CN113583336A - 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113583336A
CN113583336A CN202110835060.5A CN202110835060A CN113583336A CN 113583336 A CN113583336 A CN 113583336A CN 202110835060 A CN202110835060 A CN 202110835060A CN 113583336 A CN113583336 A CN 113583336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
area
antioxidant
cable material
heat
semiconductive shielding
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.)
Granted
Application number
CN202110835060.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113583336B (zh
Inventor
顾金云
张国清
张人尹
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.)
Jiangyin Haijiang Polymer Material Co ltd
Original Assignee
Jiangyin Haijiang Polymer Material 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 Jiangyin Haijiang Polymer Material Co ltd filed Critical Jiangyin Haijiang Polymer Material Co ltd
Priority to CN202110835060.5A priority Critical patent/CN113583336B/zh
Publication of CN113583336A publication Critical patent/CN113583336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113583336B publication Critical patent/CN113583336B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料及其制备方法，具体涉及PP电缆屏蔽料技术领域，包括：混炼复配均聚物、科莱恩OP蜡、抗氧剂和导电填料。本发明使得半导电屏蔽PP电缆材料在高寒地区低温环境中断裂伸长率性能佳，可有效保证半导电屏蔽PP电缆材料在高寒低温环境中的弹性和延展性，减少发硬发脆现象，可提高半导电屏蔽PP电缆材料在低温环境中的拉伸性能，保证电缆外部的弹性，保证电缆的使用寿命，同样导电性交联型加入导电炭黑的量远远大于非交联型；本发明中的耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料为非交联型且加入导电炭黑量少，具有环保低碳效果，但其材料导电性能及超净度优于交联型。

Description

一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PP电缆屏蔽料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料及其制备方法。
背景技术
电缆是一种电能或信号传输装置。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。PP(高聚物聚丙烯)一般指聚丙烯，是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。改性的聚丙烯可用于制作家用电器的绝缘外壳及洗衣机内胆，普遍用于电线电缆和其他电器的绝缘材料。
现有的耐热电屏蔽PP电缆材料，在高原、高寒地区使用时的结构稳定性不佳，容易产生冻伤发硬发脆，缩短使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料及其制备方法。
一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，按照重量百分比计算包括：68.70～80.90％的混炼复配均聚物、4.60～7.80％的科莱恩OP蜡、0.24～0.46％的抗氧剂，其余为导电填料。
进一步的，所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：45.80～48.60％的PP树脂、32.40～34.60％的PP-R料，其余为环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：14.80～15.60％的三维石墨烯多孔薄膜、14.80～15.60％的乙炔炭黑、14.80～15.60％的膨胀石墨、13.50～14.70％的聚酰亚胺纤维、13.50～14.70％的纳米纤维素、13.50～14.70％的纳米二硼化锆，其余为纳米碳酸钙。
进一步的，按照重量百分比计算包括：68.70％的混炼复配均聚物、4.60％的科莱恩OP蜡、0.24％的抗氧剂、26.46％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：45.80％的PP树脂、32.40％的PP-R料、21.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：14.80％的三维石墨烯多孔薄膜、14.80％的乙炔炭黑、14.80％的膨胀石墨、13.50％的聚酰亚胺纤维、13.50％的纳米纤维素、13.50％的纳米二硼化锆、15.10％的纳米碳酸钙。
进一步的，按照重量百分比计算包括：80.90％的混炼复配均聚物、7.80％的科莱恩OP蜡、0.46％的抗氧剂、10.84％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：48.60％的PP树脂、34.60％的PP-R料、16.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.60％的三维石墨烯多孔薄膜、15.60％的乙炔炭黑、15.60％的膨胀石墨、14.70％的聚酰亚胺纤维、14.70％的纳米纤维素、14.70％的纳米二硼化锆、9.10％的纳米碳酸钙。
