CN115232392A - 一种耐老化聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑料加工技术领域，提出了一种耐老化聚乙烯电缆料及其制备方法，包括以下重量份组分：线性低密度聚乙烯60‑80份、高密度聚乙烯30‑40份、抗氧剂0.6‑1份、钛白粉10‑17份、润滑剂0.7‑2份、改性碳纤维8‑10份、炭黑2.5‑3.5份；所述改性碳纤维为，将碳纤维经改性剂处理后得到改性碳纤维；所述改性剂，包括以下物质：聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯和去离子水。通过上述技术方案，解决了现有技术中聚乙烯电缆料受到光热、氧、微生物等外界环境因素而老化，导致力学性能下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及塑料加工技术领域，具体的，涉及一种耐老化聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(PE)是一种半结晶的热塑性高分子材料，其化学性质稳定、质量小、耐腐蚀、柔韧性好、易加工成型、力学性能优异，常用于制作包装材料、防腐材料、薄膜、通信电缆、承压部件等，已成为生产和生活等各领域中不可或缺的材料之一。目前其用量已约占塑料总量的1/4。
然而，在加工、贮存和使用过程中，聚乙烯电缆料常受到光、热、氧、水分、有毒有害气体、微生物等外界环境因素的作用而老化。老化不仅会导致其外观质量变差，也会使其物理和化学性能产生不可逆转的变化，导致力学性能下降，给安全生产埋下隐患。
发明内容
本发明提出一种耐老化聚乙烯电缆料及其制备方法，解决了相关技术中的聚乙烯电缆料受到光热、氧、微生物等外界环境因素而老化，导致力学性能下降的问题。
本发明的技术方案如下：
一种耐老化聚乙烯电缆料，包括以下重量份组分：线性低密度聚乙烯60-80份、高密度聚乙烯30-40份、抗氧剂0.6-1份、钛白粉10-17份、润滑剂0.7-2份、改性碳纤维8-10份、炭黑2.5-3.5份；
所述改性碳纤维为，将碳纤维经改性剂处理后得到改性碳纤维；
所述改性剂，包括以下物质：聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯和去离子水。
作为进一步技术方案，所述聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯、去离子水的质量比为50-60：15-20：8-10：8-10：800-900。
作为进一步技术方案，所述改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯和一部分去离子水搅拌均匀后，得到混合物A；
S2、向混合物A中加入剩余的去离子水，搅拌均匀后，得到混合物B；
S3、向混合物B中加入二聚羟基硬脂酸酯搅拌后，得到改性剂；
S4、向改性剂中加入碳纤维浸润、干燥后，得到改性碳纤维。
作为进一步技术方案，所述步骤S1中的去离子水的质量与步骤S2中去离子水的质量比为1:10。
作为进一步技术方案，所述步骤S1中搅拌转速为150-200rpm，搅拌时间为20-30min。
作为进一步技术方案，所述步骤S2中搅拌转速为250-300rpm，搅拌时间为15-30min。
作为进一步技术方案，步骤S3中搅拌转速2000-3000rpm，搅拌时间为10-20min。
作为进一步技术方案，步骤S4中浸润的时间为30-60s。
作为进一步技术方案，步骤S4中干燥温度为130-150℃，干燥时间为3-8min。
一种耐老化聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
SS1、称取如权利要求1所述的各组分重量份，备用；
SS2、将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后，加入其他物质混合，得到混合料；
SS3、将混合料进行挤出、造粒，制得电缆料。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明的电缆料中含有线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，在制备电缆料中先将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后再加入其他物质，可以提高电缆料的力学性能，减少因光、热、氧、水分、有毒有害气体、微生物等外界环境因素的作用造成的老化现象。
2、本发明中的改性碳纤维经聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯处理后可以提高碳纤维和树脂的相容性，减少空隙，减少加工过程的磨损，提升碳纤维整体的加工性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种耐老化聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按表1称取所述的各组分重量份，备用；
S2、将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后，加入其他物质混合，得到混合料；
S3、将混合料经双螺杆挤出机进行挤出、造粒，制得电缆料；
按表3设置双螺杆挤出机参数。
其中，改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
SS1、按表2称取各组分重量份，备用；
SS2、将聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯和一部分去离子水搅拌均匀后，得到混合物A；
SS3、向混合物A中加入剩余的去离子水，搅拌均匀后，得到混合物B；
SS4、向混合物B中加入二聚羟基硬脂酸酯搅拌后，得到改性剂；
SS5、向改性剂中加入碳纤维浸润、干燥后，得到改性碳纤维；
步骤SS2中的去离子水的质量与步骤SS3中去离子水的质量比为1:10。
实施例2
一种耐老化聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按表1称取所述的各组分重量份，备用；
S2、将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后，加入其他物质混合，得到混合料；
S3、将混合料经双螺杆挤出机进行挤出、造粒，制得电缆料；
其它与实施例1相同。
实施例3
一种耐老化聚乙烯电缆料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按表1称取所述的各组分重量份，备用；
S2、将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后，加入其他物质混合，得到混合料；
S3、将混合料经双螺杆挤出机进行挤出、造粒，制得电缆料；
其它与实施例1相同。
实施例4
与实施例1相比，实施例4按表2称取改性碳纤维制备过程中各组分重量份，其他与实施例1相同。
实施例5
与实施例1相比，实施例5按表2称取改性碳纤维制备过程中各组分重量份，其他与实施例1相同。
对比例1
与实施例1相比，对比例1将改性碳纤维替换为等量的碳纤维，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，对比例2改性碳纤维的制备，包括以下步骤：
