CN113717457B - 一种高强度电缆护套料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度电缆护套料，由以下重量份原料制备而成：35~45份基础树脂、20~30份阻燃剂、16~25份填料、8~12份改性玻璃纤维、1~2份促进剂、0.8~1.5份偶联剂、0.5~1份抗氧剂；所述基础树脂包括：15~24重量份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、10~15重量份乙烯‑丙烯酸酯共聚物、6~10重量份PVC树脂。本发明所述的高强度电缆护套料具有良好的拉伸强度，本发明通过对玻璃纤维进行改性，将其加入到配方体系中能够显著提高拉伸强度，在本发明的基础树脂的体系下，采取本发明改性方法制备得到的改性玻璃纤维相比于其他方法制备得到的改性玻璃纤维能够更加显著的提高拉伸强度。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体涉及一种高强度电缆护套料。
背景技术
随着工业的发展，电线电缆需求量日益增加，而用于电线电缆的绝缘层及护套料大多属于有机聚合物，这类电线电缆在高压、热源、一定温度、氧气浓度等条件下易引发燃烧，所以电缆料的阻燃显得十分必要。
目前市面上的电缆用护套料一般具有良好的阻燃性能，而其强度方面存在不足。
发明内容
本发明提供一种高强度电缆护套料，所述的高强度电缆护套料具有良好的拉伸强度。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种高强度电缆护套料，由以下重量份原料制备而成：35~45份基础树脂、20~30份阻燃剂、16~25份填料、8~12份改性玻璃纤维、1~2份促进剂、0.8~1.5份偶联剂、0.5~1份抗氧剂；
所述基础树脂包括：15~24重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10~15重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物、6~10重量份PVC树脂。
本发明的发明人意外的发现，在本发明中，采取由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、PVC树脂组成的基础树脂，得到的电缆护套料的拉伸强度高。
作为一种优选方案，所述高强度电缆护套料由以下重量份原料制备而成：38~45份基础树脂、20~25份阻燃剂、18~25份填料、8~11份改性玻璃纤维、1.5~2份促进剂、1~1.5份偶联剂、0.6~1份抗氧剂。
作为一种优选方案，所述高强度电缆护套料由以下重量份原料制备而成：41.5份基础树脂、24份阻燃剂、21份填料、10份改性玻璃纤维、1.5份促进剂、1.2份偶联剂、0.8份抗氧剂。
作为一种优选方案，所述基础树脂包括：21.3重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、12重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物、8重量份PVC树脂。
作为一种优选方案，所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将8~15重量份玻璃纤维加入到30~50重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将5~10重量份碳纳米管加入到20~30重量份第二混合酸溶液中，以100~400rpm转速搅拌60~120min，得到碳纳米管混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、15~25重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以500~800W超声处理20~60min，再滴入10~20重量份碳纳米管混合液，在55~65℃水浴下保持50~100min，再加入1~2重量份三乙烯四胺、0.05~0.15重量份硅烷偶联剂KH550，在70~80℃水浴下以200~600rpm转速搅拌2~5h，再加入1~4重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
本发明通过对玻璃纤维进行改性，将其加入到配方体系中能够显著提高拉伸强度。
发明人发现，在本发明的基础树脂的体系下，采取上述改性方法制备得到的改性玻璃纤维相比于其他方法制备得到的改性玻璃纤维能够更加显著的提高拉伸强度。
发明人在碳纳米管、石墨烯、碳纤维中选取作为玻璃纤维的改性剂时，发现， 若采取碳纤维、石墨烯，其在配方体系中的分散性能以及结合力不佳，不能发挥作用，只有采取碳纳米管，更进一步采用单壁碳纳米管，制备得到的改性玻璃纤维能够更加提高拉伸强度。
作为一种优选方案，所述第一混合酸溶液由0.8~2重量份草酸、0.8~2重量份柠檬酸、0.8~2重量份酒石酸、15~25重量份去离子水配制而成。
所述第二混合酸溶液由1~2重量份浓硫酸、1~2重量份浓硝酸、15~25重量份去离子水配制而成。
作为一种优选方案，所述阻燃剂包括10~15重量份氢氧化铝、6~12重量份氢氧化镁、2~5重量份氧化镁。
作为一种优选方案，所述填料为膨润土、二氧化钛、石膏粉、滑石粉、云母粉、碳酸钙、凹凸棒土中的至少两种。
作为一种优选方案，所述填料包括10重量份云母粉、6重量份碳酸钙、5重量份凹凸棒土。
在本发明的配方体系下，采取由云母粉、碳酸钙、凹凸棒土组成的填料能够更加显著的提高拉伸强度。
作为一种优选方案，所述促进剂为促进剂 DTDM。
作为一种优选方案，所述抗氧剂为抗氧剂168。
作为一种优选方案，所述偶联剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯。
本发明的有益效果：本发明所述的高强度电缆护套料具有良好的拉伸强度，本发明通过对玻璃纤维进行改性，将其加入到配方体系中能够显著提高拉伸强度，在本发明的基础树脂的体系下，采取本发明改性方法制备得到的改性玻璃纤维相比于其他方法制备得到的改性玻璃纤维能够更加显著的提高拉伸强度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对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作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。