进一步的，按照重量百分比计算包括：74.80％的混炼复配均聚物、6.20％的科莱恩OP蜡、0.35％的抗氧剂、18.65％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：47.20％的PP树脂、33.50％的PP-R料、19.30％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.20％的三维石墨烯多孔薄膜、15.20％的乙炔炭黑、15.20％的膨胀石墨、14.10％的聚酰亚胺纤维、14.10％的纳米纤维素、14.10％的纳米二硼化锆、12.10％的纳米碳酸钙。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-60、抗氧剂HP-10、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂1076、抗氧剂300和抗氧剂DSTP中一种或多种复配制成。
本发明还提供一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的混炼复配均聚物、科莱恩OP蜡、抗氧剂和导电填料；
步骤二：将混炼复配均聚物进行机械搅拌混合超声处理10～20分钟，得到复合混炼复配均聚物；
步骤三：将步骤二中二分之一重量份制得的复合混炼复配均聚物和步骤一中二分之一重量份的导电填料进行超声震荡分散处理10～20分钟，得到混合料A；
步骤四：将步骤一的科莱恩OP蜡和抗氧剂与剩余的复合混炼复配均聚物和导电填料进行混合搅拌处理后，得到混合料B；
步骤五：将混合料B从主进料口投入到往复式混炼机中，将混合料A从副进料口投入到往复式混炼机中；
步骤六：往复式混炼机将物料挤出，然后切粒、冷却、筛分、输送，得到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料。
进一步的，在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40～60r/min，超声波频率为28～32KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5～1.8MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400～1600r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50～70r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
进一步的，在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40r/min，超声波频率为28KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
进一步的，在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为50r/min，超声波频率为30KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.75MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1500r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速60r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，半导电屏蔽PP电缆材料在高寒地区低温环境中断裂伸长率性能佳，可有效保证半导电屏蔽PP电缆材料在高寒低温环境中的弹性和延展性，减少发硬发脆现象，可提高半导电屏蔽PP电缆材料在低温环境中的拉伸性能，使得半导电屏蔽PP电缆材料能够应用在高原、高寒环境中的电缆中，保证电缆外部的弹性，避免半导电屏蔽PP电缆材料使用过程中产生发硬发脆问题，保证电缆的使用寿命；三维石墨烯多孔薄膜作为耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料中的导电成分，覆盖面更大，加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的导电性能；乙炔炭黑可提高导电性及材料干净度；膨胀石墨均匀分散到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料内部，可有效提高耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐高低温性能和柔韧性能；聚酰亚胺纤维可有效加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐温变性能和耐腐蚀性能，同时降低耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的重量，增加电缆的柔软性为电缆减负，进一步延长电缆在高原、高寒地区的使用寿命；纳米纤维素可有效加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐热性能和结构稳定性；纳米二硼化锆均匀弥散在耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，可进一步加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐热性能、导电性能和抗腐蚀性能；纳米碳酸钙；本发明中的耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料为非交联型且加入导电炭黑量少，具有环保低碳效果，但其材料导电性能及超净度优于交联型；
