CN111849044B - 一种高强度抗老化电缆材料 - Google Patents

一种高强度抗老化电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强度抗老化电缆材料，由天然乳胶、聚苯并恶嗪树脂、氢氧化铝、二氧化硅、聚丙烯、硅藻土、炭黑、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸镁组成。本发明电缆材料拉伸强度高，绝缘性能好，阻燃性能佳。本发明耐高温、耐紫外线，经过长时间紫外线照射或者高温处理后，拉伸强度和阻燃性能依然保持稳定。本发明提供的电缆材料的制备方法，简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合大规模生产。

Description

一种高强度抗老化电缆材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种高强度抗老化电缆材料。
背景技术
随着我国石油化工、通讯、交通、建筑、电力等工业的发展，近年来发电厂、变电站、冶炼以及石油化工等行业对电缆的需求量极大，同时对电缆的性能和数量提出了更高的要求，因此用于制作电缆的材料也逐渐高档化、特种化和专用化。电缆护套作为电缆的最外层材料，对电缆的综合性能影响较大，其不仅要求具有优良的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率等，同时还需要拥有良好的耐热性和耐老化性能等。虽然现在市场上的电缆有多种多样，但是大部分电缆其护套材料性能仍不是很理想，电缆在使用的过程中，存在耐高温不是很理想、强度低、抗冲击性能欠佳的缺陷，缩短了电缆的使用寿命，增加了经济压力，并存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度抗老化电缆材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种高强度抗老化电缆材料，所述电缆材料由天然乳胶、聚苯并恶嗪树脂、氢氧化铝、二氧化硅、聚丙烯、硅藻土、炭黑、硫酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、硬脂酸镁组成。
优选地，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然乳胶120～160份、聚苯并恶嗪树脂20～30份、氢氧化铝10～15份、二氧化硅8～12份、聚丙烯50～70份、硅藻土10～20份、炭黑5～10份、硫酸钙晶须15～25份、碱式硫酸镁晶须15～20份、硬脂酸镁1～5份。
在其中一个实施例中，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然乳胶120份、聚苯并恶嗪树脂20份、氢氧化铝10份、二氧化硅8份、聚丙烯50份、硅藻土10份、炭黑5份、硫酸钙晶须15份、碱式硫酸镁晶须15份、硬脂酸镁1份。
在其中一个实施例中，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然乳胶160份、聚苯并恶嗪树脂30份、氢氧化铝15份、二氧化硅12份、聚丙烯70份、硅藻土20份、炭黑10份、硫酸钙晶须25份、碱式硫酸镁晶须20份、硬脂酸镁5份。
在其中一个实施例中，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然乳胶140份、聚苯并恶嗪树脂25份、氢氧化铝12份、二氧化硅10份、聚丙烯60份、硅藻土15份、炭黑8份、硫酸钙晶须20份、碱式硫酸镁晶须18份、硬脂酸镁3份。
优选地，所述炭黑为改性炭黑；所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵。
优选地，所述硫酸钙晶须的平均直径为4-6μm，平均长度为90-120μm，松散密度为0.1-0.3g/cm3。
本发明还提供一种高强度抗老化电缆材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式磷酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、二氧化锆、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至85～90摄氏度，混合15～20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30～40分钟，静置陈化5～6小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190～195摄氏度，螺杆转速为125～130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式磷酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、二氧化锆、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至85摄氏度，混合20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30分钟，静置陈化5小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
在其中某些实施例中，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式磷酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、二氧化锆、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至90摄氏度，混合15分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40分钟，静置陈化6小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为195摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明电缆材料拉伸强度高，绝缘性能好，阻燃性能佳。
2.本发明耐高温、耐紫外线，经过长时间紫外线照射或者高温处理后，拉伸强度和阻燃性能依然保持稳定。
3.本发明提供的电缆材料的制备方法，简单易行，原料易得，价格低廉，对设备要求不高，适合大规模生产。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式磷酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、二氧化锆、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至85摄氏度，混合20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30分钟，静置陈化5小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