SS1、按表2称取各组分重量份，备用；
SS2、将聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠和一部分去离子水搅拌均匀后，得到混合物A；
SS3、向混合物A中加入剩余的去离子水，搅拌均匀后，得到混合物B；
SS4、向混合物B中加入二聚羟基硬脂酸酯、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯搅拌后，得到改性剂；
SS5、向改性剂中加入碳纤维浸润、干燥后，得到改性碳纤维；
步骤SS2中的去离子水的质量与步骤SS3中去离子水的质量比为1:10；
其他与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，对比例3改性碳纤维的制备，包括以下步骤：
SS1、按表2称取各组分重量份，备用；
SS2、将聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠和一部分去离子水搅拌均匀后，得到混合物A；
SS3、向混合物A中加入剩余的去离子水，搅拌均匀后，得到混合物B；
SS4、向混合物B中加入二聚羟基硬脂酸酯搅拌后，得到改性剂；
SS5、向改性剂中加入碳纤维浸润、干燥后，得到改性碳纤维；
其他与实施例1相同。
对比例4
与对比例3相比，对比例4将二聚羟基硬脂酸酯替换为等量的异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯，其他与对比例3相同。
对比例5
与对比例3相比，对比例5将二聚羟基硬脂酸酯替换为等量的十二烷基苯磺酸钠，其他与对比例3相同。
表1实施例1-3耐老化聚乙烯电缆料各组分重量份
表2改性碳纤维制备过程中各组分重量份
表3双螺杆挤出机各参数
将上述实施例1-5与对比例1-5制备的电缆料耐老化进行测试。
耐老化测定：参考GB/T 15065-2009 电线电缆用黑色聚乙烯塑料，老化测定条件为：100±2℃、240h热空气老化。
表4实施例1-5与对比例1-5制备的电缆料耐老化测试结果
本发明实施例1-5制备得到的电缆料均符合GB/T 15065-2009 电线电缆用黑色聚乙烯塑料中的相关标准。
与实施例1相比，对比例1将改性碳纤维替换成等量的碳纤维，得到的电缆料老化后，拉伸强度和断裂伸长率的变化率高于实施例1。说明通过添加改性碳纤维可以减少老化后拉伸强度和断裂伸长率的变化率。
对比例2更改异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯的添加顺序，对比例3将异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯替换成等量的二聚羟基硬脂酸酯，对比例4将二聚羟基硬脂酸酯替换成等量的异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯，对比例5不添加异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯和二聚羟基硬脂酸酯，得到的电缆料老化后，拉伸强度和断裂伸长率的变化率均高于实施例1，说明更改异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯的添加顺序，或者只添加异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯和二聚羟基硬脂酸酯的一种，会导致电缆料耐老化性能变差。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)
1.一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，包括以下重量份组分：线性低密度聚乙烯60-80份、高密度聚乙烯30-40份、抗氧剂0.6-1份、钛白粉10-17份、润滑剂0.7-2份、改性碳纤维8-10份、炭黑2.5-3.5份；
所述改性碳纤维为，将碳纤维经改性剂处理后得到改性碳纤维；
所述改性剂，包括以下物质：聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯和去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，所述聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯、二聚羟基硬脂酸酯、去离子水的质量比为50-60：15-20：8-10：8-10：800-900。
3.根据权利要求1所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，所述改性碳纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚醚酰亚胺树脂粉末、聚丙烯酸钠、异硬脂醇硬脂酰氧基硬脂酸酯和一部分去离子水搅拌均匀后，得到混合物A；
S2、向混合物A中加入剩余的去离子水，搅拌均匀后，得到混合物B；
S3、向混合物B中加入二聚羟基硬脂酸酯搅拌后，得到改性剂；
S4、向改性剂中加入碳纤维浸润、干燥后，得到改性碳纤维。
4.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，所述步骤S1中的去离子水的质量与步骤S2中去离子水的质量比为1:10。
5.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，所述步骤S1中搅拌转速为150-200rpm，搅拌时间为20-30min。
6.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，所述步骤S2中搅拌转速为250-300rpm，搅拌时间为15-30min。
7.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，步骤S3中搅拌转速2000-3000rpm，搅拌时间为10-20min。
8.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，步骤S4中浸润的时间为30-60s。
9.根据权利要求3所述的一种耐老化聚乙烯电缆料，其特征在于，步骤S4中干燥温度为130-150℃，干燥时间为3-8min。
10.根据权利要求1所述的一种耐老化聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
SS1、称取如权利要求1所述的各组分重量份，备用；
SS2、将线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯混合后，加入其他物质混合，得到混合料；
SS3、将混合料进行挤出、造粒，制得电缆料。
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- 2022-09-21 CN CN202211146693.6A patent/CN115232392A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郝瑞婷等: "耐热型热塑性上浆剂研究进展", 《化工进展》 * |
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