CN111748139A - 一种低收缩pe护套料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低收缩PE护套料，涉及通信传输材料的技术领域，包括以下重量份的组分：低密度聚乙烯70～90份、LCP纤维10～20份、填料15～25份、阻燃剂10～20份、聚乙烯醇缩丁醛4～8份、分散剂3～7份、抗氧剂2～6份以及UVP‑327 0.15～0.55份。本发明通过向护套料体系中添加LCP纤维，改善了护套料抗热收缩性低的问题，提高了护套料的抗热收缩性。

Description

一种低收缩PE护套料
技术领域
本发明涉及通信传输材料的技术领域，尤其是涉及一种低收缩PE护套料。
背景技术
在现代社会中，随处可见电缆的身影，如电力部门敷设的电力电缆、架空电缆等，电缆在国民经济和社会活动中占有非常重要的地位，随着经济的快速发展，电缆行业已成为我国的第二大产业。电缆绝缘及护套用材料俗称电缆料或护套料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。护套料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电缆需求就有护套料的市场。
市场上的护套料通常采用PE材料制成，PE护套料在环境温度偏高或内层电缆发热时，会使电缆护套产生热收缩，护套热缩值越大，护套将越容易与缆芯脱离，从而对电缆的保护效果越差。一般市面上的电缆护套料的热收缩率为4.3％左右，有的耐高温性差的甚至超过7％，而国家对于电缆护套料热收缩率的标准要求为5％，因此，行业内关于电缆护套料的热收缩性能还待改善。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种低收缩PE护套料，具有更好的抗热收缩性能。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：低密度聚乙烯70～90份、LCP纤维10～20份、填料15～25份、阻燃剂10～20份、聚乙烯醇缩丁醛4～8份、分散剂3～7份、抗氧剂2～6份以及UVP-327 0.15～0.55份。
通过采用上述技术方案，LCP具有全芳香族聚酯和共聚酯结构，因此具有良好的耐高温性、抗辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性以及尺寸稳定性；将LCP制成纤维形态，纤维状结构的LCP性质稳定，且在体系中更易分散均匀，从而确保其对护套料抗热收缩性能的提升效果；
聚乙烯醇缩丁醛对低密度聚乙烯具有良好的增韧效果，有利于增强低密度聚乙烯的韧性，从而在一定程度上弥补其脆性缺陷，以此进一步提高护套料的抗热收缩性能。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述LCP纤维的制备方法为：1)将 10份重量份的短切玻璃纤维加入60份LCP熔融液中，将两者搅拌均匀，制得共混物； 2)向共混物中加入8份镁盐晶须以及3份木质素磺酸钠，搅拌均匀后挤出成条状物；3) 对条状物进行纺丝、剪切处理，制得LCP纤维。
通过采用上述技术方案，短切玻璃纤维具有良好的强度与尺寸稳定性，而镁盐晶须为针状结构，具有明显的增强、增刚、阻燃作用，针状结构的镁盐晶须只有一个长度维度，是单晶结构，容易插层至短切玻璃纤维中，增强LCP纤维在制备过程中各组分之间的混合强度，从而增强LCP纤维的强度，以此提高制备出的护套料的抗热收缩性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述低密度聚乙烯为聚醚醚酮改性低密度聚乙烯，所述聚醚醚酮改性低密度聚乙烯的制备方法为：1)将15份聚醚醚酮加热至熔融状态，再向其中加入5份聚苯硫醚，搅拌均匀制得共混物；2)将50份低密度聚乙烯加热至熔融状态，再将共混物加入低密度聚乙烯中，搅拌均匀后挤出、冷却、造粒、筛分，制得聚醚醚酮改性低密度聚乙烯。
通过采用上述技术方案，聚醚醚酮具有良好的尺寸稳定性、绝缘性，其本身具有较高的熔点，是良好的耐高温材料，使用聚醚醚酮对低密度聚乙烯进行改性，以弥补其熔点较低的缺陷，提高其耐热值，从而提高其热稳定性，以此进一步提高其抗热收缩性能，从而改善护套料的抗热收缩性能；
少量的聚苯硫醚用于改善聚醚醚酮熔融液的粘度，提高其与低密度聚乙烯的相容性，从而提高聚醚醚酮对低密度聚乙烯的改性效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述填料包括质量比为1：(1～3)：(0.5～1)的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土。
通过采用上述技术方案，磷酸锆具有降低体系热膨胀性，提高体系热稳定性、化学稳定性以及韧性的作用；石英粉本身具有良好的抗热收缩性能，有利于降低体系在高温状态下产生体积收缩的可能性；蒙脱土是一种硅酸盐片晶结构，具有突出的吸附性能，用于提高磷酸锆与石英粉之间的粘结强度，同时还用于提高填料体系与护套料体系其他组分之间的粘结强度；蒙脱土吸水后会发生一定程度的膨胀，膨胀后将磷酸锆与石英粉之间的缝隙填满，从而提高填料体系的稳定性与强度性能，以此实现提高护套料的强度，从而在一定程度上提高其抗热收缩性能；磷酸锆、石英粉以及蒙脱土按照一定的比例复配混合制备的填料对于体系强度与抗热收缩性具有良好的提升作用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述阻燃剂包括氢氧化镁与氢氧化铝，所述氢氧化镁与所述氢氧化铝的质量比为(2～6)：(1～2)。