2、本发明在制备耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的过程中，步骤二中对混炼复配均聚物进行机械搅拌混合同时采用频率为30KHz超声处理，可有效加强混炼复配均聚物的混合均匀效果，同时超声处理可加强混炼复配均聚物内部的空化效应，进一步加强混炼复配均聚物之间的接触结合效果，使得混炼复配均聚物安全性和稳定性更佳；步骤三中将部分复合混炼复配均聚物和导电填料进行超声震荡分散处理，可有效加强复合混炼复配均聚物和导电填料的预混合处理，使得复合混炼复配均聚物和导电填料混合均匀在一起，保证耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料内部结构稳定性和安全性，加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料在高寒低温环境下的抗压性能，减少损伤，进而延长电缆的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，按照重量百分比计算包括：68.70％的混炼复配均聚物、4.60％的科莱恩OP蜡、0.24％的抗氧剂、26.46％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：45.80％的PP树脂、32.40％的PP-R料、21.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：14.80％的三维石墨烯多孔薄膜、14.80％的乙炔炭黑、14.80％的膨胀石墨、13.50％的聚酰亚胺纤维、13.50％的纳米纤维素、13.50％的纳米二硼化锆、15.10％的纳米碳酸钙；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-60、抗氧剂HP-10、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂1076、抗氧剂300和抗氧剂DSTP中一种或多种复配制成；
本发明还提供一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的混炼复配均聚物、科莱恩OP蜡、抗氧剂和导电填料；
步骤二：将混炼复配均聚物进行机械搅拌混合超声处理10分钟，得到复合混炼复配均聚物；
步骤三：将步骤二中二分之一重量份制得的复合混炼复配均聚物和步骤一中二分之一重量份的导电填料进行超声震荡分散处理10分钟，得到混合料A；
步骤四：将步骤一的科莱恩OP蜡和抗氧剂与剩余的复合混炼复配均聚物和导电填料进行混合搅拌处理后，得到混合料B；
步骤五：将混合料B从主进料口投入到往复式混炼机中，将混合料A从副进料口投入到往复式混炼机中；
步骤六：往复式混炼机将物料挤出，然后切粒、冷却、筛分、输送，得到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料。
在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40r/min，超声波频率为28KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
实施例2：
与实施例1不同的是，按照重量百分比计算包括：80.90％的混炼复配均聚物、7.80％的科莱恩OP蜡、0.46％的抗氧剂、10.84％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：48.60％的PP树脂、34.60％的PP-R料、16.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括15.60％的三维石墨烯多孔薄膜、15.60％的乙炔炭黑、15.60％的膨胀石墨、14.70％的聚酰亚胺纤维、14.70％的纳米纤维素、14.70％的纳米二硼化锆、9.10％的纳米碳酸钙。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，按照重量百分比计算包括：74.80％的混炼复配均聚物、6.20％的科莱恩OP蜡、0.35％的抗氧剂、18.65％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：47.20％的PP树脂、33.50％的PP-R料、19.30％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.20％的三维石墨烯多孔薄膜、15.20％的乙炔炭黑、15.20％的膨胀石墨、14.10％的聚酰亚胺纤维、14.10％的纳米纤维素、14.10％的纳米二硼化锆、12.10％的纳米碳酸钙。
分别取上述实施例1-3所制得的半导电屏蔽PP电缆材料与对照组一的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组二的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组三的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组四的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组五的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组六的半导电屏蔽PP电缆材料和对照组七的半导电屏蔽PP电缆材料，对照组一的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无三维石墨烯多孔薄膜，对照组二的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无乙炔炭黑，对照组三的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无膨胀石墨，对照组四的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无聚酰亚胺纤维，对照组五的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无纳米纤维素，对照组六的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无纳米二硼化锆，对照组七的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比无纳米碳酸钙，分十组分别测试三个实施例中制备的半导电屏蔽PP电缆材料以及七个对照组的半导电屏蔽PP电缆材料，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表一所示：
表一：
Figure BDA0003176881200000061
