一種具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國的高層建筑、地鐵、核電站、造船業(yè)、光電子通訊等更是以前所未有的速度發(fā)展,高質(zhì)量的電纜料受到越來越多的青睞,電纜絕緣層材料的用量也隨之迅速增長。高質(zhì)量的電纜絕緣層材料不僅耐候性好,使用壽命長,而且安全環(huán)保,而在一些戶外,尤其是一些溫度溫差較大且以受外力沖擊的場所,如何保證電纜熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能持續(xù)不受影響變得十分重要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提出了一種具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料及其制備方法,熱穩(wěn)定性好,力學(xué)性能優(yōu)異,制備方法簡單。
[0004]本發(fā)明提出的一種具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料,包括絕緣線芯,絕緣線芯包括兩根相互絞合的發(fā)熱導(dǎo)體,及由內(nèi)而外依次包覆在每根發(fā)熱導(dǎo)體外的內(nèi)絕緣層、內(nèi)阻燃層;在絕緣線芯外由內(nèi)而外依次包覆有屏蔽層、外絕緣層、外阻燃層、護(hù)套層,絕緣線芯與屏蔽層之間設(shè)置有接地線;其中護(hù)套層采用具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料制成。
[0005]優(yōu)選地,所述具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料的原料按重量份包括:改性聚丙烯50-70份,乙烯-1-辛烯共聚物15-25份,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20-28份,低密度聚乙烯5-15份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷0.5-1.8份,異氰酸丙基三乙氧基硅烷1.8-2.7份,己內(nèi)酰胺5-14份,甲基丙烯酸2-7份,馬來酸酐5-12份,氧化鎂0.5-1.7份,氧化鋁1-1.8份,過氧化二叔丁烷0.8-1.4份,二丙烯酸鋅1.2-1.8份,十二烷基苯磺酸1.2-2.4份,甲基磺酸乙酰0.2-0.7份,四丙基苯磺酰0.1-0.7份,Ν,Υ -雙亞糠基丙酮0.5_1.2份,對,對'-二異丙苯基二苯胺0.8-1.4份,微晶石蠟0.5-1份,硬脂酸0.5-1.2份,石蠟油0.8-1.3份,Ν-甲基-4_氨基鄰苯二甲酰亞胺1-3份,抗氧劑10760.5-1.8份,納米高嶺土20-35份,鈦白粉10-17份,二氧化鈰5-14份,納米級(jí)氧化鋅20-28份,阻燃劑1-3份,增塑劑1_3份,粘度控制劑0.5-2份。
[0006]優(yōu)選地,乙烯-1-辛烯共聚物中,乙烯的摩爾含量為45-55%,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中,醋酸乙烯的摩爾含量為20-30%。
[0007]優(yōu)選地,改性聚丙烯采用如下工藝制備:按重量份將50-70份竹片送入反應(yīng)器中,依次加入100份甲酸、20-45份雙氧水?dāng)嚢杈鶆颍o置5-8天,升溫至75-82°C攪拌20-40min,冷卻至室溫,過濾,取濾液濃縮后,加入去離子水析出沉淀物,將沉淀物用去離子水洗滌1-3次,加入50-70份濃度為0.1-0.5mol/L的氫氧化鈉攪拌15-35min,攪拌溫度為80_95°C,繼續(xù)加入6-10份濃度為40-50的%的甲醛溶液攪拌l-3h,倒入30-60份去離子水中,在110-125°C邊攪拌邊加入鹽酸至pH為3.4-3.8,過濾,取固體物用去離子水洗滌2-7次,加入40-55份聚丙烯與0.1-0.8份增塑劑混合均勻,送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出,擠出速度為45-55r/min,冷卻,造粒得到改性聚丙稀。
[0008]優(yōu)選地,在改性聚丙烯的制備工藝中,按重量份將60-64份竹片送入反應(yīng)器中,依次加入100份甲酸、40-42份雙氧水?dāng)嚢杈鶆颍o置6-7天,升溫至78-80°C攪拌30-36min,冷卻至室溫,過濾,取濾液濃縮后,加入去離子水析出沉淀物,將沉淀物用去離子水洗滌1-3次。
[0009]優(yōu)選地,改性聚丙烯、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及低密度聚乙烯的重量比為60-66: 18-22: 22-24: 10-12。
[0010]優(yōu)選地,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、己內(nèi)酰胺、甲基丙烯酸及馬來酸酐的重量比為1-1.4:2-2.6:8-10: 5-6: 10-11。
[0011]優(yōu)選地,納米高嶺土、鈦白粉、二氧化鈰及納米級(jí)氧化鋅的重量比為26-28:12-15:8-12:22-25。