通过采用上述技术方案，氢氧化镁与氢氧化铝协同配合相较于单独添加氢氧化镁或氢氧化铝对于体系具有更好的阻燃效果，两者之间的添加比会在一定程度上影响协同阻燃效果，因此，需要将两者的添加比控制在合适的范围内。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分散剂为六偏磷酸钠。
通过采用上述技术方案，六偏磷酸钠作为离子型分散剂，其作用机理是吸附于其他组分表面形成双电层，借同性电荷的相斥使分散体系稳定化，另外，六偏磷酸钠也会在组分表面形成亲水性吸附层，通过位阻效应提高分散体系的稳定性；因六偏磷酸钠价廉易得，因此选用六偏磷酸钠作为本申请的分散剂使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010与抗氧剂1076通过清除护套料中产生的自由基而达到抗氧化效果，且抗氧剂1010与抗氧剂1076的抗氧效果好、热稳定性高、低毒环保，因此选用两者之一作为本申请的抗氧剂使用。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述护套料的制备方法为：1)先将低密度聚乙烯加热至熔融状态，再向其中加入聚乙烯醇缩丁醛，搅拌至共混均匀；2)向步骤1)的共混物中加入LCP纤维，搅拌至共混均匀；3)先向填料中加入占填料总量 20％的纯化水，先对填料进行预搅拌，再将填料加入步骤2)的共混物中，搅拌至共混均匀；4)向步骤3)的共混物中加入阻燃剂、分散剂、抗氧剂以及UVP-327，搅拌至共混均匀；5)将步骤4)中的共混物置于模具中挤压成型，成型物经冷却后制成护套料。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.LCP具有全芳香族聚酯和共聚酯结构，因此具有良好的耐高温性、抗辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性以及尺寸稳定性；将LCP制成纤维形态，纤维状结构的LCP 性质稳定，且在体系中更易分散均匀，从而确保其对护套料抗热收缩性能的提升效果； 2.使用短切玻璃纤维与镁盐晶须对LCP进行改性，以增强LCP的尺寸稳定性、强度、刚性以及阻燃作用，LCP纤维尺寸稳定性、强度等综合性能的提高有利于提高制备出的护套料的抗热收缩性；
3.使用聚醚醚酮对低密度聚乙烯进行改性，以弥补其熔点较低的缺陷，提高其耐热值，从而提高其热稳定性，以此进一步提高其抗热收缩性能，从而改善护套料的抗热收缩性能；
4.磷酸锆、石英粉以及蒙脱土按照一定的比例复配混合制备的填料对于体系强度与抗热收缩性具有良好的提升作用。
具体实施方式
实施例1，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯70份、LCP纤维10份、质量比为1：1：0.5的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土15份、质量比为2：1氢氧化镁与氢氧化铝10份、聚乙烯醇缩丁醛4份、六偏磷酸钠3份、抗氧剂1010 2份以及UVP-327 0.15份；
LCP纤维的制备方法为：1)将10份重量份的短切玻璃纤维加入60份LCP熔融液中，将两者搅拌均匀，制得共混物；2)向共混物中加入8份镁盐晶须以及3份木质素磺酸钠，搅拌均匀后挤出成条状物；3)对条状物进行纺丝、剪切处理，制得LCP纤维。
护套料的制备方法为：1)先将低密度聚乙烯加热至熔融状态，再向其中加入聚乙烯醇缩丁醛，搅拌至共混均匀；2)向步骤1)的共混物中加入LCP纤维，搅拌至共混均匀；3)先向磷酸锆、石英粉以及蒙脱土的填料体系中加入占填料总量20％的纯化水，先对磷酸锆、石英粉以及蒙脱土进行预搅拌，再将搅拌料加入步骤2)的共混物中，搅拌至共混均匀；4)向步骤3)的共混物中加入氢氧化镁与氢氧化铝、六偏磷酸钠、抗氧剂1010以及UVP-327，搅拌至共混均匀；5)将步骤4)中的共混物置于模具中挤压成型，成型物经冷却后制成护套料。
实施例2，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯75份、LCP纤维12.5份、质量比为1：1.5：0.6的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土17.5份、质量比为3：1.25的氢氧化镁与氢氧化铝12.5份、聚乙烯醇缩丁醛5份、六偏磷酸钠4份、抗氧剂1076 3份以及UVP-327 0.25份；
LCP纤维的制备方法同实施例1；
护套料的制备方法同实施例1，添加组分以及添加量根据实施例2做适应性修改。
实施例3，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯80份、LCP纤维15份、质量比为1：2：0.75的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土20份、质量比为4：1.5的氢氧化镁与氢氧化铝15份、聚乙烯醇缩丁醛6份、六偏磷酸钠5份、抗氧剂1010 4份以及UVP-327 0.35份；
