CN113150433A - 一种防潮型电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防潮型电缆料及其制备方法，该电缆料包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂20‑40份、有机硅氧烷树脂10‑30份、四丙氟橡胶10‑30份、三元乙丙胶10‑30份、碳酸镧10‑20份、磷酸三苯酯5‑20份、淀粉5‑10份、抗氧剂2‑6份、润滑剂2‑4份和复合稳定剂2‑5份。该电缆料可有效解决现有的电缆料存在的防潮性能差的问题。

Description

一种防潮型电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，具体涉及一种防潮型电缆料及其制备方法。
背景技术
电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)围绕一根中心绞合而成，其形状类似绳索，同时外层覆盖高度绝缘层。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆、船用电缆、矿用电缆、铝合金电缆等等。它们都是由单股或多股导线和绝缘层组成，用来连接电路、电器等。
电缆绝缘外层主要用于保护内层导线，目前大多采用聚氯乙烯电缆料，它是以PVC树脂为基础，加入各种配合剂的多组份混合材料。由于它具有机械性能优越、耐气候性好、电气绝缘性能优良、容易加工和成本低廉的优点，因此被广泛用于电线电缆的绝缘和护层材料。但是，由于电力电缆一般埋设于地下，其所处的环境潮湿，目前市场上的电缆绝缘料的防潮效果较差，尤其是长时间埋地使用后容易发生漏电的风险。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种防潮型电缆料及其制备方法，该电缆料可有效解决现有的电缆料存在的防潮性能差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂20-40份、有机硅氧烷树脂10-30份、四丙氟橡胶10-30份、三元乙丙胶10-30份、碳酸镧10-20份、磷酸三苯酯5-20份、淀粉5-10份、抗氧剂2-6份、润滑剂2-4份和复合稳定剂2-5份。
进一步地，包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂30份、有机硅氧烷树脂20份、四丙氟橡胶20份、三元乙丙胶15份、碳酸镧20份、磷酸三苯酯10份、淀粉10份、抗氧剂6份、润滑剂4份和复合稳定剂4份。
进一步地，聚烯烃树脂包括聚乙烯和聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的质量比为1-2:1-2。
进一步地，聚烯烃树脂包括聚乙烯和聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的质量比为1：2。
进一步地，抗氧剂包括硫代二丙酸二月桂酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
进一步地，润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸镁、石蜡或PE蜡中的至少一种。
进一步地，复合稳定剂为稀土钙锌复合稳定剂。
上述方案中，添加有有机硅氧烷树脂，其主链中由si-o键构成，侧链与有机基团相连，该树脂具有较强的憎水性、防潮性等性能。而且，由于有机硅氧烷树脂内部官能团的特点，使其具有优越的相容性，在制备的过程中，可以起到链接的作用，降低配方整体粘度，使制得的产品更加光滑，不发粘，同时可增加电缆料的力学性能。
在聚烯烃树脂中加入四丙氟橡胶和三元乙丙胶，四丙氟橡胶和三元乙丙胶以微粒形式分散在聚烯烃树脂和有机硅氧烷树脂中，提高了体系的相容性，使得体系内的各成分之间分散均匀，并且，加入四丙氟橡胶和三元乙丙胶，四丙氟橡胶具有优异的耐高温防水性、耐酸碱性、耐老化性和耐压缩变形性，三元乙丙胶具有优异的耐老化性、电绝缘性、耐化学腐蚀性和弹性，可显著提高电缆料的防水性、柔韧性、抗变形性等；
碳酸镧中的镧离子与磷酸三苯酯中的磷酸盐反应，形成网络状结构，增大体系粘度，网状结构分散于基料内，即可提高电缆料的机械性能，又能够增加电缆料的致密性，减少电缆料在高温条件下分解，增强电缆料的阻燃效果；同时，磷酸三苯酯和淀粉遇热后膨胀碳化，对电缆料表面进行覆盖，隔绝空气从而达到阻燃的目的。而且，磷酸三苯酯中的磷具有捕捉气相中氢和氢氧根自由基的作用，终止燃烧连锁反应。
添加的稀土钙锌复合稳定剂可有效提高聚乙烯的热稳定性，避免聚乙烯发生高温分解，延长其使用寿命。
上述稀土钙锌复合稳定剂的制备方法为：将15重量份酒石酸、3重量份酒石酸钾钠加入60重量份的水中混合加热至60℃，加入2份亚磷酸，继续加热至85℃，加入5重量份三氧化二钇和1重量份氧化铟反应1小时，然后加入32重量份硅酸钙和38重量份硬脂酸锌继续反应1.5小时；最后离心分离并在100℃的温度条件下干燥得到稀土钙锌化合物；然后将所述的稀土钙锌化合物和10份硅酮粉搅拌均匀即得稀土钙锌复合稳定剂。
