CN117511086A - 一种耐腐蚀电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆材料技术领域，提出了一种耐腐蚀电缆及其制备方法，包括导体、耐腐蚀层；所述耐腐蚀层包括如下重量份原料：90‑140份PVC树脂、10‑20份低密度聚乙烯、20‑40份改性碳酸钙、5‑10份热稳定剂、1‑3份润滑剂、5‑8份紫外吸收剂UV‑531、4‑8份抗氧剂；所述改性碳酸钙为碳酸钙经硬脂酸和N‑(6‑氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改性得到。通过上述技术方案，解决了相关技术中电缆材料耐腐蚀性低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电缆材料技术领域，具体的，涉及一种耐腐蚀电缆及其制备方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用。因聚氯乙烯（PVC）材料具有各种优异的性能，如机械强度高、透明性好、阻燃性强，而且加工性能良好、价格低廉，现有技术中，电线电缆外层通常选择PVC材料进行包覆。随着电缆应用范围的增大，对电缆外层的耐腐蚀性能提出了更高的要求。而电缆外层的耐腐蚀性较差，一旦发生事故，将会带来巨大的经济损失和人员伤亡。
发明内容
本发明提出一种耐腐蚀电缆及其制备方法，解决了相关技术中电缆材料耐腐蚀性低的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明提出一种耐腐蚀电缆，包括导体、耐腐蚀层，按重量份数计，所述耐腐蚀层原料包括以下组分：90-140份PVC树脂、10-20份低密度聚乙烯、20-40份改性碳酸钙、5-10份热稳定剂、1-3份润滑剂、5-8份紫外吸收剂UV-531、4-8份抗氧剂；
所述改性碳酸钙为碳酸钙经硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改性得到。
作为进一步的技术方法，所述硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量和为碳酸钙质量的1.0%-3.0%。
作为进一步的技术方法，所述硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷质量比为1：0.5-3。
作为进一步的技术方法，所述硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷质量比为1：1-2。
作为进一步的技术方法，所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：先将碳酸钙和硬脂酸混合均匀进行第一次改性，再加入N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷进行第二次改性，得到改性碳酸钙。
作为进一步的技术方法，所述第一次改性的温度和第二次改性的温度各自独立的为50-70℃，所述第一次改性的时间和第二次改性的时间各自独立的为10-20min。
作为进一步的技术方法，所述第一次改性时转速为3000r/min，所述第二次改性时转速为5000r/min。
作为进一步的技术方法，所述热稳定剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镉、硬脂酸钙中的一种或多种。
作为进一步的技术方法，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂DLTDP、抗氧剂DMTP中的一种或多种。
作为进一步的技术方法，所述润滑剂包括石蜡、聚乙烯蜡、蒙旦蜡中的一种或多种。
本发明还包括一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将PVC树脂、低密度聚乙烯、改性碳酸钙、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂和紫外吸收剂UV-531混合均匀后，进行混炼，制得混炼胶；
S2、将混炼胶挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。
作为进一步的技术方法，所述混炼的温度为90-130℃，混炼的时间为40-50min。
作为进一步的技术方法，所述挤出的温度为170-190℃。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明制备出一种耐腐蚀电缆，包括导体和耐腐蚀层，该耐腐蚀层以PVC材料为基体，再加入改性碳酸钙，改性碳酸钙是经硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷复合偶联剂改性得到，使碳酸钙的表面由亲水性变为亲油性，能更好地分散在有机基体中，从而提高耐腐蚀性能。
2、本发明通过限定硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1：0.5-3，可以进一步改善碳酸钙在PVC基体中的分散性，拓宽改性碳酸钙的应用范围。
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。
下述实施例及对比例中，
PVC树脂，型号为SG-3，厂家为鄂州市晨云化工有限公司；
低密度聚乙烯，型号为DFDA-7042，厂家为上海桥微化工科技有限公司；
碳酸钙，型号为600目，厂家为灵寿县永顺矿产品加工厂；
紫外吸收剂UV-531，厂家为石家庄中岛化工科技有限公司；
石蜡的型号为60号，厂家为济南沃能新材料有限公司；
硬脂酸，型号为1801型，厂家为石家庄中岛化工科技有限公司。
实施例1
一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将90份PVC树脂、10份低密度聚乙烯、20份改性碳酸钙、5份硬脂酸锌、1份石蜡、5份紫外吸收剂UV-531、4份抗氧剂DLTDP混合均匀后，在90℃下混炼50min，制得混炼胶；
S2、将混炼胶挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。
所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
将100g碳酸钙置于高速混合机中，加入0.67g硬脂酸，在3000r/min转速下，50℃反应20min，再加入0.33gN-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷，在5000r/min转速下，50℃反应20min；待反应完成后，得到改性碳酸钙。
实施例2
一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将140份PVC树脂、20份低密度聚乙烯、40份改性碳酸钙、10份硬脂酸锌、3份石蜡、8份紫外吸收剂UV-531、8份抗氧剂DLTDP混合均匀后，在130℃下混炼40min，制得混炼胶；
S2、将混炼挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。
所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
将100g碳酸钙置于高速混合机中，加入0.75g硬脂酸，在3000r/min转速下，70℃反应10min，再加入2.25gN-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷，在5000r/min转速下，70℃反应10min；待反应完成后，得到改性碳酸钙。
实施例3
一种耐腐蚀电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将120份PVC树脂、16份低密度聚乙烯、32份改性碳酸钙、7份硬脂酸钙、2份聚乙烯蜡、7份紫外吸收剂UV-531、6份抗氧剂1010混合均匀后，在110℃下混炼45min，制得混炼胶；