在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。
实施例1
一种高强度电缆护套料，所述高强度电缆护套料由以下重量份原料制备而成：41.5份基础树脂、24份阻燃剂、21份填料、10份改性玻璃纤维、1.5份促进剂 DTDM、1.2份异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、0.8份抗氧剂168。
所述基础树脂包括：21.3重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA40L-03）、12重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA 1214 AC）、8重量份PVC树脂（PVC-SG3）。
在本发明中，采取由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、PVC树脂组成的基础树脂，得到的电缆护套料的拉伸强度高。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将10重量份玻璃纤维加入到40重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将6重量份单壁碳纳米管加入到24重量份第二混合酸溶液中，以200rpm转速搅拌100min，得到碳纳米管混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、20重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以600W超声处理50min，再滴入10重量份碳纳米管混合液，在60℃水浴下保持80min，再加入1.5重量份三乙烯四胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH550，在75℃水浴下以500rpm转速搅拌4h，再加入1.5重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
本发明通过对玻璃纤维进行改性，将其加入到配方体系中能够显著提高拉伸强度。
在本发明的基础树脂的体系下，采取上述改性方法制备得到的改性玻璃纤维相比于其他方法制备得到的改性玻璃纤维能够更加显著的提高拉伸强度。
所述第一混合酸溶液由1.5重量份草酸、1.2重量份柠檬酸、0.8重量份酒石酸、16.5重量份去离子水配制而成；
所述第二混合酸溶液由1.5重量份浓硫酸、1.5重量份浓硝酸、17重量份去离子水配制而成。
所述阻燃剂包括12重量份氢氧化铝、8重量份氢氧化镁、4重量份氧化镁。
所述填料包括10重量份云母粉、6重量份碳酸钙、5重量份凹凸棒土。
在本发明的配方体系下，采取由云母粉、碳酸钙、凹凸棒土组成的填料能够更加显著的提高拉伸强度。
所述的高强度电缆护套料的制备方法：
S11、将基础树脂加入到密炼机中密炼成型；
S12、再加入阻燃剂、填料、改性玻璃纤维、促进剂 DTDM、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、抗氧剂168密炼成型，在90℃下卸料；
S13、将S12所得料放入开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，得到胶料，滤网为2层，滤橡温度控制在95℃；
S14、将滤橡后的胶料进行翻炼，薄通3次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装，即得高强度电缆护套料。
实施例2
一种高强度电缆护套料，由以下重量份原料制备而成：44份基础树脂、20份阻燃剂、25份填料、8份改性玻璃纤维、1份促进剂 DTDM、1.5份异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、0.5份抗氧剂168。
所述基础树脂包括：24重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA40L-03）、14重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA 1214 AC）、6重量份PVC树脂（PVC-SG3）。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将12重量份玻璃纤维加入到38重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将5重量份单壁碳纳米管加入到25重量份第二混合酸溶液中，以300rpm转速搅拌80min，得到碳纳米管混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、25重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以600W超声处理30min，再滴入12重量份碳纳米管混合液，在60℃水浴下保持60min，再加入1.6重量份三乙烯四胺、0.15重量份硅烷偶联剂KH550，在75℃水浴下以400rpm转速搅拌3h，再加入3重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
所述第一混合酸溶液由1重量份草酸、1重量份柠檬酸、1重量份酒石酸、17重量份去离子水配制而成；
所述第二混合酸溶液由1.5重量份浓硫酸、1.5重量份浓硝酸、17重量份去离子水配制而成。
所述阻燃剂包括10重量份氢氧化铝、7重量份氢氧化镁、3重量份氧化镁。
所述填料包括12重量份云母粉、7重量份碳酸钙、6重量份凹凸棒土。
所述的高强度电缆护套料的制备方法：
S11、将基础树脂加入到密炼机中密炼成型；
S12、再加入阻燃剂、填料、改性玻璃纤维、促进剂 DTDM、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、抗氧剂168密炼成型，在90℃下卸料；
