專利名稱：：環保型高導電塑料護套料及其制作方法
技術領域：
：本發明涉及的是一種環保型高導電塑料護套料及其制作方法，適用于綜合貫通地線作導電塑料護套材料，特別適用于鐵路信號系統軌道電路區段與電纜同溝敷設的貫通地線作導電塑料護套材料，亦適用于鐵路客運專線綜合接地系統作導電塑料護套材料。電氣化鐵路電力牽引回流地線或電氣設備的接地線作導電塑料護套材料。
背景技術：
：以往綜合貫通地線都是在銅導體的外面包一層鉛護套，因鉛是重金屬元素，有毒且體積密度大，對環境會造成污染，所以從2007年起，鐵道部要求貫通地線外層的護套不能再用鉛，要用環保型的高分子導電材料替代鉛作為外護套。目前能夠生產環保型的高分子導電材料的工廠比較少，且性能極不穩定，在電纜廠擠纜時，時間長會對擠出機的螺桿螺筒模具產生腐蝕，因這些電纜料廠家都是以EVA樹酯(乙烯-醋酸乙烯共聚物)作為基料生產的導電料，該基料是呈酸性，因此會對鐵材料產生腐蝕。貫通地線生產廠家對目前的高分子導電材料都不滿意。
發明內容本發明目的是針對上述不足之處提供一種環保型高導電塑料護套料及其制作方法，本發明環保型高導電塑料護套料用的基料都是中性的，不會產生腐蝕，環保型高導電塑料護套料具有密度小、易加工、耐腐蝕、導電性好等優點，為鐵路貫通地線提供一種質優、價廉、使用方便的作導電塑料護套材料，有很大的應用前景。環保型高導電塑料護套料及其制作方法是采取以下技術方案實現環保型高導電塑料護套料包括基料POE(8180)、POE(8750)、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)、超導電碳黑、分散齊U、硬脂酸鋅Zn-St、石蠟、流變齊U、抗氧劑和POE(DF0540)，按重量份配比混合，經雙螺桿擠出機塑化擠出，單螺桿擠出機造粒制成，其中基料各種成分重量份配比為POE(8180)3439份POE(8750)915份熱塑性橡膠SEBS(YH-403)815份超導電碳黑2530份分散劑25份硬脂酸鋅Zn-St0.10.5份石蠟15份流變劑0.20.8份抗氧劑0.10.5份POE(DF0540)1.54.5份。所述分散劑采用分散劑305，如市售分散劑305:NS-305、NC_305、YZ-305型分散劑。硬脂酸鋅Zn-St采用市售硬脂酸鋅。所述流變劑采用流變劑PPA，如市售流變劑PPA:FX-5920、FX-5911、FX-5924型流變劑PPA;所述抗氧劑采用市售1010抗氧劑。上述原材料性能說明(1)POE(8180)、POE(8750)均為茂金屬催化的烯烴類彈性體，熔體指數為2.2g/10min，其中8180的強度大于30MPa，8750的強度雖不高，但硬度低所以選用8750來調節硬度。且兩者包容填料的量都相當大，又適合于用著電纜材料，因此以8180為基礎樹脂，8750為輔助基礎樹脂。(2)POE(DF0540)為茂金屬催化的烯烴類彈性體，此材料最大優點就是流動性能相當好，在190°C，2.16Kg的壓力下，它的熔體流動指數為8g/10min，由于導電塑料填充大量碳黑以后，流動性會變得很差，所以選用此材料來改善導電塑料的流動性。(3)熱塑性橡膠SEBSYH-403，此材料的耐老化、耐候、耐高、低溫性能都非常優秀，其脆化溫度《-e(TC，最高使用溫度可達149t:在氧氣氣氛下其分解溫度大于270°C。SEBS有良好的溶解性能和共混性能，其溶解參數在7.29.6之間，SEBS有良好的力學性能，其扯斷拉伸強度最高可達38MPa，扯斷伸長率為500%800%，由于具有以上優點，選用作為導電塑料的改性材料，改善力學性能和高、低溫性能。(4)超導電碳黑，此材料的導電性能非常好，在材料中含量占28%左右時，導電料的體積電阻率就可以達到(0.420.47)Q'cm，其他的導電碳黑都很難達到這個水平。所述超導電碳黑采用市售XE2B型、EC-300超導電碳黑。(5)分散劑，此材料的使用目的是為了讓碳黑在基體樹脂中均勻分散，提高材料的性能。(6)潤滑劑(石蠟硬脂酸鋅)、流變劑，是為了提高導電料的流動性能，抗氧劑是為改善導電料的老化性能。