由表一可知，当耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的原料配比为：按照重量百分比计算包括：74.80％的混炼复配均聚物、6.20％的科莱恩OP蜡、0.35％的抗氧剂、18.65％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：47.20％的PP树脂、33.50％的PP-R料、19.30％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.20％的三维石墨烯多孔薄膜、15.20％的乙炔炭黑、15.20％的膨胀石墨、14.10％的聚酰亚胺纤维、14.10％的纳米纤维素、14.10％的纳米二硼化锆、12.10％的纳米碳酸钙时，半导电屏蔽PP电缆材料在高寒地区低温环境中断裂伸长率性能佳，可有效保证半导电屏蔽PP电缆材料在高寒低温环境中的弹性和延展性，减少发硬发脆现象，可提高半导电屏蔽PP电缆材料在低温环境中的拉伸性能，使得半导电屏蔽PP电缆材料能够应用在高原、高寒环境中的电缆中，保证电缆外部的弹性，避免半导电屏蔽PP电缆材料使用过程中产生发硬发脆问题，保证电缆的使用寿命；故实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的混合复配均聚物为耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的主要支撑材料，用于保证材料的稳定性和安全性；科莱恩OP蜡可作为润滑剂和分散剂提高耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料内部的均匀性和表面光滑性能；抗氧剂用于提高耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的抗氧化性能；导电填料用于对耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料进行填充，提高耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的导电性能、耐高低温性能和安全性能；混炼复配均聚物中的PP树脂作为材料的基础支撑，PP-R料结构强度高，质量轻，耐腐蚀性能佳，可为PP树脂进行补强，提高材料的安全性和稳定性，环氧树脂作为粘结基料，将PP树脂和PP-R料紧密连接在一起，保证材料的稳定性和安全性，同时使得材料与电缆外部绝缘层的接触紧密度更高；导电填料中的三维石墨烯多孔薄膜，内部是一种三维连续网络结构，作为耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料中的导电成分，覆盖面更大，加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的导电性能；乙炔炭黑，为高结构易分散型炭黑，加入量少且易于分散，如离子含量及硫含量相对减少，提高了导电性及材料干净度；膨胀石墨，同时具有耐冷热、耐腐蚀、自润滑、柔软、回弹性、低的应力松弛率特点，膨胀石墨均匀分散到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料内部，可有效提高耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐高低温性能和柔韧性能；聚酰亚胺纤维，同时具备耐高低温性能、自熄性能、耐辐射性能、耐腐蚀性能和低密度性，可有效加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐温变性能和耐腐蚀性能，同时降低耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的重量，为电缆减负，进一步延长电缆在高原、高寒地区的使用寿命；纳米纤维素，纳米纤维素可在氢键、范德华力或静电力等非极性键力作用下自行组装成薄片状纳米膜，这种膜材料具有离子扩散快、耐高温等性能优势，可有效加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐热性能和结构稳定性；纳米二硼化锆，具有耐高温、高硬度、高稳定性和良好的导电性、导热性、抗氧化性和抗化学腐蚀性，将纳米二硼化锆均匀弥散在耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，可进一步加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的耐热性能、导电性能和抗腐蚀性能；纳米碳酸钙，纳米碳酸钙在材料中具有空间立体结构、又有良好的分散性，具有良好的半补强作用，可提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量；同时，三维石墨烯多孔薄膜、乙炔炭黑、膨胀石墨、聚酰亚胺纤维、纳米纤维素、纳米二硼化锆和纳米碳酸钙配合使用，可进一步加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的导电性、耐热性、耐低温性能和结构稳定性与安全性；本发明中的耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料为非交联型且加入导电炭黑量少，具有环保低碳效果，但其材料导电性能及超净度优于交联型。
实施例4：
本发明提供了一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，按照重量百分比计算包括：74.80％的混炼复配均聚物、6.20％的科莱恩OP蜡、0.35％的抗氧剂、18.65％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：47.20％的PP树脂、33.50％的PP-R料、19.30％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.20％的三维石墨烯多孔薄膜、15.20％的乙炔炭黑、15.20％的膨胀石墨、14.10％的聚酰亚胺纤维、14.10％的纳米纤维素、14.10％的纳米二硼化锆、12.10％的纳米碳酸钙；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-60、抗氧剂HP-10、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂1076、抗氧剂300和抗氧剂DSTP中一种或多种复配制成；
本发明还提供一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的混炼复配均聚物、科莱恩OP蜡、抗氧剂和导电填料；
步骤二：将混炼复配均聚物进行机械搅拌混合超声处理15分钟，得到复合混炼复配均聚物；
步骤三：将步骤二中二分之一重量份制得的复合混炼复配均聚物和步骤一中二分之一重量份的导电填料进行超声震荡分散处理15分钟，得到混合料A；