S13、将S12所得料放入开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，得到胶料，滤网为2层，滤橡温度控制在95℃；
S14、将滤橡后的胶料进行翻炼，薄通3次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装，即得高强度电缆护套料。
实施例3
一种高强度电缆护套料，由以下重量份原料制备而成：40.2份基础树脂、30份阻燃剂、16份填料、10份改性玻璃纤维、2份促进剂DTDM、0.8份异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、1份抗氧剂168。
所述基础树脂包括：20重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA40L-03）、10重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA 1214 AC）、10重量份PVC树脂（PVC-SG3）。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将14重量份玻璃纤维加入到36重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将8重量份单壁碳纳米管加入到22重量份第二混合酸溶液中，以200rpm转速搅拌100min，得到碳纳米管混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、20重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以700W超声处理40min，再滴入15重量份碳纳米管混合液，在60℃水浴下保持80min，再加入1.8重量份三乙烯四胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH550，在75℃水浴下以500rpm转速搅拌4h，再加入2重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
所述第一混合酸溶液由2重量份草酸、2重量份柠檬酸、1重量份酒石酸、15重量份去离子水配制而成；
所述第二混合酸溶液由2重量份浓硫酸、2重量份浓硝酸、16重量份去离子水配制而成。
所述阻燃剂包括15重量份氢氧化铝、10重量份氢氧化镁、5重量份氧化镁。
所述填料包括7重量份云母粉、5重量份碳酸钙、4重量份凹凸棒土。
所述的高强度电缆护套料的制备方法：
S11、将基础树脂加入到密炼机中密炼成型；
S12、再加入阻燃剂、填料、改性玻璃纤维、促进剂 DTDM、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、抗氧剂168密炼成型，在90℃下卸料；
S13、将S12所得料放入开炼机上进行翻料切卷，后放入滤橡机进行滤橡，得到胶料，滤网为2层，滤橡温度控制在95℃；
S14、将滤橡后的胶料进行翻炼，薄通3次，切卷送至碾页机碾页后冷却封装，即得高强度电缆护套料。
实施例4
实施例4与实施例1不同之处在于，实施例4所述的填料不同于实施例1，其他都相同。
所述填料包括10重量份膨润土、6重量份二氧化钛、5重量份滑石粉。
实施例5
实施例5与实施例1不同之处在于，实施例5所述的填料不同于实施例1，其他都相同。
所述填料包括10重量份二氧化钛、6重量份碳酸钙、5重量份石膏粉。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1所述的基础树脂不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的基础树脂中不含有PVC树脂。
所述基础树脂包括：25.3重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA40L-03）、16重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA 1214 AC）。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的基础树脂不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的基础树脂中不含有乙烯-丙烯酸酯共聚物。
所述基础树脂包括：27.3重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA40L-03）、14重量份PVC树脂（PVC-SG3）。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的基础树脂不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的基础树脂中不含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
所述基础树脂包括：22.65重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA 1214 AC）、18.65重量份PVC树脂（PVC-SG3）。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4不含有所述的改性玻璃纤维，其他都相同。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5采用玻璃纤维替换改性玻璃纤维，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，对比例6所述的改性玻璃纤维的制备方法不同于实施例1，在本对比例中，所述的改性玻璃纤维的制备方法中，不采用碳纳米管，其他都相同。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将10重量份玻璃纤维加入到40重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将10重量份预处理玻璃纤维、20重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以600W超声处理50min，再加入1.5重量份三乙烯四胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH550，在75℃水浴下以500rpm转速搅拌4h，再加入1.5重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
