CN111688157A - 以太网抗磨损保护层以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以太网线，公开了一种以太网抗磨损保护层以及制备方法，该方法包括:(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合；(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合；(3)将相容增韧剂与第二混合物继续混合使得物料温度升高至95℃～115℃，出料冷却；(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤。该以太网抗磨损保护层不仅具有良好的耐磨性，而且具有良好的阻燃性能。

Description

以太网抗磨损保护层以及制备方法
技术领域
本发明涉及以太网线，具体地，涉及一种以太网抗磨损保护层。
背景技术
工业以太网技术源自于以太网技术，但是其本身和普通的以太网技术又存在着很大的差异和区别。工业以太网技术本身进行了适应性方面的调整，同时结合工业生产安全性和稳定性方面的需求，增加了相应的控制应用功能，提出了符合特定工业应用场所需求的相应的解决方案。工业以太网技术在实际应用中，能够满足工业生产高效性、稳定性、实时性、经济性、智能性、扩展性等多方面的需求，可以真正延伸到实际企业生产过程中现场设备的控制层面，并结合其技术应用的特点，给予实际企业工业生产过程的全方位控制和管理，是一种非常重要的技术手段。随着科技的进步，以太网已经广泛应用于各行各业的生产、作业中。而不同的作业环境对以太网外护层的结构、材料及其性能也有不同的要求，例如野外装备、野外作业等即对太网外护层的耐磨性能有着很高的要求，以防止在长期的野外作业过程中导致太网外护层磨损破裂最终导致信号传输不稳。
但是，现有的以太网抗磨损保护层既需要具有良好的耐磨性能，还要满足阻燃等安全性能，但是，一般在添加常规阻燃剂的情况下，常出现材料的相容性差、变脆和不耐磨的情况。
因此，提供一种具有更好的耐磨性能的以太网抗磨损保护层及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种以太网抗磨损保护层以及制备方法，该以太网抗磨损保护层不仅具有良好的耐磨性，而且具有良好的阻燃性能。
为了实现上述目的，本发明本发明一方面提供一种以太网抗磨损保护层的制备方法，包括:
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合；
(3)将相容增韧剂与第二混合物继续混合使得物料温度升高至95℃～115℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤。
优选地，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-12份，二氧化硅的用量为6-12份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
优选地，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-10份，二氧化硅的用量为5-10份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
优选地，第一混合的条件包括：温度为80℃-100℃，时间为(10-15)min。
优选地，第二混合的条件包括：温度为90℃-110℃，时间为(10-15)min。
优选地，相容增韧剂为KH570、KH550、A-171或A-151中的至少一种。
优选地，复合阻燃剂由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶(3～5)的重量比组成。
优选地，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；二氧化硅为微米级二氧化硅或纳米级二氧化硅。
优选地，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃。
本发明另一方面提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的以太网抗磨损保护层。
本发明的其他特征和优点将本发明的发明人通过研究发现，在常规的保护层的制备中，以树脂原料为主体，在和填料、阻燃剂、相容剂等相混合的时候，一般采用将树脂原料和填料、阻燃剂、相容剂等一起先混合，然后再在挤出机中挤出的方式进行制备，得到的保护层在添加常规阻燃剂的情况下，常出现材料的相容性差、变脆和不耐磨的情况。本发明的发明人经过系统的研究，发现，以聚偏氟乙烯先和碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合，再和复合阻燃剂(复合阻燃剂可以采用复配的方式得到，即采用两种不同类型的阻燃剂相配合作为本发明的阻燃剂，优选地，所述复合阻燃剂为无机阻燃剂和有机阻燃剂的复配得到，其中，无机阻燃剂可以为氢氧化镁和\或氢氧化铝，而有机阻燃剂可以为含磷的有机阻燃剂)进行第二混合，再加入相容增韧剂进行混合，然后挤出的方式，得到的保护层不仅具有良好的阻燃性能，而且其耐磨性能相较于不加阻燃剂的情况，也没有下降，即得到的保护层具有良好的耐磨性能。究其原因，可能是，本发明的工艺步骤和添加的原料提高了材料的相容性，将阻燃剂对材料性能的负作用降低，使得材料不仅具有良好的耐磨性，而且具有良好的阻燃性能。
在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面公开了一种以太网抗磨损保护层的制备方法，包括:
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合；
(3)将相容增韧剂与第二混合物继续混合使得物料温度升高至95℃～115℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤。
