一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及復合材料領域，具體涉及一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料及 其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚乙烯產量大、來源豐富、價格低廉，是一種用途廣泛的樹脂。然而聚乙烯的相容 性低，耐候性和機械性能存在不足，綜合性能較差，需要改善性能。其中，對聚乙烯進行交聯 改性是改善聚乙烯性能的重要手段之一，能提高聚乙烯制品的機械性能、耐化學性能和耐 開裂性能等，擴寬了聚乙烯的應用范圍。
[0003] 聚乙烯交聯技術包括輻射交聯、過氧化物交聯、硅烷交聯等，其中硅烷交聯聚乙烯 具有工藝設備簡單、操作靈活方便、經濟性好的特點，受到廣泛的關注和重視。硅烷交聯聚 乙烯具有良好的絕緣性能，主要應用于中、低壓電線、電纜的生產，具有良好的市場前景和 極高的經濟效益。隨著市場需求的進一步發展，硅烷交聯聚乙烯材料也需要進一步完善力 學性能、耐候性等方面的缺陷，提高技術指標，從而滿足各個領域的特殊要求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料，具有良好的力學 性能和耐候性，耐磨、耐濕、耐高溫性能好，使用安全性高。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的： 一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料，其是由下述重量份的原料制得： 低密度聚乙烯樹脂120-150,雙酚A環氧樹脂3-5,線性酚醛樹脂2-4,廢玻璃粉10-15， 煤矸石粉10-15,聚丙二醇2-3,二苯基甲烷二異氰酸酯0. 3-0. 5,聚甘油蓖麻醇酯2-4,石油 磺酸鋇1-2,硅烷復合劑3-6; 其中硅烷復合劑由下述重量份的原料制得：硅烷偶聯劑A-151 1-3,氟碳表面活性劑 FC-4430 0. 2-0. 4,過氧化二異丙苯0. 05-0. 1，二月桂酸二丁基錫0. 1-0. 2,抗氧劑1010 0. 2-0. 5 ;制備方法是將硅烷偶聯劑A-151、過氧化二異丙苯、二月桂酸二丁基錫和抗氧劑 1010混合并200-400r/min攪拌10-15min后再加入氟碳表面活性劑FC-443 600-800r/min 攪拌3_5min，即得。
[0006] -種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將廢玻璃粉和煤矸石粉混合后600-700°C煅燒2-4h，冷卻后研磨均勻，過600-800 目篩，得混合填料； (2) 將聚丙二醇加入反應釜中真空干燥0. 5-lh，然后將溫度調至70-80°C，并加入二苯 基甲烷二異氰酸酯于真空條件下200-400r/min攪拌反應2-4h，得聚氨酯預聚體； (3) 將（1)中的混合填料與（2)中的聚氨酯預聚體混合后加入線性酚醛樹脂，先于 800-1000r/min攪拌1-2h，再加入聚甘油蓖麻醇酯、石油磺酸鋇共同球磨2-4h，得改性填 料； (4)先將（3)中的改性填料與低密度聚乙烯樹脂、雙酚A環氧樹脂混合均勻，再加入其 余原料在高速混合機中80-90°C條件下混合5-10min，最后通過雙螺桿擠出機165-195°C熔 融擠出、造粒、包裝，即得煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料。
[0007] 本發明的優點是： 本發明通過氟碳表面活性劑與硅烷偶聯劑復配的硅烷復合劑對聚乙烯樹脂進行交聯， 改善了復合材料的耐候性、耐水性，同時通過聚氨酯預聚體和酚醛樹脂對填料進行復合改 性處理，既提升了填料的韌性，有利于改善復合材料的拉伸性能，又提高了填料與基體之間 的相容性，使填料在樹脂中分散均勻，起到補強增容的作用，改善了復合材料的機械強度； 同時通過其余原料的復配，使制得的硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料具有良好的強度、韌性， 耐候性和耐水、耐腐蝕性能良好，同時具有優異的耐磨、耐濕、耐高溫性能，使用安全性高， 適用于煤礦用電線電纜。
【具體實施方式】
[0008] 本發明非限定實施例如下： 一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料，由下列重量（kg)的組分原料制備而成： 低密度聚乙烯樹脂140,雙酚A環氧樹脂4,線性酚醛樹脂3,廢玻璃粉12,煤矸石粉12， 聚丙二醇2. 5,二苯基甲烷二異氰酸酯0. 4,聚甘油蓖麻醇酯3,石油磺酸鋇1. 5,硅烷復合劑 5 ； 其中硅烷復合劑由下述重量（kg)的組分原料制得：硅烷偶聯劑A-151 2,氟碳表面活 性劑FC-4430 0.3,過氧化二異丙苯0.08,二月桂酸二丁基錫0.15,抗氧劑1010 0.4;制 備方法是將硅烷偶聯劑A-151、過氧化二異丙苯、二月桂酸二丁基錫和抗氧劑1010混合并 200r/min攪拌15min后再加入氟碳表面活性劑FC-443 800r/min攪拌3min，即得。