步骤四：将步骤一的科莱恩OP蜡和抗氧剂与剩余的复合混炼复配均聚物和导电填料进行混合搅拌处理后，得到混合料B；
步骤五：将混合料B从主进料口投入到往复式混炼机中，将混合料A从副进料口投入到往复式混炼机中；
步骤六：往复式混炼机将物料挤出，然后切粒、冷却、筛分、输送，得到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料。
在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40r/min，超声波频率为28KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
实施例5：
与实施例4不同的是，在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为60r/min，超声波频率为32KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.8MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1600r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速70r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
实施例6：
与实施例4-5均不同的是，在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为50r/min，超声波频率为30KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.75MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1500r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速60r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
分别取上述实施例4-6所制得的半导电屏蔽PP电缆材料与对照组八的半导电屏蔽PP电缆材料、对照组九的半导电屏蔽PP电缆材料和对照组十的半导电屏蔽PP电缆材料，对照组八的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比直接将全部原料加入到往复式混炼机中，对照组九的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比没有步骤二中的操作，对照组十的半导电屏蔽PP电缆材料与实施例相比没有步骤三中的操作，分六组分别测试三个实施例中制备的半导电屏蔽PP电缆材料以及三个对照组的半导电屏蔽PP电缆材料，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表二所示：
表二：
Figure BDA0003176881200000091
Figure BDA0003176881200000101
由表二可知，实施例6为本发明的较佳实施方式；步骤二中对混炼复配均聚物进行机械搅拌混合同时采用频率为30KHz超声处理，可有效加强混炼复配均聚物的混合均匀效果，同时超声处理可加强混炼复配均聚物内部的空化效应，进一步加强混炼复配均聚物之间的接触结合效果，使得混炼复配均聚物安全性和稳定性更佳；步骤三中将部分复合混炼复配均聚物和导电填料进行超声震荡分散处理，可有效加强复合混炼复配均聚物和导电填料的预混合处理，使得复合混炼复配均聚物和导电填料混合均匀在一起，保证耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料内部结构稳定性和安全性，加强耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料在高寒低温环境下的抗压性能，减少损伤，进而延长电缆的使用寿命；步骤四中将科莱恩OP蜡、抗氧化剂和剩余复合混炼复配均聚物与导电填料进行预混合，加强科莱恩OP蜡、抗氧化剂、导电填料在耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料中的分布均匀性；步骤五中使用往复混炼机对物料进行往复式混炼处理，进一步提高物料混合均匀性；步骤六中对混炼料进行挤出、切粒、冷却、筛分和输送处理，保证耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的正常产出。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：68.70～80.90％的混炼复配均聚物、4.60～7.80％的科莱恩OP蜡、0.24～0.46％的抗氧剂，其余为导电填料。
2.根据权利要求1所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：45.80～48.60％的PP树脂、32.40～34.60％的PP-R料，其余为环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：14.80～15.60％的三维石墨烯多孔薄膜、14.80～15.60％的乙炔炭黑、14.80～15.60％的膨胀石墨、13.50～14.70％的聚酰亚胺纤维、13.50～14.70％的纳米纤维素、13.50～14.70％的纳米二硼化锆，其余为纳米碳酸钙。
3.根据权利要求2所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：68.70％的混炼复配均聚物、4.60％的科莱恩OP蜡、0.24％的抗氧剂、26.46％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：45.80％的PP树脂、32.40％的PP-R料、21.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：14.80％的三维石墨烯多孔薄膜、14.80％的乙炔炭黑、14.80％的膨胀石墨、13.50％的聚酰亚胺纤维、13.50％的纳米纤维素、13.50％的纳米二硼化锆、15.10％的纳米碳酸钙。