LCP纤维的制备方法同实施例1；
护套料的制备方法同实施例1，添加组分以及添加量根据实施例3做适应性修改。
实施例4，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯85份、LCP纤维17.5份、质量比为1：2.5：0.75的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土22.5份、质量比为5：1.75的氢氧化镁与氢氧化铝17.5份、聚乙烯醇缩丁醛7 份、六偏磷酸钠6份、抗氧剂1076 5份以及UVP-327 0.45份；
LCP纤维的制备方法同实施例1；
护套料的制备方法同实施例1，添加组分以及添加量根据实施例4做适应性修改。
实施例5，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯90份、LCP纤维20份、质量比为1：3：1的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土 25份、质量比为3：1的氢氧化镁与氢氧化铝20份、聚乙烯醇缩丁醛8份、六偏磷酸钠 7份、抗氧剂1010 6份以及UVP-3270.55份；
LCP纤维的制备方法同实施例1；
护套料的制备方法同实施例1，添加组分以及添加量根据实施例5做适应性修改。
实施例6，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：护套料组分中不添加LCP纤维。
实施例7，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于： LCP纤维不进行任何改性处理。
实施例8，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于： LCP纤维的制备方法为：1)将10份重量份的短切玻璃纤维与3份木质素磺酸钠加入60 份LCP熔融液中，将两者搅拌均匀，制得共混物；2)将共混物挤出成条状物，对条状物进行纺丝、剪切处理，制得LCP纤维。
实施例9，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：护套料组分中不添加聚乙烯醇缩丁醛。
实施例10，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：低密度聚乙烯为聚醚醚酮改性低密度聚乙烯；
聚醚醚酮改性低密度聚乙烯的制备方法为：1)将15份聚醚醚酮加热至熔融状态，再向其中加入5份聚苯硫醚，搅拌均匀制得共混物；2)将50份低密度聚乙烯加热至熔融状态，再将共混物加入低密度聚乙烯中，搅拌均匀后挤出、冷却、造粒、筛分，制得聚醚醚酮改性低密度聚乙烯。
实施例11，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：质量比为1：2：0.75的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土用质量比为0.533：0.2的石英粉与蒙脱土替代。
实施例12，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：质量比为1：2：0.75的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土用质量比为质量比为0.267：0.2的磷酸锆与蒙脱土替代。
实施例13，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：磷酸锆、石英粉以及蒙脱土的质量比为1：1：0.5。
实施例14，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：磷酸锆、石英粉以及蒙脱土的质量比为1：3：1。
实施例15，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：磷酸锆、石英粉以及蒙脱土的质量比为1：1：1。
实施例16，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：磷酸锆、石英粉以及蒙脱土的质量比为1：3：0.5。
实施例17，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：氢氧化镁与氢氧化铝的质量比为1：2。
实施例18，为本发明公开的一种低收缩PE护套料，与实施例3的区别之处在于：氢氧化镁与氢氧化铝的质量比为7：1。
对比例1，为一种PE护套料，包括以下重量份的组分：
低密度聚乙烯80份、质量比为4：1.5的氢氧化镁与氢氧化铝15份、六偏磷酸钠5份、抗氧剂1010 4份以及UVP-327 0.35份；
护套料的制备方法为：1)先将低密度聚乙烯加热至熔融状态，再向其中加入氢氧化镁与氢氧化铝搅拌至共混均匀；2)向步骤1)的共混物中六偏磷酸钠、抗氧剂1010以及 UVP-327，搅拌至共混均匀；3)将步骤2)中的共混物置于模具中挤压成型，成型物经冷却后制成护套料。
性能检测试验
对采用实施例1-18以及对比例1中的护套料配方及制备方法制备的护套料进行取样，并对样品进行以下性能检测试验。
