CN115011014A - 一种聚乙烯电缆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50‑80份、改性线性低密度聚乙烯30‑50份、氯化聚乙烯20‑40份、硅烷偶联剂1‑3份、引发剂0.03‑0.1份、抗氧化剂0.3‑0.8份、马来酸酐接枝聚乙烯10‑20份、改性石墨烯0.5‑1份、阻燃剂10‑30份和填料10‑20份。该电缆材料同时具有优异的阻燃性、力学性能和抗开裂性。

Description

一种聚乙烯电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯电缆材料及其制备方法。
背景技术
电线电缆包括裸线、电器装备用电线电缆、电力电缆、通信电缆和光缆、绕组线，电缆材料是电线电缆绝缘及护套用塑料的俗称，其所用高分子材料主要有聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、氯化聚醚和聚酰胺等，这类高分子材料具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点。
聚乙烯树脂因具有质轻、无臭、无毒、优异的耐低温性及电气性能，被广泛的应用于电缆的制造行业，现已成为制造电缆的重要材料之一。但是，聚乙烯树脂氧指数为17.3，属于易燃的材料，且燃烧后在空气中不易熄灭，这使聚乙烯树脂的应用受到一定的限制。现有的聚乙烯电缆材料在制备时通常会向其中加入阻燃剂从而提升其阻燃性能，但是阻燃剂的加入会导致聚乙烯电缆材料的力学性能下降，长期使用容易出现开裂现象，而且现有的阻燃剂的分散效果有限，进一步导致聚乙烯电缆材料力学性能下降而且性能不稳定。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种聚乙烯电缆材料，其同时具有优异的阻燃性、力学性能和抗开裂性；此外，本发明还提供了上述聚乙烯电缆材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50-80份、改性线性低密度聚乙烯30-50份、氯化聚乙烯20-40份、硅烷偶联剂1-3份、引发剂0.03-0.1份、抗氧化剂0.3-0.8份、马来酸酐接枝聚乙烯10-20份、改性石墨烯0.5-1份、阻燃剂10-30份和填料10-20份。
其中，所述改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯。
通过对线性低密度聚乙烯接枝硅烷进行极性改性，可促进阻燃剂和填料分散均匀，保证了最终材料质量的稳定性，提高了材料的力学性能。
其中，所述改性线性低密度聚乙烯的具体制备过程如下：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：(0.5-2)：(0.1-0.5)的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物。
氢氧化铝、氢氧化镁作为无机阻燃剂加入至体系中，大幅度改善了聚乙烯电缆材料的阻燃性能，氧化锌和硼酸锌作为辅助阻燃剂，其与氢氧化铝、氢氧化镁配合，进一步改善了聚乙烯电缆材料的阻燃性能。
其中，所述聚乙烯电缆材料还包括消烟剂3-8份，所述消烟剂为氧化钼、钼酸锌和八钼酸铵的一种或多种。消烟剂的加入使得聚乙烯电缆材料具有良好的低烟性能。
其中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种。
在一定温度下，硅烷偶联剂作为交联剂，在引发剂作用下使得聚乙烯树脂分子交联形成网络结构，加强了分子间作用力，提高了聚乙烯电缆材料的强度和韧性，并避免了聚乙烯电缆材料做成电缆护套后出现开裂的现象。
其中，所述引发剂为二月桂酸二丁基锡。
填料为纳米二氧化钛、云母粉和滑石粉。填料的加入有效提高了聚乙烯电缆材料的强度。
其中，所述抗氧化剂由质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300混合而成。
其中，所述改性石墨烯的具体制备过程如下：
(a)将质量比为1：(2-3)的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为(0.8-1.1)：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
石墨烯经过改性之后，端部被活化，使得其与树脂相互间的结合程度提高，提高了聚乙烯电缆材料的韧性和抗撕裂性，避免聚乙烯电缆材料制备成电缆护套在使用时因应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命。但是，改性石墨烯的过多加入会降低聚乙烯电缆材料的绝缘性能，本申请中将改性石墨烯的添加量控制在0.5-1份。
本发明的第二方面，提供一种上述聚乙烯电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将高密度聚乙烯、改性线性低密度聚乙烯、氯化聚乙烯加入至高速混合机内，混合均匀；
S2、再向高速混合机中加入硅烷偶联剂、引发剂、抗氧化剂、马来酸酐接枝聚乙烯、改性石墨烯、阻燃剂和填料，继续搅拌混合；
S3、将高速混合机中混合均匀后的混合料加入至双螺杆挤出机中，加工温度为140-160℃，经挤出造粒、干燥、包装，即得成品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中聚乙烯电缆材料具有优异的阻燃性能，良好的低烟性能，同时还具有良好的力学性能和抗开裂性，使用寿命长，而且便于对材料进行后续加工成型。本发明中以高密度聚乙烯、改性线性低密度聚乙烯、氯化聚乙烯为主料，在高温下，引发剂引发聚乙烯树脂分子交联形成网络结构，提高了聚乙烯电缆材料的力学性能，氯化聚乙烯的加入，还可提升材料的阻燃性能，加入马来酸酐接枝聚乙烯，可降低了树脂高分子链之间的相互作用力，链间滑移变得容易，提高了聚乙烯电缆材料的韧性，此外，马来酸酐接枝聚乙烯还能够附着于阻燃剂和填料表面，对其进行有机化处理，改善了阻燃剂、填料与树脂的相容性和分散混合均匀性，在保证了材料具有优异的阻燃性的同时，进一步提高了聚乙烯电缆材料的力学性能和性能稳定性，通过加入改性石墨烯，提高了聚乙烯电缆材料的韧性和抗撕裂性，避免聚乙烯电缆材料制备成电缆护套在使用时因应力分布不匀局部集中导致的电缆开裂的问题，延长使用寿命。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为各实施例中改性线性低密度聚乙烯的制备工艺流程图；