所用原材料A.P0E(8180)陶氏化學產品B.P0E(8750)陶氏化學產品C.P0E(DF0540)日本三井產品D.SEBSYH-403巴陵石化產品E.超導電碳黑德固賽經銷產品F.分散劑德固賽經銷產品G.潤滑劑(石蠟硬脂酸鋅)市售產品H.流變劑美國3M公司產品I.抗氧劑(1010)市售產品。環保型高導電塑料護套料的制作方法按重量份配比準確分別稱量基料POE(8180)、POE(8750)、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)、超導電碳黑、分散劑、硬脂酸鋅Zn-St、石蠟、流變劑、抗氧劑、P0E(DF0540)，將上述稱量好基料一次性加入高速攪拌鍋內，鍋壁加熱溫度設為17018(TC，先低速攪拌810分鐘，攪拌速度為150200轉/分鐘，然后高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度達13014(TC時，再低速攪拌，攪拌速度為150200轉/分鐘，待物料溫度達到14515(TC時，高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度為15516(TC時，放料進冷卻鍋，通過冷卻鍋的水夾套冷卻，待物料冷卻到405(TC，放料，此時混合好的物料為細小顆粒狀，物料顆粒為6080目過篩；混合(捏合)好的物料經雙螺桿塑化擠出，塑化擠出溫度為16022(TC，再經單螺桿擠出機造粒，塑料粒子經風送到振動篩冷卻，冷卻到506(TC，冷卻后進入料倉，最后包裝，即制成環保型高導電塑料護套料。環5保型高導電塑料護套料的制作方法過程中多次低速攪拌與高速攪拌可以延長升溫時間，促進物料充分塑化，充分將物料混合成細小顆粒狀。所述高速攪拌鍋采用帶加熱器的高速攪拌鍋。本發明環保型高導電塑料護套料及其制作方法優點1、本發明環保型高導電塑料護套料可以做到拉伸強度的實測值13.8MPa以上，斷裂伸長率360%以上，因此，本發明環保型高導電塑料護套料拉伸強度、斷裂伸長率高。2、本發明環保型高導電塑料護套料可以做到體積電阻率(0.420.47)Q"m之間，為一種高導電塑料護套材料。3、由于本發明環保型高導電塑料護套料制作方法中用的基料都是中性的，因此，不會對擠出機的螺桿、螺筒和模具產生腐蝕。4、本發明環保型高導電塑料護套料機械性能、電性能優越，耐溫等級高。5、環保型高導電塑料護套料具有密度小、易加工、耐腐蝕、導電性好等優點，為鐵路貫通地線提供一種質優、價廉、使用方便的作導電塑料護套料，有很大的應用前景。具體實施例方式下面通過實施例來進一步說明本發明。應該正確理解的是本發明的實施例中的制備方法僅僅是用于說本發明而給出，而不是對本發明的限制，所以，在本發明的方法前提下對本發明的簡單改進均屬本發明要求保護的范圍。實施例1、按重量份配比準確分別稱量基料P0E(8180)34Kg、P0E(8750)15Kg、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)8Kg、超導電碳黑30Kg、分散劑3055Kg、硬脂酸鋅Zn-St0.5Kg、石蠟3Kg、流變劑PPA0.8Kg、抗氧劑10100.5Kg和POE(DF0540)3.2Kg，將上述稱量好基料100Kg—次性加入高速攪拌鍋內，鍋壁加熱溫度設為17018(TC，先低速攪拌810分鐘，攪拌速度為150200轉/分鐘，然后高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度達13014(TC時，再低速攪拌，攪拌速度為150200轉/分鐘，待物料溫度達到14515(TC時，高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度為15516(TC時，放料進冷卻鍋，通過冷卻鍋的水夾套冷卻，待物料冷卻到405(TC，放料，此時混合好的物料為細小顆粒狀，物料顆粒為6080目過篩；混合好的物料經雙螺桿塑化擠出，塑化擠出溫度為16022(TC，再經單螺桿擠出機造粒，塑料粒子經風送到振動篩冷卻，冷卻到506(TC，冷卻后進入料倉，最后包裝，即制成環保型高導電塑料護套料。