[0012]優(yōu)選地,所述具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料的原料按重量份包括:改性聚丙烯60-66份,乙烯-1-辛烯共聚物18-22份,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物22-24份,低密度聚乙烯10-12份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1-1.4份,異氰酸丙基三乙氧基硅烷2-2.6份,己內(nèi)酰胺8-10份,甲基丙烯酸5-6份,馬來酸酐10-11份,氧化鎂1-1.4份,氧化鋁1.2-1.5份,過氧化二叔丁烷0.9-1.2份,二丙烯酸鋅1.4-1.6份,十二烷基苯磺酸1.5-2份,甲基磺酸乙酰0.3-0.5份,四丙基苯磺酰0.2-0.5份,Ν,Υ -雙亞糠基丙酮0.9_1份,對,對'-二異丙苯基二苯胺1-1.2份,微晶石蠟0.6-0.8份,硬脂酸1-1.15份,石蠟油1-2份,Ν-甲基-4-氨基鄰苯二甲酰亞胺0.5-1.8份,抗氧劑10761-1.3份,納米高嶺土26-28份,鈦白粉12-15份,二氧化鈰8-12份,納米級(jí)氧化鋅22-25份,阻燃劑1.2-1.8份,增塑劑1.6_1.8份,粘度控制劑0.8-1.4 份。
[0013]優(yōu)選地,所述具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料采用如下工藝制備:
[0014]首先將改性聚丙烯、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、己內(nèi)酰胺、納米高嶺土、鈦白粉、二氧化鈰、納米級(jí)氧化鋅、阻燃劑、增塑劑、粘度控制劑加入密煉機(jī)中混煉,混煉溫度為80-95°C,混煉時(shí)間為l_3min,加入微晶石蠟、硬脂酸、石蠟油、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、氧化鎂、氧化鋁、Ν,Υ -雙亞糠基丙酮、對,對7 -二異丙苯基二苯胺、Ν-甲基-4-氨基鄰苯二甲酰亞胺、抗氧劑1076混煉l-4min,將溫度升高至145-165°C排膠;將得到的物料在室溫存放2-7天,送入密煉機(jī)中混合2-4min,混合溫度為100-110°C,加入過氧化二叔丁烷、二丙烯酸鋅、十二烷基苯磺酸、甲基磺酸乙酰、四丙基苯磺?;鞜抣_2min排膠,得到具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料。
[0015]本發(fā)明中,采用改性聚丙烯、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及低密度聚乙烯作為基材,加入乙烯基三(β_甲氧基乙氧基)硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷及己內(nèi)酰胺,改善兩相容性,制品力學(xué)性能極為優(yōu)異,采用一定工藝制備的改性聚丙烯,力學(xué)性能好,彎曲強(qiáng)度和斷裂伸長率及極為優(yōu)異,與乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及低密度聚乙烯的結(jié)合力與相容性極好,且相互間形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)使得制品熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能極為優(yōu)異;另外丙烯酸、甲基丙烯酸及馬來酸酐作為極性單體,與氧化鎂、氧化鋁作用,可生成不飽和鹽,在過氧化二叔丁烷、二丙烯酸鋅的作用下可進(jìn)行聚合,得到的物料可與基材部分接枝,制品物料間相容性好,熱穩(wěn)定性能好,力學(xué)性能優(yōu)異,且可有效避免水樹現(xiàn)象的發(fā)生;微晶石蠟、硬脂酸及石蠟油協(xié)同作用可有助于納米高嶺土、鈦白粉、二氧化鈰、納米級(jí)氧化鋅的良好分散,并加入適量乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷,填充性能好,擠出加工性能好,物料間可形成穩(wěn)定的結(jié)合,制品力學(xué)性能及熱穩(wěn)定能進(jìn)一步增強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面,通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]—種具有優(yōu)異力學(xué)性能的電纜絕緣層材料,其原料按重量份包括:改性聚丙烯70份,乙烯-1-辛烯共聚物15份,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物28份,低密度聚乙烯5份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷1.8份,異氰酸丙基三乙氧基硅烷1.8份,己內(nèi)酰胺14份,甲基丙烯酸2份,馬來酸酐12份,氧化鎂0.5份,氧化鋁1.8份,過氧化二叔丁烷0.8份,二丙烯酸鋅1.8份,十二烷基苯磺酸1.2份,甲基磺酸乙酰0.7份,四丙基苯磺酰0.1份,Ν,Υ -雙亞糠基丙酮1.2份,對,對'-二異丙苯基二苯胺0.8份,微晶石