实施例2
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式磷酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、二氧化锆、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至90摄氏度，混合15分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40分钟，静置陈化6小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为195摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述耐腐蚀电缆料。
实施例3
用量见表1，制备方法同实施例1。
对比例1～2
用量见表1，制备方法同实施例1。
表1
物料种类(wt％) 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
天然橡胶 120 140 160 140 140
聚苯并恶嗪树脂 20 25 30 25 25
氢氧化铝 10 12 15 12 12
二氧化硅 8 10 12 10 10
聚丙烯 50 60 70 60 60
硅藻土 10 15 20 15 15
炭黑 5 8 10 8 8
硫酸钙晶须 15 20 25 / 20
碱式硫酸镁晶须 15 18 20 18 /
硬脂酸镁 1 3 5 3 3
实施例4电缆性能测试
抗拉强度和断裂伸长率是按照GBT 10401-2006要求方法进行测试；绝缘性按照GBT31838.3-2019要求方法进行测试；测试结果见表2。
高温抗老化测试是按照GB/T2951.12-2008要求的方法进行测试；耐紫外光老化试验按照ANSI/UL1581-2006要求进行测试，测试结果见表3、表4。
防火阻燃性按照GBT 2406.2-2009要求方法进行测试；测试结果见表5。
表2抗拉强度和断裂伸长率测试结果
Figure BDA0002630823990000041
Figure BDA0002630823990000051
表3热老化(150℃/168h)后的电缆性能测试结果
Figure BDA0002630823990000052
表4紫外线老化(720h)后的电缆性能测试结果
Figure BDA0002630823990000053
表5防火性能测试结果
Figure BDA0002630823990000054
Figure BDA0002630823990000061
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种高强度抗老化电缆材料，其特征在于，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然橡胶120~160份、聚苯并恶嗪树脂20~30份、氢氧化铝10~15份、二氧化硅8~12份、聚丙烯50~70份、硅藻土10~20份、炭黑5~10份、硫酸钙晶须15~25份、碱式硫酸镁晶须15~20份、硬脂酸镁1~5份；所述炭黑为改性炭黑，所述改性炭黑所采用的改性剂为过硫酸铵；
所述高强度抗老化电缆材料通过以下方法制备而成：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至85~90摄氏度，混合15~20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30~40分钟，静置陈化5~6小时；
(3) 设置双螺杆挤出机的挤出温度为190~195摄氏度，螺杆转速为125~130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述高强度抗老化电缆材料。
2.根据权利要求1所述的电缆材料，其特征在于，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然橡胶120份、聚苯并恶嗪树脂20份、氢氧化铝10份、二氧化硅8份、聚丙烯50份、硅藻土10份、炭黑5份、硫酸钙晶须15份、碱式硫酸镁晶须15份、硬脂酸镁1份。
3.根据权利要求1所述的电缆材料，其特征在于，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然橡胶160份、聚苯并恶嗪树脂30份、氢氧化铝15份、二氧化硅12份、聚丙烯70份、硅藻土20份、炭黑10份、硫酸钙晶须25份、碱式硫酸镁晶须20份、硬脂酸镁5份。
4.根据权利要求1所述的电缆材料，其特征在于，所述电缆材料由以下重量份的原料组成：天然橡胶140份、聚苯并恶嗪树脂25份、氢氧化铝12份、二氧化硅10份、聚丙烯60份、硅藻土15份、炭黑8份、硫酸钙晶须20份、碱式硫酸镁晶须18份、硬脂酸镁3份。
5.根据权利要求1~4任一所述的电缆材料，其特征在于，所述硫酸钙晶须的平均直径为4-6μm，平均长度为90-120μm，松散密度为0.1-0.3g/cm3。
6.根据权利要求1所述的电缆材料，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至85摄氏度，混合20分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合30分钟，静置陈化5小时；
(3)设置双螺杆挤出机的挤出温度为190摄氏度，螺杆转速为125转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得所述高强度抗老化电缆材料。
7.根据权利要求1所述的电缆材料，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将天然橡胶、二氧化硅、硅藻土、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、炭黑、聚苯并恶嗪树脂、聚丙烯加入高速混合机中，升温至90摄氏度，混合15分钟；
(2)向步骤(1)中的混合物中加入剩余原料，继续混合40分钟，静置陈化6小时；
(3) 设置双螺杆挤出机的挤出温度为195摄氏度，螺杆转速为130转/分钟，将步骤(2)制得的产物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选次品，包装，即得高强度抗老化电缆材料。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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