上述防潮型电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例将聚烯烃树脂、四丙氟橡胶和三元乙丙胶加入密炼机中，于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料一；
(2)向混合料一中加入有机硅氧烷树脂，继续于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料二；
(3)向混合料二中加入剩余原料，继续于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料三；
(4)将混合料三加入双螺杆挤出机，螺杆机的转速为150～500转/分，加工温度为150～200℃，挤出、水冷、切粒、干燥，制得。
本发明所产生的有益效果为：
本发明中将有机硅氧烷树脂、聚烯烃树脂共同使用，两者合理搭配，使最终制得的电缆料性能得以提升；还加入了四丙氟橡胶和三元乙丙胶，利用四丙氟橡胶具有优异的耐高温防水性、耐酸碱性、耐老化性和耐压缩变形性，三元乙丙胶具有优异的耐老化性、电绝缘性、耐化学腐蚀性和弹性，可显著提高电缆料的防水性、柔韧性、抗变形性等；聚烯烃树脂包括聚乙烯和聚丙烯，聚丙烯具有良好的防水性，可在电缆料内形成防水膜，提高电缆料的阻燃性能；在其中加入有稀土钙锌复合稳定剂，可有效提高聚乙烯的热稳定性，避免聚乙烯发生高温分解，提高其使用授权。
本发明中的电缆料具有防水防潮性能优良，柔韧性、抗变形性好的优点，且本申请中的电缆料在制备过程中具有粘度低的优点，可提高混合的均匀性和可操作性性，挤出制得的产品表面光滑不发粘。
具体实施方式
实施例1
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂30份、有机硅氧烷树脂20份、四丙氟橡胶20份、三元乙丙胶15份、碳酸镧20份、磷酸三苯酯10份、淀粉10份、抗氧剂6份、润滑剂4份和稀土钙锌复合稳定剂4份；聚烯烃树脂包括质量比为1:2的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；润滑剂为硬脂酸。
上述防潮型电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例将聚烯烃树脂、四丙氟橡胶和三元乙丙胶加入密炼机中，于80℃条件下搅拌均匀，得混合料一；
(2)向混合料一中加入有机硅氧烷树脂，继续于80℃条件下搅拌均匀，得混合料二；
(3)向混合料二中加入剩余原料，继续于80℃条件下搅拌均匀，得混合料三；
(4)将混合料三加入双螺杆挤出机，螺杆机的转速为300转/分，加工温度为180℃，挤出、水冷、切粒、干燥，制得。
实施例2
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：包括聚烯烃树脂20份、有机硅氧烷树脂10份、四丙氟橡胶10份、三元乙丙胶10份、碳酸镧10份、磷酸三苯酯5份、淀粉10份、抗氧剂2份、润滑剂2份和稀土钙锌复合稳定剂2份；聚烯烃树脂包括质量比为1:2的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；润滑剂为硬脂酸。
上述防潮型电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例将聚烯烃树脂、四丙氟橡胶和三元乙丙胶加入密炼机中，于80℃条件下搅拌均匀，得混合料一；
(2)向混合料一中加入有机硅氧烷树脂，继续于80℃条件下搅拌均匀，得混合料二；
(3)向混合料二中加入剩余原料，继续于80℃条件下搅拌均匀，得混合料三；
(4)将混合料三加入双螺杆挤出机，螺杆机的转速为200转/分，加工温度为150℃，挤出、水冷、切粒、干燥，制得。
实施例3
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：包括聚烯烃树脂40份、有机硅氧烷树脂30份、四丙氟橡胶30份、三元乙丙胶30份、碳酸镧20份、磷酸三苯酯20份、淀粉10份、抗氧剂6份、润滑剂4份和稀土钙锌复合稳定剂5份；聚烯烃树脂包括质量比为2:1的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；润滑剂为硬脂酸镁。
上述防潮型电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例将聚烯烃树脂、四丙氟橡胶和三元乙丙胶加入密炼机中，于90℃条件下搅拌均匀，得混合料一；
(2)向混合料一中加入有机硅氧烷树脂，继续于90℃条件下搅拌均匀，得混合料二；
(3)向混合料二中加入剩余原料，继续于90℃条件下搅拌均匀，得混合料三；