本发明的发明人通过研究发现，在常规的保护层的制备中，以树脂原料为主体，在和填料、阻燃剂、相容剂等相混合的时候，一般采用将树脂原料和填料、阻燃剂、相容剂等一起先混合，然后再在挤出机中挤出的方式进行制备，得到的保护层在添加常规阻燃剂的情况下，常出现材料的相容性差、变脆和不耐磨的情况。本发明的发明人经过系统的研究，发现，以聚偏氟乙烯先和碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合，再和复合阻燃剂进行第二混合，再加入相容增韧剂进行混合，然后挤出的方式，得到的保护层不仅具有良好的阻燃性能，而且其耐磨性能相较于不加阻燃剂的情况，也没有下降，即得到的保护层具有良好的耐磨性能。究其原因，可能是，本发明的工艺步骤和添加的原料提高了材料的相容性，将阻燃剂对材料性能的负作用降低，使得材料不仅具有良好的耐磨性，而且具有良好的阻燃性能。复合阻燃剂可以采用复配的方式得到，即采用两种不同类型的阻燃剂相配合作为本发明的阻燃剂，优选地，所述复合阻燃剂为无机阻燃剂和有机阻燃剂的复配得到，其中，无机阻燃剂可以为氢氧化镁和\或氢氧化铝，而有机阻燃剂可以为含磷的有机阻燃剂。
在上述技术方案中，本发明所说的以太网抗磨损保护层，指的是以太网网线的保护层，其具有良好的耐磨性。
为了进一步提高保护层的耐磨性和阻燃性能，在本发明一种优选的实施方式中，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-12份，二氧化硅的用量为6-12份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
为了进一步提高保护层的耐磨性和阻燃性能，优选地，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-10份，二氧化硅的用量为5-10份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
在本发明一种优选的实施方式中，第一混合的条件包括：温度为0℃-100℃，时间为(10-15)min，优选温度为80-100℃。
优选地，第二混合的条件包括：温度为90℃-110℃，时间为(10-15)min。
在本发明一种优选的实施方式中，相容增韧剂为KH570、KH550、A-171或A-151中的至少一种。
为了进一步提高保护层的耐磨性和阻燃性能，优选地，复合阻燃剂由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶(3～5)的重量比组成。
优选地，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；二氧化硅为微米级二氧化硅或纳米级二氧化硅。
优选地，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃。
本发明另一方面还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的以太网抗磨损保护层。
本发明的以太网抗磨损保护层不仅具有良好的强度、耐磨性还具有良好的阻燃性能。
该以太网抗磨损保护层不仅具有良好的阻燃性能，而且还具有良好的耐磨性。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一种以太网抗磨损保护层的制备方法，包括：
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合温度为80℃，时间为15min；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合温度为90℃，时间为15min；
(3)将相容增韧剂A-151与第二混合物继续混合使得物料温度升高至95℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃；
以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8份，二氧化硅(微米级)的用量为5份，相容增韧剂的的用量为4份，复合阻燃剂(由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶3)的重量比组成)的用量为3份。
实施例2
一种以太网抗磨损保护层的制备方法，包括：
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合温度为100℃，时间为10min；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合温度为110℃，时间为15min；
(3)将相容增韧剂KH550与第二混合物继续混合使得物料温度升高至115℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃；
以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为10份，二氧化硅(微米级)的用量为10份，相容增韧剂的的用量为6份，复合阻燃剂(由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶5的重量比组成)的用量为3-5份。
实施例3
一种以太网抗磨损保护层的制备方法，包括：
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合温度为90℃，时间为12min；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合温度为100℃，时间为12min；
(3)将相容增韧剂KH570与第二混合物继续混合使得物料温度升高至105℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃；
以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为9份，二氧化硅(纳米级)的用量为8份，相容增韧剂的的用量为5份，复合阻燃剂(由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶4的重量比组成)的用量为4份。
对比例1