抗热收缩性检测试验
1)试验材料：原始长度为30cm的试样；
2)试验步骤：将试样水平放置在预热的烘箱里，烘箱内温度设置为70℃，放置时间为5h；从烘箱中取出试样，室温冷却至常温后再放入烘箱内；如此冷热循环5次，最后一次将试样取出后冷却至室温，然后测量试样的最终长度；
3)试验数据：试样的原始长度与最终长度之差为试样的收缩长度；
试样的收缩长度小于0.30cm，试样的抗热收缩性能非常强；
试样的收缩长度为0.30～0.35cm，试样的抗热收缩性能很强；
试样的收缩长度为0.35～0.45cm，试样的抗热收缩性能较强；
试样的收缩长度大于0.45cm，试样不具有良好的抗热收缩性能。
将检测出的收缩长度记录在表1中。
表1-试样的性能检测试验结果
Figure BDA0002569705600000061
Figure BDA0002569705600000071
根据表1中实施例1～5与对比例1的试验数据可知：
1、实施例1～5的护套料配方制备的护套料的抗热收缩性能远优于对比例1的护套料配方制备的护套料的抗热收缩性能，说明本申请相较于现有技术具有显著提高护套料抗热收缩性能的效果；
2、护套料配方中各组分的取值在一定的范围内，护套料均具有较好的抗热收缩性能，且实施例3中的配比相较于其他几组实施例而言，是最佳配比实施例。
根据表1中实施例6～8与实施例3的试验数据可知：
1、使用短切玻璃纤维以及镁盐晶须对LCP改性制得的LCP纤维对于增强护套料的抗热收缩性能具有显著的促进作用；
2、只使用短切玻璃纤维对LCP改性制得的LCP纤维对于增强护套料的抗热收缩性能也具有一定的促进作用，但其效果没有使用短切玻璃纤维以及镁盐晶须对LCP改性制得的LCP纤维对于增强护套料的抗热收缩性能的效果显著，说明同时使用两者改性具有良好的协同作用。
根据表1中实施例9与实施例3的试验数据可知：聚乙烯醇缩丁醛添加至体系中对于提升护套料的抗热收缩性能具有一定的促进作用。
根据表1中实施例10与实施例3的试验数据可知：聚醚醚酮改性低密度聚乙烯相较于低密度聚乙烯对于护套料抗热收缩性能的提升作用更为显著。
根据表1中实施例11～16与实施例3的试验数据可知：
1、填料体系中磷酸锆、石英粉与蒙脱土之间互相协同对于提升护套料的抗热收缩性能的效果最为显著，删除填料体系中的磷酸锆或石英粉后，护套料的抗热收缩性能明显下降；
2、磷酸锆、石英粉与蒙脱土之间的质量比控制在合适的范围内，护套料的抗热收缩性的变化不大，均处于良好的范围。
根据表1中实施例17～18与实施例3的试验数据可知：
1、氢氧化镁与氢氧化铝的质量比的改变会对护套料的抗热收缩性产生一定的影响；
2、氢氧化镁与氢氧化铝的质量比过小或过大时，护套料的抗热收缩性能明显下降，说明两者的添加比需控制在合适的范围内，才能确保护套料的抗热收缩性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种低收缩PE护套料，包括以下重量份的组分：低密度聚乙烯70～90份、LCP纤维10～20份、填料15～25份、阻燃剂10～20份、聚乙烯醇缩丁醛4～8份、分散剂3～7份、抗氧剂2～6份以及UVP-327 0.15～0.55份。
2.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述LCP纤维的制备方法为：1）将10份重量份的短切玻璃纤维加入60份LCP熔融液中，将两者搅拌均匀，制得共混物；2）向共混物中加入8份镁盐晶须以及3份木质素磺酸钠，搅拌均匀后挤出成条状物；3）对条状物进行纺丝、剪切处理，制得LCP纤维。
3.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述低密度聚乙烯为聚醚醚酮改性低密度聚乙烯，所述聚醚醚酮改性低密度聚乙烯的制备方法为：1）将15份聚醚醚酮加热至熔融状态，再向其中加入5份聚苯硫醚，搅拌均匀制得共混物；2）将50份低密度聚乙烯加热至熔融状态，再将共混物加入低密度聚乙烯中，搅拌均匀后挤出、冷却、造粒、筛分，制得聚醚醚酮改性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述填料包括质量比为1：（1～3）：（0.5～1）的磷酸锆、石英粉以及蒙脱土。
5.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述阻燃剂包括氢氧化镁与氢氧化铝，所述氢氧化镁与所述氢氧化铝的质量比为（2～6）：（1～2）。
6.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。
8.根据权利要求1所述的一种低收缩PE护套料，其特征在于：所述护套料的制备方法为：1）先将低密度聚乙烯加热至熔融状态，再向其中加入聚乙烯醇缩丁醛，搅拌至共混均匀；2）向步骤1）的共混物中加入LCP纤维，搅拌至共混均匀；3）先向填料中加入占填料总量20%的纯化水，先对填料进行预搅拌，再将填料加入步骤2）的共混物中，搅拌至共混均匀；4）向步骤3）的共混物中加入阻燃剂、分散剂、抗氧剂以及UVP-327，搅拌至共混均匀；5）将步骤4）中的共混物置于模具中挤压成型，成型物经冷却后制成护套料。
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