一種高強高韌絕緣電纜材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強高韌絕緣電纜材料，由以下重量份的原料制備制成：七水硫酸鎂4?6、檸檬酸1?1.3、木質纖維8?10、鋁渣微粉5?7、六氟合鋯酸銨2.2?2.8、玄武巖纖維8?11、珍珠陶土10?14、木屑粉0.5?0.7、山梨酸0.2?0.3、茂金屬聚乙烯48?55、PE蠟2?3、錫鉍合金粉6?8、聚丙烯26?33、鄰苯二甲酸二辛酯3?5、碳化硅4?5、硼酸鋅3?4、丙烯酸樹脂20?25、去離子水適量；本發明制備的電纜材料增體的防腐、防火、耐熱性能和強度都有很大幅度的提高，保證了電纜在各種環境下工作，并且延長了電纜的使用壽命，應用前景好，值得推廣。
【專利說明】
一種高強高韌絕緣電纜材料
技術領域
[0001]本發明涉及電纜材料技術領域，尤其涉及一種高強高韌絕緣電纜材料。【背景技術】
[0002]聚合物由于其價格低廉、質地輕、比強度大，導熱系數小和化學穩定性好等特點被廣泛的應用于生產生活的各個領域。大多數的聚合物都是良好的電絕緣體，電阻率高，容易產生靜電，從而限制其應用。抗靜電的危害越來越大，如干擾飛機無線電設備的正常運轉， 影響飛機的運行，制藥廠設備聚合物外殼容易靜電吸附塵埃，影響藥品純度等，近幾年，國家鐵路交通發展迅速，鐵路系統的控制越來越復雜，電氣控制設備越來越多，對電纜需求量也越來越大。其中抗靜電性顯得尤其重要。
[0003]《導電/抗靜電聚合物納米復合材料的制備及其性能研究》一文中作者利用低熔點金屬、碳納米管等導電填料制備得到導電抗靜電聚合物復合材料及纖維，提出了新的制備方法和新原理，采用電導率高、易加工的低熔點金屬作為導電填料，通過熔融共混以及固相拉伸等方法，制備出復合纖維，得出聚合物/低熔點導電金屬復合纖維具有電阻率隨著拉伸倍率的提高而降低的性質，與未含有低導電熔點纖維的復合纖維比較，其復合纖維的強度和斷裂伸長率都有所提高。通過在復合纖維中添加碳納米管和納米蒙脫土顯著降低了金屬顆粒粒徑，使得復合纖維獲得了更加優異的電性能和力學性能。雖然本發明能夠解決電纜導電抗靜電等方面的要求，但是隨著機車技術的發展，對電纜的鋪設環境和使用性能要求越來越高，單純的單一性能已不能滿足市場需求，本發明在這基礎上進行改進，以期達到耐彎曲性能好、防火阻燃、綠色環保、耐老化等的特性，使其達到鐵路工程中對電纜的使用要求。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高強高韌絕緣電纜材料。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:一種高強高韌絕緣電纜材料，由以下重量份的原料制備制成:七水硫酸鎂4-6、檸檬酸 1-1.3、木質纖維8-10、鋁渣微粉5-7、六氟合鋯酸銨2.2-2.8、玄武巖纖維8-11、珍珠陶土 10-14、木肩粉0.5-0.7、山梨酸0.2-0.3、茂金屬聚乙烯48-55、PE蠟2-3、錫鉍合金粉6-8、聚丙烯 26-33、鄰苯二甲酸二辛酯3-5、碳化硅4-5、硼酸鋅3-4、丙烯酸樹脂20-25、去離子水適量。
[0006]所述一種高強高韌絕緣電纜材料，由以下具體步驟制備制成:(1)將七水硫酸鎂用16-18倍量的去離子水稀釋溶解，攪拌下加入檸檬酸、和木質纖維， 攪拌均勻，再將六氟合鋯酸銨、玄武巖纖維、珍珠陶土、木肩粉加到上述混合溶液中，升高溫度至40-55 °C時加入雙25交聯劑繼續反應30-40min，降至室溫時過濾，烘干；(2)將聚丙烯在烘箱中80°C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(1)制備的產物和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170-180°C的環境加熱箱內，以lOmm/min的速度均勻拉伸纖維；(3)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(1)制備的產物通過密煉機熔融共混，溫度為 160-175°C，時間為15-25min，再使用開煉機將步驟(2)制備的產物混入上述復合材料中，最后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0007]本發明的優點是:本發明通過使用低熔點金屬作為導電填料，結合熔融混合和固相拉伸的手段，制備了導電、抗靜電復合纖維，使其擁有良好的強度和斷裂伸長率，且具有優異的導電性能和力學性能，解決了金屬與基體材料相容性差、容易氧化導致電導率下降的問題，制備的改性劑溶液對木質素纖維和玄武巖纖維進行改性，提高其耐熱和防火方面的性能，并且在高分子基體材料中起到很好的填充效應，降低了生產成本，對材料的力學性能起到很好的增強作用，本發明制備的電纜材料增體的防腐、防火、耐熱性能和強度都有很大幅度的提高，保證了電纜在各種環境下工作，并且延長了電纜的使用壽命，應用前景好， 值得推廣。【具體實施方式】