图2为各实施例中改性石墨烯的制备工艺流程图；
图3为实施例1中聚乙烯电缆材料的制备工艺流程图；
图4为实施例2中聚乙烯电缆材料的制备工艺流程；
图5为实施施例1-4、对比例1中制得的聚乙烯电缆材料的拉伸强度测试图；
图6为实施施例1-4、对比例1中制得的聚乙烯电缆材料的断裂伸长率测试图。
具体实施方式
实施例1
一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯62份、改性线性低密度聚乙烯43份、氯化聚乙烯25份、硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)2份、引发剂(二月桂酸二丁基锡)0.05份、抗氧化剂(质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300的混合物)0.3份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、改性石墨烯0.6份、阻燃剂(质量比为5:4:1:1的氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物)25份和填料(质量比为2:2:1的纳米二氧化钛、云母粉和滑石粉的混合物)20份。
其中，改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯，具体制备过程如图1所示，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：1.2：0.2的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
其中，改性石墨烯的具体制备过程如图2所示，包括以下步骤：
(a)将质量比为1：3的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为0.8：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
上述聚乙烯电缆材料的制备方法如图3所示，包括以下步骤：
S1、将高密度聚乙烯、改性线性低密度聚乙烯、氯化聚乙烯加入至高速混合机内，混合均匀；
S2、再向高速混合机中加入硅烷偶联剂、引发剂、抗氧化剂、马来酸酐接枝聚乙烯、改性石墨烯、阻燃剂和填料，继续搅拌混合；
S3、将高速混合机中混合均匀后的混合料加入至双螺杆挤出机中，加工温度为140-160℃，经挤出造粒、干燥、包装，即得成品。
实施例2
一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50份、改性线性低密度聚乙烯50份、氯化聚乙烯32份、硅烷偶联剂(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)1份、引发剂(二月桂酸二丁基锡)0.03份、抗氧化剂(质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300的混合物)0.5份、马来酸酐接枝聚乙烯13份、改性石墨烯0.5份、阻燃剂(质量比为5:3:1:1的氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物)16份、填料(质量比为2:1:1的纳米二氧化钛、云母粉和滑石粉的混合物)17份、消烟剂(氧化钼)5份。
其中，改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯，具体制备过程如图1所示，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：0.8：0.3的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
其中，改性石墨烯的具体制备过程如图2所示，包括以下步骤：
(a)将质量比为1：2的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为1：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
本实施例中聚乙烯电缆材料的制备方法如图4所示，包括以下步骤：
S1、将高密度聚乙烯、改性线性低密度聚乙烯、氯化聚乙烯加入至高速混合机内，混合均匀；
S2、再向高速混合机中加入硅烷偶联剂、引发剂、抗氧化剂、马来酸酐接枝聚乙烯、改性石墨烯、阻燃剂、填料和消烟剂，继续搅拌混合；
S3、将高速混合机中混合均匀后的混合料加入至双螺杆挤出机中，加工温度为140-160℃，经挤出造粒、干燥、包装，即得成品。
实施例3
一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯71份、改性线性低密度聚乙烯37份、氯化聚乙烯40份、硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)3份、引发剂(二月桂酸二丁基锡)0.07份、抗氧化剂(质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300的混合物)0.8份、马来酸酐接枝聚乙烯20份、改性石墨烯0.8份、阻燃剂(质量比为5:5:1:1的氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物)10份、填料(质量比为2:0.8:1的纳米二氧化钛、云母粉和滑石粉的混合物)10份、消烟剂(钼酸锌)3份。
其中，改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯，具体制备过程如图1所示，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：0.5：0.1的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
其中，改性石墨烯的具体制备过程如图2所示，包括以下步骤：
(a)将质量比为1：3的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为1.1：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