4.根据权利要求2所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：80.90％的混炼复配均聚物、7.80％的科莱恩OP蜡、0.46％的抗氧剂、10.84％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：48.60％的PP树脂、34.60％的PP-R料、16.80％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.60％的三维石墨烯多孔薄膜、15.60％的乙炔炭黑、15.60％的膨胀石墨、14.70％的聚酰亚胺纤维、14.70％的纳米纤维素、14.70％的纳米二硼化锆、9.10％的纳米碳酸钙。
5.根据权利要求2所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：74.80％的混炼复配均聚物、6.20％的科莱恩OP蜡、0.35％的抗氧剂、18.65％导电填料；所述混炼复配均聚物按照重量百分比计算包括：47.20％的PP树脂、33.50％的PP-R料、19.30％的环氧树脂；所述导电填料按照重量百分比计算包括：15.20％的三维石墨烯多孔薄膜、15.20％的乙炔炭黑、15.20％的膨胀石墨、14.10％的聚酰亚胺纤维、14.10％的纳米纤维素、14.10％的纳米二硼化锆、12.10％的纳米碳酸钙。
6.根据权利要求2所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-60、抗氧剂HP-10、抗氧剂1024、抗氧剂1035、抗氧剂1076、抗氧剂300和抗氧剂DSTP中一种或多种复配制成。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的混炼复配均聚物、科莱恩OP蜡、抗氧剂和导电填料；
步骤二：将混炼复配均聚物进行机械搅拌混合超声处理10～20分钟，得到复合混炼复配均聚物；
步骤三：将步骤二中二分之一重量份制得的复合混炼复配均聚物和步骤一中二分之一重量份的导电填料进行超声震荡分散处理10～20分钟，得到混合料A；
步骤四：将步骤一的科莱恩OP蜡和抗氧剂与剩余的复合混炼复配均聚物和导电填料进行混合搅拌处理后，得到混合料B；
步骤五：将混合料B从主进料口投入到往复式混炼机中，将混合料A从副进料口投入到往复式混炼机中；
步骤六：往复式混炼机将物料挤出，然后切粒、冷却、筛分、输送，得到耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料。
8.根据权利要求7所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，其特征在于：在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40～60r/min，超声波频率为28～32KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5～1.8MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400～1600r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50～70r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
9.根据权利要求8所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，其特征在于：在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为40r/min，超声波频率为28KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.5MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1400r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速50r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
10.根据权利要求8所述的一种耐热柔软半导电屏蔽PP电缆材料的制备方法，其特征在于：在步骤二中，采用行星式搅拌机进行搅拌，搅拌转速为50r/min，超声波频率为30KHz；在步骤三中，超声震荡频率为1.75MHz；在步骤四中，采用高速搅拌机进行搅拌，搅拌转速为1500r/min；步骤六中，往复式混炼机螺杆转速60r/min，从加料到机头口模依次为1#区、2#区、3#区、4#区,1#区模温为180～190℃，2#区模温为190～200℃、3#区模温为200～210℃、4#区模温为210～220℃。
CN202110835060.5A 2021-07-23 2021-07-23 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法 Active CN113583336B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110835060.5A CN113583336B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110835060.5A CN113583336B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113583336A true CN113583336A (zh) 2021-11-02
CN113583336B CN113583336B (zh) 2023-03-28

Family

ID=78249541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110835060.5A Active CN113583336B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113583336B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010209484A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Kaneka Corp 導電性ポリイミド繊維及びその利用
CN104927202A (zh) * 2015-07-13 2015-09-23 苏州新区华士达工程塑胶有限公司 一种高韧性保险杠用塑料
CN105086131A (zh) * 2015-04-29 2015-11-25 宁波职业技术学院 一种石墨烯改性的聚丙烯材料
CN106009265A (zh) * 2016-06-14 2016-10-12 清华大学 一种用于聚丙烯绝缘电缆的半导电屏蔽材料的制备方法