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，实施例3中的步骤(1)、(2)、(3)以以下方式替代：
将聚偏氟乙烯、碳纳米管、二氧化硅、复合阻燃剂和相容增韧剂KH570于高速混合机中进行混合温度为95℃，时间为24min使得物料温度升高至105℃，出料冷却。其余的步骤与实施例3中相同。
对比例2
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，将实施例3中的由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶4的重量比组成复合阻燃剂以磷酸甲苯-二苯酯替代。
对比例3
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，将实施例3中的由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶4的重量比组成复合阻燃剂以氢氧化镁替代。
对比例4
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，将实施例3中的由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶4的重量比组成复合阻燃剂以由次磷酸铝、氢氧化镁按照1∶4的重量比组成的复合阻燃剂替代。
对比例5
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，将碳纳米管以纳米碳酸钙替代。
对比例6
按照实施例3中的原料配比制备以太网抗磨损保护层，不同的是，不添加复合阻燃剂。
检测例1
根据GB/T8804.2—2003热塑性塑料管材拉伸性能测定，测试材料的拉伸强度和断裂伸长率。发现实施例1-3、对比例6中的拉伸强度和断裂伸长率均优于对比例1-5，其中，实施例1-3中的拉伸强度与对比例6中的拉伸强度和断裂伸长率接近在22MPa以上，实施例中，以实施例1中的效果稍低，为对比例6中拉伸强度的96％。而对比例1-5中以对比例5的拉伸强度最优，但也仅为对比例6中的抗拉强度的85％。
检测例2
根据ISO 8295-1986和GB10006-88塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法，在载荷p＝200N、相对滑动线速度v＝0.604m/s和摩擦时间t＝120min的试验条件下测试材料的动摩擦系数。发现，实施例1-3以及对比例1-6中的动摩擦系数的相对大小与检测例1中的拉伸强度的相对大小基本一致。即实施例1-3、对比例6中的动摩擦系数均优于对比例1-5，其中，实施例1-3中的动摩擦系数与对比例6中的动摩擦系数接近，实施例中，以实施例1中的效果稍低，为对比例6中动摩擦系数的92％，实施例1中动摩擦系数为0.185。而对比例1-5中以对比例5的动摩擦系数最优，但也仅为对比例6中的动摩擦系数的82％。
检测例3
按照标准为GB/T2406.2-2009的方法测定材料的氧指数。
结果显示，实施例1-3中的材料的氧指数均大于31％，属于难燃物。具体的，其中，氧指数从高到低依次是实施例2、实施例3、实施例1；
对比例中，以对比例6中的氧指数最低，仅为17％，而对比例1-5中，氧指数由高到低的顺序为对比例5、对比例1、对比例4、对比例3、对比例2，其中，对比例5的氧指数为25％。
由上述分析可知，本发明的以太网抗磨损保护层不仅具有良好的强度、耐磨性还具有良好的阻燃性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种以太网抗磨损保护层的制备方法，其特征在于，包括:
(1)将聚偏氟乙烯、碳纳米管和二氧化硅于高速混合机中进行第一混合；
(2)将复合阻燃剂加入高速混合机与第一混合物一起进行第二混合；
(3)将相容增韧剂与第二混合物继续混合使得物料温度升高至95℃～115℃，出料冷却；
(4)将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融共挤。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-12份，二氧化硅的用量为6-12份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以质量份计，相对于100质量份的聚偏氟乙烯，碳纳米管的用量为8-10份，二氧化硅的用量为5-10份，相容增韧剂的的用量为4-6份，复合阻燃剂的用量为3-5份。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，第一混合的条件包括：温度为80℃-100℃，时间为(10-15)min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，第二混合的条件包括：温度为90℃-110℃，时间为(10-15)min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相容增韧剂为KH570、KH550、A-171或A-151中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，复合阻燃剂由磷酸甲苯-二苯酯、氢氧化镁按照1∶(3～5)的重量比组成。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管；
二氧化硅为微米级二氧化硅或纳米级二氧化硅。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，双螺杆挤出机各区的温度为：T1＝130℃～140℃，T2＝140℃～150℃，T3＝150℃～170℃，T4＝170℃～180℃，T5＝185℃～195℃，T6＝195℃～205℃，T7＝205℃～215℃，T8＝215℃～225℃，T9＝220℃～230℃，T模＝215℃～225℃。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备得到的以太网抗磨损保护层。
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