S2、将混炼胶挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。
所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
将100g碳酸钙置于高速混合机中，加入0.67g硬脂酸，在3000r/min转速下，60℃反应15min，再加入1.33gN-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷，在5000r/min转速下，60℃反应15min；待反应完成后，得到改性碳酸钙。
实施例4
本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加硬脂酸改为1g，N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改为2g。
实施例5
本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加硬脂酸改为2g，N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改为1g。
实施例6
本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加硬脂酸改为1.5g，N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改为1.5g。
实施例7
本实施例与实施例2的区别仅在于步骤A1中所加硬脂酸改为1.2g，N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改为1.8g。
对比例1
本对比例与实施例2的区别仅在于步骤S1中将改性碳酸钙换成等量的碳酸钙。
对比例2
本对比例与实施例2的区别仅在于步骤A1中不添加硬脂酸。
对比例3
本对比例与实施例2的区别仅在于步骤A1中不添加N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷。
性能测试：对实施例1-7和对比例1-3制备得到电缆的耐腐蚀层进行性能测定，测定方法如下：按照GB/T 2951.11-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》中规定的测试方法测定抗张强度和断裂伸长率，并进行耐腐蚀性试验，具体测试方法如下：将试样于25℃下在20wt%盐酸水溶液中浸泡30d后取出，测定其抗张强度和断裂伸长率，并计算抗张强度变化率和断裂伸长率变化率，其中抗张强度变化率（%）＝（试验后抗张强度/试验前抗张强度-1）×100%，断裂伸长率变化率（%）＝（试验后断裂伸长率/试验前断裂伸长率-1）×100%，具体测试结果见表1：
表1实施例1-7和对比例1-3中护套层耐腐蚀性测定结果
从表1中的数据可以看到，与实施例2相比，对比例1在步骤S1中将改性碳酸钙换成等量的碳酸钙、对比例2在步骤A1中不添加硬脂酸、对比例3在步骤A1中不添加N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷，结果显示对比例1-3中耐腐蚀层的抗张强度和断裂伸长率均小于实施例2，经酸浸泡后抗张强度变化率的绝对值均大于实施例2，说明本发明使用硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷复合改性剂对碳酸钙进行改性后，可以有效提高耐腐蚀层的耐腐蚀性，并且效果优于单独使用硬脂酸或N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷作为改性剂对碳酸钙进行改性。
与实施例2相比，实施例4中硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:2、实施例5中硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:0.5、实施例6中硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:1、实施例7中硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:1.5。
结果显示实施例2、5中耐腐蚀层的抗张强度和断裂伸长率均小于实施例4和实施例6-7，经酸浸泡后抗张强度变化率的绝对值均大于实施例4和实施例6-7，说明硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:1-2时，电缆的耐腐蚀性效果更好。
通过对比实施例4、6、7，发现实施例4、6中耐腐蚀层的抗张强度和断裂伸长率均小于实施例7，经酸浸泡后抗张强度变化率的绝对值均大于实施例7，说明硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量比为1:1.5时耐腐蚀性最佳。
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)
1.一种耐腐蚀电缆，包括导体、耐腐蚀层，其特征在于，按重量份数计，所述耐腐蚀层原料包括以下组分：90-140份PVC树脂、10-20份低密度聚乙烯、20-40份改性碳酸钙、5-10份热稳定剂、1-3份润滑剂、5-8份紫外吸收剂UV-531、4-8份抗氧剂；
所述改性碳酸钙为碳酸钙经硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷的质量和为碳酸钙质量的1.0%-3.0%。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述硬脂酸和N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷质量比为1：0.5-3。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：先将碳酸钙和硬脂酸混合均匀后进行第一次改性，再加入N-(6-氨基己基)氨基甲基三乙氧基硅烷进行第二次改性，得到改性碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述第一次改性的温度和第二次改性的温度各自独立的为50-70℃，所述第一次改性的时间和第二次改性的时间各自独立的为10-20min。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述热稳定剂包括硬脂酸锌、硬脂酸镉、硬脂酸钙中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀电缆，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂DLTDP、抗氧剂DMTP中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种耐腐蚀电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将PVC树脂、低密度聚乙烯、改性碳酸钙、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂和紫外吸收剂UV-531混合均匀后，进行混炼，制得混炼胶；
S2、将混炼胶挤出后，包覆于导体表面，得到耐腐蚀电缆。
9.根据权利要求8所述的一种耐腐蚀电缆的制备方法，其特征在于，所述混炼的温度为90-130℃，混炼的时间为40-50min。
10.根据权利要求8所述的一种耐腐蚀电缆的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为170-190℃。
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