本实施例中聚乙烯电缆材料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种聚乙烯电缆材料，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯80份、改性线性低密度聚乙烯30份、氯化聚乙烯20份、硅烷偶联剂(乙烯基三甲氧基硅烷)2份、引发剂(二月桂酸二丁基锡)0.1份、抗氧化剂(质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300的混合物)0.6份、马来酸酐接枝聚乙烯18份、改性石墨烯1份、阻燃剂(质量比为5:3:1:1的氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物)30份、填料(质量比为2:1:1的纳米二氧化钛、云母粉和滑石粉的混合物)14份、消烟剂(氧化钼)8份。
其中，改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯，具体制备过程如图1所示，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：2：0.5的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
其中，改性石墨烯的具体制备过程如图2所示，包括以下步骤：
(a)将质量比为1：2的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为1：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
本实施例中聚乙烯电缆材料的制备方法与实施例1相同。
对比例1
对比例1为实施例2的对比实验例，对比例1中将改性线性低密度聚乙烯替换为线性低密度聚乙烯，未加入氯化聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和改性石墨烯，其余组分及配比均与实施例2相同，并且聚乙烯电缆材料的制备方法与实施例2相同。
将实施例1-4、对比例1制备得到的聚乙烯电缆材料进行各项性能测试，具体测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002964071130000061
Figure BDA0002964071130000071
由表1、图5和图6中的测试结果可知，实施例1-4中制得的聚乙烯电缆材料各项性能参数均符合指标值，而且与对比例1相比，其在保证材料具有优异的阻燃性能、良好的低烟性能的同时，还具有良好的力学性能和抗开裂性。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种聚乙烯电缆材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯50-80份、改性线性低密度聚乙烯30-50份、氯化聚乙烯20-40份、硅烷偶联剂1-3份、引发剂0.03-0.1份、抗氧化剂0.3-0.8份、马来酸酐接枝聚乙烯10-20份、改性石墨烯0.5-1份、阻燃剂10-30份和填料10-20份。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述改性线性低密度聚乙烯为经硅烷接枝改性的线性低密度聚乙烯。
3.根据权利要求2所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述改性线性低密度聚乙烯的具体制备过程如下：
(1)将线性低密度聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷和引发剂DCP以质量比为100：(0.5-2)：(0.1-0.5)的比例进行混合得到混合料；
(2)将步骤(1)中制得的混合料加入至挤出机中，加工温度为100-120℃，经挤出造粒，干燥处理，即得改性线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌和硼酸锌的混合物。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述聚乙烯电缆材料还包括消烟剂3-8份，所述消烟剂为氧化钼、钼酸锌和八钼酸铵的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的一种。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述引发剂为二月桂酸二丁基锡。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述抗氧化剂由质量比为1:2的抗氧剂1010和抗氧剂300混合而成。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯电缆材料，其特征在于，所述改性石墨烯的具体制备过程如下：
(a)将质量比为1：(2-3)的浓硫酸和浓硝酸加入至反应容器中混合均匀；
(b)再向其中加入石墨烯，在0-4℃水浴中搅拌反应3-6h，其中，石墨烯与浓硫酸的质量比为(0.8-1.1)：1；
(c)反应结束后，反应溶液经过滤、洗涤至中性，即得到改性石墨烯。
10.一种如权利要求1所述的聚乙烯电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将高密度聚乙烯、改性线性低密度聚乙烯、氯化聚乙烯加入至高速混合机内，混合均匀；
S2、再向高速混合机中加入硅烷偶联剂、引发剂、抗氧化剂、马来酸酐接枝聚乙烯、改性石墨烯、阻燃剂和填料，继续搅拌混合；
S3、将高速混合机中混合均匀后的混合料加入至双螺杆挤出机中，加工温度为140-160℃，经挤出造粒、干燥、包装，即得成品。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115926298A (zh) * 2023-02-10 2023-04-07 深圳市利路通科技实业有限公司 一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法
CN117050418A (zh) * 2023-09-27 2023-11-14 广东远光特种导线有限公司 一种光伏电缆用高分子材料的制备工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115926298A (zh) * 2023-02-10 2023-04-07 深圳市利路通科技实业有限公司 一种消防用阻燃电缆材料及其制备方法
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