用。
CN201911380535.5A 2019-12-27 2019-12-27 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用 Active CN111040321B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911380535.5A CN111040321B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用
PCT/CN2020/128364 WO2021129218A1 (zh) 2019-12-27 2020-11-12 辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911380535.5A CN111040321B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111040321A CN111040321A (zh) 2020-04-21
CN111040321B true CN111040321B (zh) 2022-05-13

Family

ID=70239235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911380535.5A Active CN111040321B (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111040321B (zh)
WO (1) WO2021129218A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111040321B (zh) * 2019-12-27 2022-05-13 江苏达胜高聚物股份有限公司 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用
CN111941792A (zh) * 2020-08-21 2020-11-17 佛山市顺德区天聚电器实业有限公司 橡胶线缆的制备工艺及橡胶线缆
CN112341722B (zh) * 2020-11-26 2023-01-17 江苏达胜高聚物股份有限公司 一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102731919A (zh) * 2012-07-16 2012-10-17 江苏达胜高聚物有限公司 一种高速挤出耐油耐磨型辐照交联橡胶材料及其制备方法
CN104194229A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 安徽凯博尔特种电缆集团有限公司 一种抗冲击改性聚氯乙烯电缆护套材料
CN108084465A (zh) * 2017-11-29 2018-05-29 广东华声电器实业有限公司 一种电线电缆连体一次辐照交联生产工艺及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52156390A (en) * 1976-06-23 1977-12-26 Hitachi Cable Ltd Wire and cable
CN102924836B (zh) * 2012-11-27 2014-11-05 江苏达胜高聚物有限公司 一种风力发电用耐扭曲软电缆材料及其制备方法
CN103342863B (zh) * 2013-07-15 2015-08-19 扬州华声电子实业有限公司 一种低气味氯化聚乙烯电缆料及其制备方法
CN104725733A (zh) * 2015-03-23 2015-06-24 常熟市中联光电新材料有限责任公司 辐照型cpe电缆护套料及其制备方法
KR20190080255A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 (주) 솔루켐 내열 및 내유 특성을 가지는 할로겐프리 난연 컴파운드 및 이를 포함하는 선박엔진용 케이블
CN111040321B (zh) * 2019-12-27 2022-05-13 江苏达胜高聚物股份有限公司 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102731919A (zh) * 2012-07-16 2012-10-17 江苏达胜高聚物有限公司 一种高速挤出耐油耐磨型辐照交联橡胶材料及其制备方法
CN104194229A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 安徽凯博尔特种电缆集团有限公司 一种抗冲击改性聚氯乙烯电缆护套材料
CN108084465A (zh) * 2017-11-29 2018-05-29 广东华声电器实业有限公司 一种电线电缆连体一次辐照交联生产工艺及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111040321A (zh) 2020-04-21
WO2021129218A1 (zh) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111040321B (zh) 一种辐照交联cpe电缆材料及其制备方法和应用
EP2720234B1 (en) Process for producing electrical wire molded body
CN102516675A (zh) 一种矿用电缆橡皮护套胶
CN106977825A (zh) 一种耐寒电缆料及其制备方法
CN102417663A (zh) 一种矿用电缆橡皮绝缘胶
CN105694175B (zh) 一种高强度耐高低温hdpe料及其制备方法
CN111004433A (zh) 一种光伏电缆用辐照交联低烟无卤护套材料及其制备方法
CN107163418B (zh) 一种电缆料及其制备方法和应用
CN106398003A (zh) 一种阻燃导电热塑性硫化橡胶材料
CN105504461A (zh) 耐老化绝缘橡胶电缆料的制造方法
CN102604222B (zh) 一种汽车内饰件用聚丙烯材料及其制备方法
CN103571067B (zh) 一种高强度耐油的乙丙橡胶电缆料
CN105802023A (zh) 辐照型epdm与pp共混电线电缆绝缘料及其制备方法
CN109485989B (zh) 一种光伏电缆用电缆料及其制备方法
CN102827426A (zh) 橡皮绝缘软线和软电缆用低成本绝缘橡皮
CN105885248A (zh) 一种硅烷交联橡胶电缆护套材料
CN107337859A (zh) 潜油泵电力用电缆耐油乙丙橡胶护套材料及其制备方法
CN111961274A (zh) 一种光伏电缆用绝缘材料及其制备方法
CN112521675B (zh) 一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用
CN101445634B (zh) 巯基化合物交联聚氯乙烯的方法
CN107189248A (zh) 一种抗老化电缆料及其制备方法
CN111607165B (zh) 高扩张绝缘乙丙胶冷缩材料、其制备方法和应用
CN109181318B (zh) 一种耐磨橡胶材料及其制备方法
CN112341722B (zh) 一种高阻燃辐照交联材料及其制备方法和应用
JP2022152547A (ja) 塩素系樹脂組成物、電線およびケーブル

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant