一種塑膠共混電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種塑膠共混電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于碳納米管能夠提高復(fù)合材料的力學(xué)性能、電性能以及其他性能，所以碳納米管/橡膠復(fù)合材料引起越來越多的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的目的，有兩個(gè)問題需要解決:一個(gè)是碳納米管的分散問題、另一個(gè)是碳納米管和基體的界面問題由于碳納米管表面比較惰性，而且比表面積比較大易造成團(tuán)聚，所以碳納米管增強(qiáng)聚合物的效果不是很明顯〃基于這個(gè)原因，很多人開始對(duì)碳納米管進(jìn)行物理或化學(xué)處理，在這些方法當(dāng)中，酸處理產(chǎn)生含氧基團(tuán)的方法是一種常用且高效的，因?yàn)樗梢蕴峁┯行У?反應(yīng)點(diǎn)，從而與基體樹脂實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵連接〃但是，大多數(shù)情況下，這種方法產(chǎn)生的基團(tuán)往往很少，不能夠提供足夠的連接與基體鍵合"所以，為了實(shí)現(xiàn)反應(yīng)點(diǎn)的增多，就需要引入更多的官能團(tuán)，來與基體樹脂作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種塑膠共混電纜料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種塑膠共混電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
烯丙基聚乙二醇4-6、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N，N’-二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、
4-二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.3_2、65_68wt%的硫酸120-150、95-98wt%的硝酸100-130、正硅酸乙酯30-40、氨水2-3、硫化劑M0CA4-5、聚醚醚酮30-40、防老劑6884-6、順丁烯二酸二丁酯10-19、醋酸乙烯酯2_3、硅橡膠360-400。
[0005]—種所述的塑膠共混電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述醋酸乙烯酯加入到15-17倍重量的無水乙醇中，攪拌均勻，加入烯丙基聚乙二醇、上述聚醚醚酮重量的16-20%，送入180-200°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，出料冷卻，得聚醚醚酮醇酯溶液；
(2)取上述硅橡膠重量的15-20%，在70-80°C下預(yù)熱3_5分鐘，加入聚醚醚酮醇酯溶液，攪拌30-40分鐘，得塑膠溶液；
(3)將上述防老劑688加入到4-5倍的無水乙醇中，攪拌均勻，得防老劑乙醇溶液；
(4)將上述65-68wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲攪拌20-24小時(shí)，在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管；
(5)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N，N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合，超聲20-30分鐘，升高溫度為60-65°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46-50小時(shí)，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管；
(6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中，超聲攪拌1-2小時(shí)，加入正硅酸乙酯、氨水、防老劑乙醇溶液，50-60°C下保溫反應(yīng)4-6小時(shí)，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料；
(7)將上述塑膠溶液、順丁烯二酸二丁酯混合，攪拌均勻，加入碳硅雜化復(fù)合材料，在80-90°C下保溫?cái)嚢?0-40分鐘，冷卻出料，為塑膠碳硅復(fù)合料；
(8)將剩余的聚醚醚酮、剩余的硅橡膠、塑膠碳硅復(fù)合料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入剩余各原料，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168-170°C。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理是:
丙烯酸低聚物通過醋化反應(yīng)接枝到了酸化碳納米管表面，丙烯酸的引入為下一步的反應(yīng)提供了大量的羧基反應(yīng)點(diǎn)，同時(shí)眾多的羧基基團(tuán)能夠改善官能化碳納米管的分散性；然后羧基可以很容易和硅烷偶聯(lián)劑KH550發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成硅氧烷基，最后再在堿性條件下水解為硅氧醇基；在堿性環(huán)境下，以硅氧醇基為反應(yīng)點(diǎn)，通過正硅酸乙醋的水解，在官能化碳納米管表面原位生成二氧化硅顆粒。
[0007]本發(fā)明的電纜料具有很高的拉伸強(qiáng)度和硬度，是由于:
(1)碳納米管與硅橡膠的高分子鏈之間通過開煉作用、相互纏繞形成了立體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
(2)由于二氧化硅改性的碳納米管表面有二氧化硅顆粒，使得管的表面凹凸不平，在碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料進(jìn)行受力時(shí)，碳納米管和高分子鏈之間的滑移變得更加困難，有利于力學(xué)性能的提尚;
(3)二氧化硅改性的碳納米管表面含有大量的硅羥基，它們可以和硅橡膠的主鏈之間發(fā)生氫鍵作用，使得二氧化硅改性的碳納米管與硅橡膠之間的界面作用更加牢固。
[0008]本發(fā)明采用塑膠共混，加入的聚醚醚酮可以改善各物料間的相容性，提高成品的穩(wěn)定性，聚醚醚酮還可以提高電纜料的阻燃。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種塑膠共混電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
烯丙基聚乙二醇4、碳納米管50、丙烯酸80、N，N’ 二環(huán)己基碳酰亞胺80、4 二甲氨基吡啶7、四氫呋喃300、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.3、65wt%的硫酸120、95wt%的硝酸100、正硅酸乙酯30、氨水2、硫化劑M0CA4、聚醚醚酮30、防老劑6884、順丁烯二酸二丁酯10、醋酸乙烯酯2、硅橡膠360。
[0010]一種所述的塑膠共混電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述醋酸乙烯酯加入到15倍重量的無水乙醇中，攪拌均勻，加入烯丙基聚乙二醇、上述聚醚醚酮重量的16%，送入180°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0分鐘，出料冷卻，得聚醚醚酮醇酯溶液；
(2)取上述硅橡膠重量的15%，在70°C下預(yù)熱3分鐘，加入聚醚醚酮醇酯溶液，攪拌30分鐘，得塑膠溶液；
(3)將上述防老劑688加入到4倍的無水乙醇中，攪拌均勻，得防老劑乙醇溶液；
(4)將上述65wt%的硫酸、95wt%的硝酸混合，攪拌均勾，加入碳納米管，超聲攪拌20小時(shí)，在120°C下冷凝回流50分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管； (5)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N，N’二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4 二甲氨基吡啶混合，超聲20分鐘，升高溫度為60°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46小時(shí)，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管；
(6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100倍去離子水中，超聲攪拌I小時(shí)，加入正硅酸乙酯、氨水、防老劑乙醇溶液，50°C下保溫反應(yīng)4小時(shí)，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料；
(7)將上述塑膠溶液、順丁烯二酸二丁酯混合，攪拌均勻，加入碳硅雜化復(fù)合材料，在80°C下保溫?cái)嚢?0分鐘，冷卻出料，為塑膠碳硅復(fù)合料；
(8)將剩余的聚醚醚酮、剩余的硅橡膠、塑膠碳硅復(fù)合料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入剩余各原料，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168°C。
[0011]性能測(cè)試:
斷裂伸長率:520% ；
抗張強(qiáng)度:7.8N/mm2 ;
老化后抗張強(qiáng)度保留率(120°C、170h):74% ;
老化后斷裂伸長保留率(120°C、170h):81%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塑膠共混電纜料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 烯丙基聚乙二醇4-6、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N，N’-二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4-二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.3_2、65_68wt%的硫酸120-150、95-98wt%的硝酸100-130、正硅酸乙酯30-40、氨水2-3、硫化劑MOCA4-5、聚醚醚酮30-40、防老劑6884-6、順丁烯二酸二丁酯10-19、醋酸乙烯酯2_3、硅橡膠360-400。2.一種如權(quán)利要求1所述的塑膠共混電纜料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述醋酸乙烯酯加入到15-17倍重量的無水乙醇中，攪拌均勻，加入烯丙基聚乙二醇、上述聚醚醚酮重量的16-20%，送入180-200°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，出料冷卻，得聚醚醚酮醇酯溶液； (2)取上述硅橡膠重量的15-20%，在70-80°C下預(yù)熱3_5分鐘，加入聚醚醚酮醇酯溶液，攪拌30-40分鐘，得塑膠溶液； (3)將上述防老劑688加入到4-5倍的無水乙醇中，攪拌均勻，得防老劑乙醇溶液； (4)將上述65-68wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，攪拌均勻，加入碳納米管，超聲攪拌20-24小時(shí)，在120-140°C下冷凝回流50-60分鐘，抽濾，水洗，烘干，得酸化碳納米管； (5)將上述酸化碳納米管、丙烯酸、N，N’- 二環(huán)己基碳酰亞胺、四氫呋喃、4- 二甲氨基吡啶混合，超聲20-30分鐘，升高溫度為60-65°C，滴加上述硅烷偶聯(lián)劑KH550，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，磁力攪拌46-50小時(shí)，抽濾，真空干燥，得硅烷改性碳納米管； (6)將上述硅烷改性碳納米管加入到100-120倍去離子水中，超聲攪拌1-2小時(shí)，加入正硅酸乙酯、氨水、防老劑乙醇溶液，50-60°C下保溫反應(yīng)4-6小時(shí)，抽濾，水洗，真空干燥，得碳硅雜化復(fù)合材料； (7)將上述塑膠溶液、順丁烯二酸二丁酯混合，攪拌均勻，加入碳硅雜化復(fù)合材料，在80-90°C下保溫?cái)嚢?0-40分鐘，冷卻出料，為塑膠碳硅復(fù)合料； (8)將剩余的聚醚醚酮、剩余的硅橡膠、塑膠碳硅復(fù)合料混合，送入開煉機(jī)混煉均勻，將混煉膠進(jìn)行薄通，加入剩余各原料，在平板硫化機(jī)上模壓成型，硫化溫度為168-170°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種塑膠共混電纜料，它是由下述重量份的原料組成的：烯丙基聚乙二醇4-6、碳納米管50-60、丙烯酸80-90、N，Nˊ-二環(huán)己基碳酰亞胺80-100、4-二甲氨基吡啶7-10、四氫呋喃300-460、硅烷偶聯(lián)劑KH5501.3-2、65-68wt%的硫酸120-150、95-98wt%的硝酸100-130、正硅酸乙酯30-40、氨水2-3、硫化劑MOCA4-5、聚醚醚酮30-40、防老劑6884-6、順丁烯二酸二丁酯10-19、醋酸乙烯酯2-3、硅橡膠360-400。本發(fā)明采用塑膠共混，加入的聚醚醚酮可以改善各物料間的相容性，提高成品的穩(wěn)定性，聚醚醚酮還可以提高電纜料的阻燃。
【IPC分類】C08K9/06, C08L71/08, C08K7/24, C08L83/04, C08K13/06, C08K9/02, C08K3/36
【公開號(hào)】CN105131602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510602669
【發(fā)明人】張?jiān)? 趙欣泰, 楊茂明, 華齊東
【申請(qǐng)人】安徽徽寧電器儀表集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日