一種聚丁烯基線纜半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于改性塑料領(lǐng)域，涉及一種線纜半導(dǎo)電屏蔽層阻燃材料，具體涉及一種 聚丁烯基線纜半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料，本發(fā)明還涉及這種PB基線纜半導(dǎo)電屏蔽層阻燃 專用料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為21世紀的新材料，炭黑填充聚合物制備的線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料具有誘人 的發(fā)展前景。應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涉及到日常生活、家用電器、石油化工、家用醫(yī)療、機械制造及汽 車工業(yè)等各行各業(yè)中，線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料受到各國科研工作者越來越多的關(guān)注。高壓 線纜與超高壓線纜是現(xiàn)在發(fā)展的一個趨勢。隨著人們對線纜要求的提高，線纜對基體材料 性能的要求也越來越高。聚丁烯因其熱穩(wěn)定性好、抗蠕變性能良好、耐化學(xué)試劑腐蝕性能優(yōu) 異，同時耐環(huán)境應(yīng)力開裂性極為突出，所以在塑料領(lǐng)域有"塑料黃金"之稱，應(yīng)用前景極為廣 闊。作為珍貴的(；資源產(chǎn)物，聚丁烯在我國的利用率比較低，當(dāng)前國內(nèi)有很大一部分是作 為燃料直接燃燒，造成資源的極大浪費，只有很小一部分主要應(yīng)用在熱水管方面。因此，為 了更好的利用C4資源，同時拓展聚丁烯的應(yīng)用領(lǐng)域，提高1- 丁烯的利用率，促進我國聚丁 烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有較好的實際意義。因此本文主要以聚丁烯作為基體，添加導(dǎo)電炭黑與阻 燃劑制備聚丁烯基線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種聚丁烯基線纜半導(dǎo)電 屏蔽層阻燃專用料及其制備方法，在保持力學(xué)性能的前提下，提供一種導(dǎo)電性能良好且具 有阻燃性能的聚丁烯基半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料。
[0004] 為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0005] 一種半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料，以重量百分數(shù)計，由以下原料組成聚丁烯或改性 聚丁烯50 %?89 %，炭黑為6 %?20 %，阻燃劑為5 %?30 %，原料的總量為100 %，其中：
[0006] 所述的聚丁烯全同含量為70%?98% ;
[0007] 所述的改性聚丁烯為添加 EVA、POE、EPDM、納米BaSO4對聚丁烯增韌改性，其中聚 丁烯與EVA按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁稀，聚丁烯與POE按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁稀，聚 丁烯與EPDM按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁烯，聚丁烯與納米8&504按質(zhì)量比92:8組成改性 聚丁烯；
[0008] 所述的炭黑為復(fù)配炭黑，炭黑的種類為V200、V500、HKXE2B、SC159、高導(dǎo)電炭黑B 或 ZY6800 ;
[0009] 所述的阻燃劑為MPP、PEPA、NC、ZB、紅磷復(fù)合阻燃劑、十溴二苯醚、Sb20 3。
[0010] 一種制備如上所述的半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料的方法，該方法按照以下步驟進 行：
[0011] 步驟一，將聚丁烯或改性聚丁烯、炭黑與阻燃劑置于40°C?60°C的真空干燥箱中 干燥24h ;
[0012] 步驟二，按比例稱取干燥后的原料，倒入保鮮自封袋中手動搖勻，其中：
[0013] 所述的配方比例以重量百分數(shù)計，由以下原料組成：聚丁烯為50%?89%，導(dǎo)電 填料為6 %?20 %，阻燃劑為5 %?30 %，原料的總量為100 % ;
[0014] 步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙輥開煉機中進行混煉，加工溫度為90°C? l〇〇°C，將搖勻后的原料倒入輥間距中，煉制IOmin后下料；
[0015] 步驟四，裁剪煉制后的半成品，然后放入平板硫化機中進行壓片，熱壓溫度為 165°C?180°C，熱壓時間為lOmin，冷壓溫度為10°C?20°C，冷壓時間為5min。
[0016] 其中改性聚丁烯的制備方法按照以下步驟進行：
[0017] 步驟一，EVA、POE、EPDM或納米8&504四者之一，及聚丁烯置于40°C?60°C的真空 干燥箱干燥24h ;
[0018] 步驟二，按比例稱取干燥后的原料，倒入保鮮自封袋中手動搖勻；
[0019] 步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙輥開煉機中進行混煉，加工溫度為90°C? l〇〇°C，將搖勻后的原料倒入輥間距中，煉制IOmin后下料；
[0020] 步驟四，將步驟三中制好的半成品用粉碎機粉碎制成母料。