CN106317622A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 一种高弹性高韧性通信用聚丙烯电缆料及其制备方法
CN106977812A (zh) * 2017-04-18 2017-07-25 常州中超石墨烯电力科技有限公司 用于10‑220kV电缆的半导电屏蔽材料及制备方法
CN107032329A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 全球能源互联网研究院 一种纳米-微米分级孔道结构的三维石墨烯及其制备方法
CN109096606A (zh) * 2018-07-17 2018-12-28 铜陵市铜都特种线缆有限公司 一种阻燃耐高温防腐蚀电缆包裹层及其制造方法
CN111138718A (zh) * 2019-11-25 2020-05-12 中国制浆造纸研究院有限公司 一种含纳米纤维素的树脂添加剂的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010209484A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Kaneka Corp 導電性ポリイミド繊維及びその利用
CN105086131A (zh) * 2015-04-29 2015-11-25 宁波职业技术学院 一种石墨烯改性的聚丙烯材料
CN104927202A (zh) * 2015-07-13 2015-09-23 苏州新区华士达工程塑胶有限公司 一种高韧性保险杠用塑料
CN107032329A (zh) * 2016-02-03 2017-08-11 全球能源互联网研究院 一种纳米-微米分级孔道结构的三维石墨烯及其制备方法
CN106009265A (zh) * 2016-06-14 2016-10-12 清华大学 一种用于聚丙烯绝缘电缆的半导电屏蔽材料的制备方法
CN106317622A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 一种高弹性高韧性通信用聚丙烯电缆料及其制备方法
CN106977812A (zh) * 2017-04-18 2017-07-25 常州中超石墨烯电力科技有限公司 用于10‑220kV电缆的半导电屏蔽材料及制备方法
CN109096606A (zh) * 2018-07-17 2018-12-28 铜陵市铜都特种线缆有限公司 一种阻燃耐高温防腐蚀电缆包裹层及其制造方法
CN111138718A (zh) * 2019-11-25 2020-05-12 中国制浆造纸研究院有限公司 一种含纳米纤维素的树脂添加剂的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李贺军 等: "《先进复合材料学》", 31 December 2016, 西北工业大学出版社 *
王文广 等: "《聚合物改性原理》", 31 March 2018, 中国轻工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113583336B (zh) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Bacterial cellulose composite solid polymer electrolyte with high tensile strength and lithium dendrite inhibition for long life battery
US7619165B2 (en) Cable with thermoplastic insulation
CN104245826B (zh) 含氟弹性体组合物及其制造方法、成型体、交联物、以及包覆电线
JP6545145B2 (ja) 複合樹脂成型体
CN108239402A (zh) 一种硅橡胶绝缘胶组合物及其制备方法
CN105131419A (zh) 一种高压直流电缆用半导电屏蔽料及其制备方法
CN109942932A (zh) 一种耐温高压电缆绝缘料及其制备方法
CN115216082B (zh) 剥离强度改善型半导电屏蔽料、制备方法、制品和电缆
CN113943454A (zh) 一种石墨烯和碳纳米管协效高电性能半导电屏蔽料及其制备方法
CN106883618B (zh) 海工用耐海水高强度高电阻热塑性弹性体复合材料及其制备方法以及在防水软电缆中的应用
CN113583336B (zh) 一种耐热柔软半导电屏蔽pp电缆材料及其制备方法
CN107767989A (zh) 一种聚醚醚酮高压柔性直流输电光纤复合挤出电缆
CN110903545A (zh) 一种抗老化耐酸碱电缆材料及其制备方法
CN114276604B (zh) 一种高绝缘光伏线缆材料及其制备方法和应用
CN111393771B (zh) 一种电线电缆用pvc阻燃塑料粒子及其制备工艺
CN114758836A (zh) 一种新能源汽车用高导热电缆及其生产工艺
Li et al. Design of HDPE‐based nanocomposite with excellent thermal‐oxidative aging resistance, mechanical properties and electrical insulation properties: Dispersing nano‐ZnO assisted by natural rubber latex
CN113754947A (zh) 一种基于高石墨化程度导电炭黑制备高压电缆半导电屏蔽料的方法
CN112898663A (zh) 一种pe复合材料及其制备方法
JPH01185368A (ja) 黒鉛繊維含有複合樹脂組成物
Sena et al. The effect of inorganic particles on the breakdown strength and mechanical properties of EVA‐based composites
CN111269487A (zh) 一种通信电缆
CN109233096A (zh) 一种耐磨性能和阻燃性能好的电缆护套料及其制备方法
CN110372958B (zh) 一种改性epdm/pp共混物闭孔材料及其制备方法
TWI402860B (zh) 具有強化之流變性與操作性的電纜絕緣組成物

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