[0008] —種高強高韌絕緣電纜材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:七水硫酸鎂 4、檸檬酸1、木質纖維8、鋁渣微粉5、六氟合鋯酸銨2.2、玄武巖纖維8、珍珠陶土 10、木肩粉 0.5、山梨酸0.2、茂金屬聚乙烯48、PE蠟2、錫鉍合金粉6、聚丙烯26、鄰苯二甲酸二辛酯3、碳化硅4、硼酸鋅3、丙烯酸樹脂20、去離子水適量。
[0009]所述一種高強高韌絕緣電纜材料，由以下具體步驟制備制成:(1)將七水硫酸鎂用16倍量的去離子水稀釋溶解，攪拌下加入檸檬酸、和木質纖維，攪拌均勻，再將六氟合鋯酸銨、玄武巖纖維、珍珠陶土、木肩粉加到上述混合溶液中，升高溫度至40 °C時加入雙25交聯劑繼續反應30min，降至室溫時過濾，烘干；(2)將聚丙烯在烘箱中80°C下烘干6h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(1)制備的產物和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170°C的環境加熱箱內，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；(3)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(1)制備的產物通過密煉機熔融共混，溫度為 160 °C，時間為15min，再使用開煉機將步驟(2)制備的產物混入上述復合材料中，最后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在l〇m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0010]該機車電纜材料的性能測試如下:拉伸強度(MPa):14.6;斷裂伸長率(％):388;體積電阻率(Q.cm):4.6X1016;介電強度(MV/m): 28;氧指數(％): 33;載荷下伸長率(％): 15;永久變形率(％): 0。
【主權項】
1.一種高強高韌絕緣電纜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:七水硫酸 鎂4-6、梓檬酸1-1.3、木質纖維8-10、錯渣微粉5-7、六氟合錯酸銨2.2-2.8、玄武巖纖維8-11、珍珠陶土 10-14、木肩粉0.5-0.7、山梨酸0.2-0.3、茂金屬聚乙烯48-55、PE蠟2-3、錫鉍合 金粉6-8、聚丙烯26-33、鄰苯二甲酸二辛酯3-5、碳化硅4-5、硼酸鋅3-4、丙烯酸樹脂20-25、 去咼子水適量。2.根據權利要求1所述一種高強高韌絕緣電纜材料，其特征在于，由以下具體步驟制備 制成:(1)將七水硫酸鎂用16-18倍量的去離子水稀釋溶解，攪拌下加入檸檬酸、和木質纖維， 攪拌均勻，再將六氟合鋯酸銨、玄武巖纖維、珍珠陶土、木肩粉加到上述混合溶液中，升高溫 度至40-55 °C時加入雙25交聯劑繼續反應30-40min，降至室溫時過濾，烘干；(2)將聚丙烯在烘箱中80°C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(1)制備 的產物和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機 擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲 夾持在夾具上，在170_180°C的環境加熱箱內，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；(3)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(1)制備的產物通過密煉機熔融共混，溫度為 160-175°C，時間為15-25min，再使用開煉機將步驟(2)制備的產物混入上述復合材料中，最 后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材 冷卻至常溫即可。
【文檔編號】C08K13/04GK106009188SQ201610521682
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】柏建華, 荔建榮, 董文鋒, 姜壽華, 劉興珍
【申請人】安徽吉安特種線纜制造有限公司