所述第一混合酸溶液由1.5重量份草酸、1.2重量份柠檬酸、0.8重量份酒石酸、16.5重量份去离子水配制而成；
对比例7
对比例7与实施例1不同之处在于，对比例7所述的改性玻璃纤维的制备方法不同于实施例1，本对比例中，采用碳纤维替换碳纳米管，其他都相同。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将10重量份玻璃纤维加入到40重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将6重量份碳纤维加入到24重量份第二混合酸溶液中，以200rpm转速搅拌100min，得到碳纤维混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、20重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以600W超声处理50min，再滴入10重量份碳纤维混合液，在60℃水浴下保持80min，再加入1.5重量份三乙烯四胺、0.1重量份硅烷偶联剂KH550，在75℃水浴下以500rpm转速搅拌4h，再加入1.5重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维。
所述第一混合酸溶液由1.5重量份草酸、1.2重量份柠檬酸、0.8重量份酒石酸、16.5重量份去离子水配制而成；
所述第二混合酸溶液由1.5重量份浓硫酸、1.5重量份浓硝酸、17重量份去离子水配制而成。
1.实施例1~5、对比例1~7性能测试见表1。
表1 测试结果
| 拉伸强度/MPa | |
| 实施例1 | 39.8 |
| 实施例2 | 36.7 |
| 实施例3 | 37.3 |
| 实施例4 | 33.2 |
| 实施例5 | 33.7 |
| 对比例1 | 30.4 |
| 对比例2 | 30.2 |
| 对比例3 | 29.7 |
| 对比例4 | 19.7 |
| 对比例5 | 25.8 |
| 对比例6 | 28.9 |
| 对比例7 | 30.7 |
从表1中可看出，本发明所述的高强度电缆护套料具有良好的拉伸强度。
对比实施例1~3可知，经过优化的配方以及改性玻璃纤维的制备参数制备得到的护套料具有良好的拉伸强度，其中实施例1为最佳实施方式。
对比实施例1、4、5可知，不同的填料选取能够在一定程度上影响拉伸强度，其中，采取实施例1所述的填料所制备得到的护套料具有更好的拉伸强度。
对比实施例1与对比例1~3可知，采取本发明所述的由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、PVC树脂组成的基础树脂制备得到的护套料具有更佳的拉伸强度。
对比实施例1与对比例4~7可知，本发明所述的改性玻璃纤维能够显著提高拉伸强度，其中所述的改性玻璃纤维的制备方法若不同于实施例1，其制备得到的改性玻璃纤维制备得到的电缆护套料拉伸强度会显著下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种高强度电缆护套料，其特征在于，由以下重量份原料制备而成：35～45份基础树脂、20～30份阻燃剂、16～25份填料、8～12份改性玻璃纤维、1～2份促进剂、0.8～1.5份偶联剂、0.5～1份抗氧剂；
所述基础树脂包括：21.3重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、12重量份乙烯-丙烯酸酯共聚物、8重量份PVC树脂；
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
S1、将8～15重量份玻璃纤维加入到30～50重量份第一混合酸溶液中，分散均匀，过滤，干燥，得到预处理玻璃纤维；
S2、将5～10重量份单壁碳纳米管加入到20～30重量份第二混合酸溶液中，以100～400rpm转速搅拌60～120min，得到碳纳米管混合液；
S3、将10重量份预处理玻璃纤维、15～25重量份异丙醇加入到三口烧瓶中，以500～800W超声处理20～60min，再滴入10～20重量份碳纳米管混合液，在55～65℃水浴下保持50～100min，再加入1～2重量份三乙烯四胺、0.05～0.15重量份硅烷偶联剂KH550，在70～80℃水浴下以200～600rpm转速搅拌2～5h，再加入1～4重量份第一混合酸溶液，分散均匀，过滤，干燥，得到改性玻璃纤维；
所述第一混合酸溶液由0.8～2重量份草酸、0.8～2重量份柠檬酸、0.8～2重量份酒石酸、15～25重量份去离子水配制而成；
所述第二混合酸溶液由1～2重量份浓硫酸、1～2重量份浓硝酸、15～25重量份去离子水配制而成；
所述填料包括10重量份云母粉、6重量份碳酸钙、5重量份凹凸棒土；
所述阻燃剂包括10～15重量份氢氧化铝、6～12重量份氢氧化镁、2～5重量份氧化镁。
2.根据权利要求1所述的高强度电缆护套料，其特征在于，所述高强度电缆护套料由以下重量份原料制备而成：38～45份基础树脂、20～25份阻燃剂、18～25份填料、8～11份改性玻璃纤维、1.5～2份促进剂、1～1.5份偶联剂、0.6～1份抗氧剂。
3.根据权利要求1所述的高强度电缆护套料，其特征在于，所述高强度电缆护套料由以下重量份原料制备而成：41.5份基础树脂、24份阻燃剂、21份填料、10份改性玻璃纤维、1.5份促进剂、1.2份偶联剂、0.8份抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的高强度电缆护套料，其特征在于，所述促进剂为促进剂DTDM；
所述抗氧剂为抗氧剂168。
5.根据权利要求1所述的高强度电缆护套料，其特征在于，所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
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