[0009] 煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料的制備方法包括以下步驟： (1) 將廢玻璃粉和煤矸石粉混合后700°C煅燒2h，冷卻后研磨均勻，過800目篩，得混合 填料； (2) 將聚丙二醇加入反應釜中真空干燥0. 5h，然后將溫度調至80°C，并加入二苯基甲 烷二異氰酸酯于真空條件下400r/min攪拌反應2h，得聚氨酯預聚體； (3) 將（1)中的混合填料與（2)中的聚氨酯預聚體混合后加入線性酚醛樹脂，先于 1000r/min攪拌lh，再加入聚甘油蓖麻醇酯、石油磺酸鋇共同球磨2h，得改性填料； (4) 先將（3)中的改性填料與低密度聚乙烯樹脂、雙酚A環氧樹脂混合均勻，再加入其 余原料在高速混合機中90°C條件下混合5min，最后通過雙螺桿擠出機165-195°C熔融擠 出、造粒、包裝，即得煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料。
[0010] 對上述制得的復合材料進行性能測試，結果如表1所示： 表1硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料性能測試結果
【主權項】
1. 一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料 制得： 低密度聚乙烯樹脂120-150,雙酚A環氧樹脂3-5,線性酚醛樹脂2-4,廢玻璃粉10-15，煤矸石粉10-15,聚丙二醇2-3,二苯基甲烷二異氰酸酯0. 3-0. 5,聚甘油蓖麻醇酯2-4,石油 磺酸鋇1-2,硅烷復合劑3-6; 所述的硅烷復合劑由下述重量份的原料制得：硅烷偶聯劑A-151 1-3,氟碳表面活性 劑FC-4430 0.2-0. 4,過氧化二異丙苯0.05-0. 1，二月桂酸二丁基錫0. 1-0. 2,抗氧劑1010 0. 2-0. 5 ;制備方法是將硅烷偶聯劑A-151、過氧化二異丙苯、二月桂酸二丁基錫和抗氧劑 1010混合并200-400r/min攪拌10-15min后再加入氟碳表面活性劑FC-443 600-800r/min 攪拌3_5min，即得。
2. 根據權利要求1所述的一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 將廢玻璃粉和煤矸石粉混合后600-700°C煅燒2-4h，冷卻后研磨均勻，過600-800 目篩，得混合填料； (2) 將聚丙二醇加入反應釜中真空干燥0. 5-lh，然后將溫度調至70-80°C，并加入二苯 基甲烷二異氰酸酯于真空條件下200-400r/min攪拌反應2-4h，得聚氨酯預聚體； (3) 將（1)中的混合填料與（2)中的聚氨酯預聚體混合后加入線性酚醛樹脂，先于 800-1000r/min攪拌l-2h，再加入聚甘油蓖麻醇酯、石油磺酸鋇共同球磨2-4h，得改性填 料； (4) 先將（3)中的改性填料與低密度聚乙烯樹脂、雙酚A環氧樹脂混合均勻，再加入其 余原料在高速混合機中80-90°C條件下混合5-10min，最后通過雙螺桿擠出機165-195°C熔 融擠出、造粒、包裝，即得煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種煤礦用硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料，其特征是由下述重量份的原料制得：低密度聚乙烯樹脂120-150，雙酚A環氧樹脂3-5，線性酚醛樹脂2-4，廢玻璃粉10-15，煤矸石粉10-15，聚丙二醇2-3，二苯基甲烷二異氰酸酯0.3-0.5，聚甘油蓖麻醇酯2-4，石油磺酸鋇1-2，硅烷復合劑3-6。本發明的硅烷交聯聚乙烯絕緣復合材料具有良好的強度、韌性，耐候性和耐水、耐腐蝕性能良好，同時具有優異的耐磨、耐濕、耐高溫性能，使用安全性高，適用于煤礦用電線電纜。
【IPC分類】C08L61-06, C08K3-40, C08K5-14, C08K3-34, C08K5-57, C08L75-08, C08K13-06, C08L63-00, C08K5-134, H01B3-44, C08L23-06
【公開號】CN104844903
【申請號】CN201510208144
【發明人】夏云, 夏建生
【申請人】蚌埠市正園電子科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月28日