本發明涉及電纜料技術領域,尤其涉及一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料。
背景技術:
聚乙烯因具有優良的電性能、力學性能、耐化學性能和良好的加工特性,已廣泛應用于制作薄膜、管材、電線電纜、塑料制品、包裝材料等日常生活用品和其他高精尖工程技術領域。其中低密度聚乙烯具有突出的柔韌性和絕緣性,無毒且易于著色,大量用于電纜料,取代含鹵素的聚氯乙烯。電線電纜在應用過程中會不斷受到電、熱以及機械應力等各種因素的綜合作用,例如過電流時導體會向絕緣層注入電子和空穴,而絕緣層極易發生電子或空穴積聚,形成空間電荷包,引發電場畸變,嚴重時發生電擊穿,造成輸電事故;因此,尋找有效途徑抑制空間電荷積聚,均化絕緣層電場分布,抑制電樹枝生長,延長電纜的使用壽命,是制備高性能電線電纜亟待解決的問題。
《多層介孔納米MgO/低密度聚乙烯復合材料的制備及其絕緣性能》一文中采用低沸點溶劑法制備多層介孔結構納米氧化鎂,實現了納米氧化鎂在低密度聚乙烯中的均勻分散,添加1%納米氧化鎂的低密度聚乙烯70KV/mm電場下有效地抑制 了空間電荷積聚,提高了直流擊穿強度,降低了介電常數,同時在較高場強下有效抑制了電子及空穴注入,阻止隧道效應的發生,抑制了空間電荷包的產生,復合材料的介電性能滿足作為高性能絕緣材料的使用條件。但是由于聚乙烯材料的氧指數比較低,屬于易燃材料,還需要對其進行阻燃改性后才能進一步滿足電纜料的使用需求,電纜絕緣材料的綜合性能決定了導線安全使用性,因此要求對絕緣材料進行介電性能研究的同時對其阻燃性、熱穩定性、力學性能等進行深入研究。
技術實現要素:
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料,由下列重量份的原料制成:低密度聚乙烯100-105、無水乙醇適量、納米氧化鎂1.5-2、硅烷偶聯劑KH5500.1-0.12、酶解木質素20-22、濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液400-420、濃度為45wt%的甲醛水溶液6-7、三聚氰胺15-16、0.1mol/L的鹽酸適量、焦磷酸鈉4-5、微膠囊化紅磷5-6、去離子水適量、硬酯酸單甘油酯3-4.5、硫酸銅0.5-0.6、硼酸2-3、氯化錳0.4-0.5、微晶纖維素2-3、聯苯菊酯1-1.5。
所述一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料,由以下具體步驟制成:
(1)將納米氧化鎂超聲分散在4-5倍量的無水乙醇中,離心、干燥,將干燥后的納米氧化鎂放入馬弗爐中,以3-5℃/min的升溫速率升溫至200-220℃,保溫30-40分鐘,冷卻后取出待用;將硅烷偶聯劑KH550溶于10-12倍量的無水乙醇中,然后與煅燒后的納米氧化鎂混合,超聲分散30-40分鐘后離心、過濾、干燥,得到改性納米氧化鎂;
(2)將酶解木質素與濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液混合,以300-400轉/分的速度攪拌至完全溶解,加熱至90-95℃,加入濃度為45wt%的甲醛水溶液,攪拌反應100-120分鐘后繼續加入三聚氰胺,繼續反應90-120分鐘后緩慢滴加0.1mol/L的鹽酸中和后待用;將焦磷酸鈉溶于18-20倍量的去離子水中,然后加入上述反應中,繼續攪拌反應60-90分鐘,沉淀生成,靜置、過濾、用去離子水清洗2-3次,然后放入真空干燥箱中以80-90℃的溫度干燥,最后粉碎,過200目篩,得到改性酶解木質素;
(3)將微晶纖維素放入10-12倍量的去離子水中加入硫酸銅、硼酸、氯化錳、聯苯菊酯,放入高速混料機中,以1000-1200轉/分混合30-40分鐘后送入噴霧干燥劑中噴霧干燥,得到抗蟲粉末;