實施例2、按重量份配比準確分別稱量基料POE(8180)39Kg、POE(8750)9Kg、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)15Kg、超導電碳黑25Kg、分散劑3052Kg、硬脂酸鋅Zn-St0.1Kg、石蠟5Kg、流變劑PPA0.2Kg、抗氧劑10100.2Kg和POE(DF0540)4.5Kg，將上述稱量好基料100Kg—次性加入高速攪拌鍋內，鍋壁加熱溫度設為17018(TC，先低速攪拌810分鐘，攪拌速度為150200轉/分鐘，然后高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度達13014(TC時，再低速攪拌，攪拌速度為150200轉/分鐘，待物料溫度達到14515(TC時，高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度為15516(TC時，放料進冷卻鍋，通過冷卻鍋的水夾套冷卻，待物料冷卻到405(TC，放料，此時混合好的物料為細小顆粒狀，物料顆粒為6080目過篩；混合好的物料經雙螺桿塑化擠出，塑化擠出溫度為160220°C，再經單螺桿擠出機造粒，塑料粒子經風送到振動篩冷卻，冷卻到5060°C，冷卻后進入料倉，最后包裝，即制成環保型高導電塑料護套料。實施例3、按重量份配比準確分別稱量基料POE(8180)38Kg、POE(8750)14Kg、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)12Kg、超導電碳黑28Kg、分散劑3053Kg、硬脂酸鋅Zn-St0.3Kg、石蠟1Kg、流變劑PPA0.6Kg、抗氧劑10100.1Kg和POE(DF0540)3Kg，將上述稱量好基料100Kg—次性加入高速攪拌鍋內，鍋壁加熱溫度設為17018(TC，先低速攪拌810分鐘，攪拌速度為150200轉/分鐘，然后高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度達13014(TC時，再低速攪拌，攪拌速度為150200轉/分鐘，待物料溫度達到14515(TC時，高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度為15516(TC時，放料進冷卻鍋，通過冷卻鍋的水夾套冷卻，待物料冷卻到405(TC，放料，此時混合好的物料為細小顆粒狀，物料顆粒為6080目過篩；混合好的物料經雙螺桿塑化擠出，塑化擠出溫度為16022(TC，再經單螺桿擠出機造粒，塑料粒子經風送到振動篩冷卻，冷卻到506(TC，冷卻后進入料倉，最后包裝，即制成環保型高導電塑料護套料。產品技術性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>說明1)目前導電料的拉伸強度的實測值只能做到llMpa左右，伸長率在280X左右，本發明環保型高導電塑料護套料可以做到拉伸強度的實測值13.8MPa以上，斷裂伸長率360%以上。2)當前導電料的體積電阻率只能做到(0.550.65)Qcm之間，本發明環保型高導電塑料護套料可以做到體積電阻率(0.420.47)Qcm之間。3)目前現有導電料都是呈酸性的，因用的基料都是以EVA為主體，所以在生產過程中會對擠出機的螺桿、螺筒和模具產生腐蝕，而本發明環保型高導電塑料護套料用的基料都是中性的，不會對擠出機的螺桿、螺筒和模具產生腐蝕。4)目前導電料的耐溫等級只能達到7(TC，超過這個溫度時，鐵路信號系統會癱瘓，而本發明環保型高導電塑料護套料比國內任何一家的機械性能、電性能都要優越，耐溫等級高，耐溫等級可達到9(TC。達到的技術水平及評價本發明環保型高導電塑料護套料是在使用多年的半導電屏蔽料與時倶進地進行持續改進研制出的新一代產品，從貫通地線有毒的鉛護套改換為環保型的高分子導電材料，使施工過程簡便，環保條件改善，完全符合鐵道部有關貫通地線的標準要求。