[0021] 該線纜半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料可以通過傳統(tǒng)的雙輥開煉機法制得。本發(fā)明的材 料在達到導(dǎo)電性能時還具有良好的力學(xué)性能與阻燃效果。以炭黑作為導(dǎo)電填料，從炭黑粒 徑、結(jié)構(gòu)、表面官能團對炭黑進行篩選，以便控制炭黑在聚合物中的分布以及對聚丁烯基體 的影響進而精確控制線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料的體積電阻率，除此之外還應(yīng)考慮聚丁烯基材 本身結(jié)晶度對導(dǎo)電能力的影響，因其結(jié)晶度不同，無定形區(qū)的比例不同，炭黑的局部濃縮能 力不同，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的難易程度也就不同，進而導(dǎo)致導(dǎo)電能力不同。并在此基礎(chǔ)上減小炭 黑添加量的同時保證較低的體積電阻率與良好的機械及加工性能且對體系的阻燃性能影 響較小。同時添加阻燃劑使其具備良好的阻燃效果，且保證加入阻燃劑的同時不破壞炭黑 與聚丁烯基體之間形成導(dǎo)電的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不影響導(dǎo)電性能且盡量減小對體系的力學(xué)性能的 影響。在線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、加工性能、阻燃性能及工藝成本之間 找到平衡點。除此之外遵循低碳、環(huán)保的原則以聚丁烯作為基體制備線纜半導(dǎo)電屏蔽層材 料，以此為高壓線纜提供一種新的可參考基體材料，具有較好的實際意義。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：
[0023] 本發(fā)明的半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料在達到較高的體積電阻率的同時還具有良好 的力學(xué)性能與阻燃效果。以炭黑作為導(dǎo)電填料制備線纜半導(dǎo)電屏蔽層材料，是根據(jù)已知的 聚丁烯的相應(yīng)特性制備半導(dǎo)電屏蔽料，以此來拓寬聚丁烯應(yīng)用領(lǐng)域、促進我國聚丁烯產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展，具有較好的實際意義。
【具體實施方式】
[0024] 遵從上述技術(shù)方案，下述實施例給出一種半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料的方法，以重 量百分數(shù)計，由以下原料組成：聚丁烯或改性聚丁烯50%?89%，炭黑為6%?20%，阻燃 劑為5%?30%，原料的總量為100%，其中：
[0025] 所述的聚丁烯全同含量為70%?98% ;
[0026] 所述的改性聚丁烯為添加 EVA、POE、EPDM、納米BaSO4對聚丁烯增韌改性，其中聚 丁烯與EVA按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁稀，聚丁烯與POE按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁稀，聚 丁烯與EPDM按質(zhì)量比8 :2組成改性聚丁烯，聚丁烯與納米BaS04按質(zhì)量比92:8組成改性 聚丁烯；
[0027] 所述的炭黑為V200、V500、HKXE2B、SC159、高導(dǎo)電炭黑B或ZY6800;
[0028] 所述的阻燃劑為MPP、PEPA、NC、ZB、紅磷復(fù)合阻燃劑、十溴二苯醚、Sb20 3。
[0029] 一種制備如上所述半導(dǎo)電屏蔽層阻燃專用料的方法，該方法按照以下步驟進行：
[0030] 步驟一，將實驗所用聚丁烯或改性聚丁烯、炭黑與阻燃劑置于40°C?60°C的真空 干燥箱中干燥24h ;
[0031] 步驟二，按比例稱取干燥后的原料，倒入保鮮自封袋中手動搖勻，其中：
[0032] 所述的配方比例以重量百分數(shù)計，由以下原料組成：聚丁烯為50%?89%，導(dǎo)電 填料為6 %?20 %，阻燃劑為5 %?30 %，原料的總量為100 % ;
[0033] 步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙輥開煉機中進行混煉，加工溫度為90°C? l〇〇°C，將搖勻后的原料倒入輥間距中，煉制IOmin后下料；
[0034] 步驟四，裁剪煉制后的半成品，然后放入平板硫化機中進行壓片，熱壓溫度為 165°C?180°C，熱壓時間為lOmin，冷壓溫度為10°C?20°C，冷壓時間為5min。
[0035] 其中改性聚丁烯的制備方法按照以下步驟進行：
[0036] 步驟一，將實驗所用的EVA或POE或EPDM或納米BaSO4及聚丁烯置于40°C?60°C 的真空干燥箱干燥24h ;
[0037] 步驟二，按比例稱取干燥后的原料，倒入保鮮自封袋中手動搖勻；
[0038] 步驟三，將步驟二得到的預(yù)混料加入雙輥開煉機中進行混煉，加工溫度為90°C? l〇〇°C，將搖勻后的原料倒入輥間距中，煉制IOmin后下料；
[0039] 步驟四，將步驟三中制好的半成品用粉碎機粉碎制成母料。
[0040] 本實驗所用儀器為：
[0041] 電子天平：ES-300,長沙湘平科技發(fā)展有限公司；
[0042] 真空干燥箱：真空干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司；
[0043] 開煉機：SK_160B，上海橡膠機械廠雙輥筒煉塑機；
[0044] 平板硫化機：XH-406,東莞錫華精密檢測儀器公司；
[0045] 電子萬能材料試驗機！CMT4204,美斯特工業(yè)系統(tǒng)有限公司；
[0046] 數(shù)字式四探針測試儀：SX1934(SZ-82)，蘇州華儀電訊和科技有限公司。
[0047] 本實驗所用原料為：
[0048] 炭黑：V200,上?？ú┨鼗び邢薰?；
[0049] V500,上?？ú┨鼗び邢薰?；
[0050] 高