(4)将混合料三加入双螺杆挤出机，螺杆机的转速为400转/分，加工温度为200℃，挤出、水冷、切粒、干燥，制得。
对比例1
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：包括聚烯烃树脂10份、有机硅氧烷树脂50份、四丙氟橡胶5份、三元乙丙胶5份、碳酸镧15份、磷酸三苯酯10份、淀粉7份、抗氧剂3份、润滑剂3份和稀土钙锌复合稳定剂2份；聚烯烃树脂包括质量比为1:2的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；润滑剂为硬脂酸。
上述防潮型电缆料的制备方法同实施例1。
对比例2
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：包括聚烯烃树脂30份、有机硅氧烷树脂20份、四丙氟橡胶20份、磷酸三苯酯10份、抗氧剂3份、润滑剂3份和稀土钙锌复合稳定剂2份；聚烯烃树脂包括质量比为2:1的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；润滑剂为硬脂酸。
上述防潮型电缆料的制备方法同实施例1。
对比例3
一种防潮型电缆料，包括以下重量份的组分：包括聚烯烃树脂30份、有机硅氧烷树脂20份、聚氨酯树脂20份、三元乙丙胶20份、氧化镧15份、磷酸三苯酯10份、淀粉7份、抗氧剂3份、润滑剂3份和稀土钙锌复合稳定剂2份；聚烯烃树脂包括质量比为2:1的聚乙烯和聚丙烯；抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；润滑剂为硬脂酸。
上述防潮型电缆料的制备方法同实施例1。
试验例
分别按照实施例1-3和对比例1-3中的配方和方法制备电缆料样品，然后对电缆料样品的性能进行测试，具体测试结果见表1。
Figure BDA0002975636650000071
通过表中结果可知，实施例1-3中电缆料样品的防水性能、拉伸性能等性能均优于对比例1-3。
将对比例1与实施例1进行对比，改变电缆料中成分的比例关系后，电缆料的性能变差，证明本申请电缆料中不同成分之间的配比是至关重要的，会影响电缆料的综合性能。
将对比例2与实施例1进行对比，取消电缆料中三元乙丙胶和碳酸镧的加入后，电缆料的性能也发生了很大的变化，进一步证明三元乙丙胶、碳酸镧与其他组分之间存在相互作用关系，取消以后，会影响电缆料的性能。
将对比例3与实施例1进行对比，将碳酸镧替换成氧化镧，聚烯烃树脂完全取代有机硅氧烷树脂后，电缆料的性能也变差，进一步证明不同组分之间存在相互作用关系。

Claims (7)

1.一种防潮型电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂20-40份、有机硅氧烷树脂10-30份、四丙氟橡胶10-30份、三元乙丙胶10-30份、碳酸镧10-20份、磷酸三苯酯5-20份、淀粉5-10份、抗氧剂2-6份、润滑剂2-4份和复合稳定剂2-5份。
2.如权利要求1所述的防潮型电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚烯烃树脂30份、有机硅氧烷树脂20份、四丙氟橡胶20份、三元乙丙胶15份、碳酸镧20份、磷酸三苯酯10份、淀粉10份、抗氧剂6份、润滑剂4份和复合稳定剂4份。
3.如权利要求1所述的防潮型电缆料，其特征在于，所述聚烯烃树脂包括聚乙烯和聚丙烯，聚乙烯和聚丙烯的质量比为1-2:1-2。
4.如权利要求1所述的防潮型电缆料，其特征在于，所述抗氧剂包括硫代二丙酸二月桂酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的防潮型电缆料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸镁、石蜡或PE蜡中的至少一种。
6.如权利要求1所述的防潮型电缆料，其特征在于，所述复合稳定剂为稀土钙锌复合稳定剂。
7.权利要求1-6中任一项所述防潮型电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例将聚烯烃树脂、四丙氟橡胶和三元乙丙胶加入密炼机中，于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料一；
(2)混合料一中加入有机硅氧烷树脂，继续于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料二；
(3)向混合料二中加入剩余原料，继续于70-90℃条件下搅拌均匀，得混合料三；
(4)将混合料三加入双螺杆挤出机，螺杆机的转速为150～500转/分，加工温度为150～200℃，挤出、水冷、切粒、干燥，制得。
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