本發明環保型高導電塑料護套料具有密度小、易加工、耐腐蝕、導電性好等優點，為鐵路貫通地線提供一種質優、價廉、使用方便的高導電塑料護套材料，有很大的應用前旦足。8權利要求一種環保型高導電塑料護套料，其特征在于包括基料POE(8180)、POE(8750)、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)、超導電碳黑、分散劑、硬脂酸鋅Zn-St、石蠟、流變劑、抗氧劑和POE(DF0540)，按重量份配比混合，經雙螺桿擠出機塑化擠出，單螺桿擠出機造粒制成，其中基料各種成分重量份配比為POE(8180)34～39份POE(8750)9～15份熱塑性橡膠SEBS(YH-403)8～15份超導電碳黑25～30份分散劑2～5份硬脂酸鋅Zn-St0.1～0.5份石蠟1～5份流變劑0.2～0.8份抗氧劑0.1～0.5份POE(DF0540)1.5～4.5份。2.根據權利要求1所述的環保型高導電塑料護套料，其特征在于所述分散劑采用分散劑305。3.根據權利要求1所述的環保型高導電塑料護套料，其特征在于所述流變劑采用流變劑PPA。4.根據權利要求l所述的環保型高導電塑料護套料，其特征在于所述抗氧劑采用1010抗氧劑。5.權利要求1所述的環保型高導電塑料護套料的制作方法，其特征在于按重量份配比準確分別稱量基料P0E(8180)、POE(8750)、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)、超導電碳黑、分散劑、硬脂酸鋅Zn-St、石蠟、流變劑、抗氧劑、P0E(DF0540)，將上述稱量好基料一次性加入高速攪拌鍋內，鍋壁加熱溫度設為17018(TC，先低速攪拌810分鐘，攪拌速度為150200轉/分鐘，然后高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度達13014(TC時，再低速攪拌，攪拌速度為150200轉/分鐘，待物料溫度達到14515(TC時，高速攪拌，攪拌速度為400500轉/分鐘，待物料溫度為15516(TC時，放料進冷卻鍋，通過冷卻鍋的水夾套冷卻，待物料冷卻到405(TC，放料，此時混合好的物料為細小顆粒狀，物料顆粒為6080目過篩；混合好的物料經雙螺桿塑化擠出，塑化擠出溫度為160220°C，再經單螺桿擠出機造粒，塑料粒子經風送到振動篩冷卻，冷卻到5060°C，冷卻后進入料倉，最后包裝，即制成環保型高導電塑料護套料；其中基料各種成分重量份配比為-39份15份'15份-30份5份POE(8180)POE(8750)熱塑性橡膠SEBS(YH-403)超導電碳黑分散劑硬脂酸鋅Zn-St0.1石蠟15份3498-2520.5份流變劑0.20.8份抗氧劑0.10.5份P0E(DF0540)1.54.5份。全文摘要本發明涉及的是一種環保型高導電塑料護套料及其制作方法，適用于綜合貫通地線作高導電塑料護套材料。包括基料POE(8180)、POE(8750)、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)、超導電碳黑、分散劑、硬脂酸鋅Zn-St、石蠟、流變劑、抗氧劑和POE(DF0540)，按重量份配比混合，經雙螺桿擠出機塑化擠出，單螺桿擠出機造粒制成，其中基料各種成分重量份配比為POE(8180)34～39份、POE(8750)9～15份、熱塑性橡膠SEBS(YH-403)8～15份、超導電碳黑25～30份、分散劑2～5份、硬脂酸鋅Zn-St0.1～0.5份、石蠟1～5份、流變劑0.2～0.8份、抗氧劑0.1～0.5份、POE(DF0540)1.5～4.5份。文檔編號C08K3/00GK101696289SQ20091023359公開日2010年4月21日申請日期2009年10月29日優先權日2009年10月29日發明者張國珍,張慶愉,王宏軍申請人:張慶愉;