(4)將步驟(1)(2)(3)得到的產物與低密度聚乙烯、五氯苯酚月桂酸酯以及其余剩余成分共同放入高速混料機中,以800-1000轉/份的速度攪拌混合10-12分鐘后送入雙輥開放式塑煉機中,控制溫度150-160℃進行混煉,然后送入雙螺桿擠出機中,控溫150-170℃,進行擠出造粒即得。
本發明的優點是:本發明采用曼尼希反應原理通過甲醛、三聚氰胺、焦磷酸鈉等成分對酶解木質素進行改性反應,生成改性酶解木質素,在熱分解過程中作為一種碳源,可以對高分子材料的熱分解起抑制作用,與微膠囊化紅磷進行復配,添加到低密度聚乙烯電纜料的制備中,協同作用具有明顯的阻燃抑煙效果,同時添加的阻燃成分不含鹵,由天然物質生成,能夠替代那些不可再生資源,安全環保,同時阻燃效果優異;本發明還再電纜料的制備中添加了改性納米氧化鎂,具有介孔結構,通過混料均勻的分散在低密度聚乙烯中,在較高場強下有效抑制了電子及空穴注入,阻止隧道效應的發生,抑制了空間電荷包的產生,提高了直流擊穿強度,提高了本發明電纜料的抗擊穿性能以及絕緣穩定性。
本發明采用微晶纖維素對聯苯菊酯、硫酸銅、硼酸、氯化錳等成分進行包覆,得到的粉末對白蟻有趨避以及殺滅功效,添加到基體聚乙烯材料中,能夠分散均勻,安全無毒,效果持久顯著;本發明制成的電纜料具有良好的機械強度、耐磨抗折、阻燃、抗擊穿、防白蟻,適合用于地下電纜,能夠延長使用壽命。
具體實施方式
一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料,由下列重量份(公斤)的原料制成:低密度聚乙烯100、無水乙醇適量、納米氧化鎂1.5、硅烷偶聯劑KH5500.1、酶解木質素20、濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液400、濃度為45wt%的甲醛水溶液6、三聚氰胺15、0.1mol/L的鹽酸適量、焦磷酸鈉4、微膠囊化紅磷5、去離子水適量、硬酯酸單甘油酯3、硫酸銅0.5、硼酸2、氯化錳0.4、微晶纖維素2、聯苯菊酯1。
所述一種聯苯菊酯協同硫酸銅防白蟻聚乙烯電纜料,由以下具體步驟制成:
(1)將納米氧化鎂超聲分散在4倍量的無水乙醇中,離心、干燥,將干燥后的納米氧化鎂放入馬弗爐中,以3℃/min的升溫速率升溫至200℃,保溫30分鐘,冷卻后取出待用;將硅烷偶聯劑KH550溶于10倍量的無水乙醇中,然后與煅燒后的納米氧化鎂混合,超聲分散30分鐘后離心、過濾、干燥,得到改性納米氧化鎂;
(2)將酶解木質素與濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液混合,以300轉/分的速度攪拌至完全溶解,加熱至90℃,加入濃度為45wt%的甲醛水溶液,攪拌反應100分鐘后繼續加入三聚氰胺,繼續反應90分鐘后緩慢滴加0.1mol/L的鹽酸中和后待用;將焦磷酸鈉溶于18倍量的去離子水中,然后加入上述反應中,繼續攪拌反應60分鐘,沉淀生成,靜置、過濾、用去離子水清洗2次,然后放入真空干燥箱中以80℃的溫度干燥,最后粉碎,過200目篩,得到改性酶解木質素;
(3)將微晶纖維素放入10倍量的去離子水中加入硫酸銅、硼酸、氯化錳、聯苯菊酯,放入高速混料機中,以1000轉/分混合30分鐘后送入噴霧干燥劑中噴霧干燥,得到抗蟲粉末;
(4)將步驟(1)(2)(3)得到的產物與低密度聚乙烯、五氯苯酚月桂酸酯以及其余剩余成分共同放入高速混料機中,以800轉/份的速度攪拌混合10分鐘后送入雙輥開放式塑煉機中,控制溫度150℃進行混煉,然后送入雙螺桿擠出機中,控溫150℃,進行擠出造粒即得。
將本發明電纜料應用于電纜的生產,電纜產品經檢測,達到的指標如下:抗張強度23.1MPa,斷裂伸長率296%,氧指數29.5%,介電強度33MV/m。