本發(fā)明涉及一種聚丙烯電纜料，特別是涉及一種耐熱增強聚丙烯電纜料及其制造方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯(isotactic polypropylene)、無規(guī)聚丙烯(atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三種。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分，聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)，通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點可高達167℃。耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點。密度小，是最輕的通用塑料。聚丙烯力學(xué)性能的絕對值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強度僅可達到30MPa或稍高的水平。聚丙烯具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，因此適用于電纜料。
公開號為CN103554657B、公開日為2016.01.20、申請人為浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院工業(yè)研究院的中國專利公開了“一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合電纜料及其制備方法”，以重量份計，在聚丙烯為100的前提下，還包括以下組分：六苯氨基環(huán)三磷腈1～10、氫氧化鎂10～100、彈性體5～20、相容劑5～30和抗氧劑0.1～1。該發(fā)明采用無鹵阻燃劑，解決了傳統(tǒng)阻燃聚丙烯電纜料對環(huán)境和人體的潛在危害，且其制備過程中不產(chǎn)生有毒和腐蝕性氣體，符合綠色環(huán)保要求，但是，該電纜料的力學(xué)性能不理想，耐熱性能也欠佳。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱增強聚丙烯電纜料，其具有較好的力學(xué)性能和耐熱性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：聚丙烯樹脂100份，穩(wěn)定劑2～2.5份，潤滑劑0.6～1.1份，阻燃劑10～15份，抗氧劑0.3～0.8份，阻燃助劑3～3.5份，交聯(lián)劑0.5～1份，抗沖改性劑5～10份，改性蟹殼粉16～21份。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為20～30。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述穩(wěn)定劑為硬脂酸鋁。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述潤滑劑為白油。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述阻燃劑為聚磷酸銨。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗氧劑為抗氧劑CA。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述阻燃助劑為硼酸鋅。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述交聯(lián)劑為DCP。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗沖改性劑為SEBS。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供上述耐熱增強聚丙烯電纜料的制造方法。
為解決上述技術(shù)問題，技術(shù)方案是：
一種耐熱增強聚丙烯電纜料的制造方法，其步驟為：
(1)將蟹殼剔除殘留肉質(zhì)和污物后用蒸餾水沖洗10分鐘，然后浸泡于次氯酸鈉溶液中，24小時后取出用超純水沖洗5分鐘，風(fēng)干后置于烘箱中95℃下干燥20小時，取出后用粉碎機粉碎，過100目篩后置于球磨機中濕法球磨20小時，得到蟹殼粉；
(2)按1:10的重量比將蟹殼粉加入16％質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉溶液中，加熱至95℃后攪拌2.5小時，取出后過濾，將濾渣水洗至中性，置于烘箱中95℃下烘干，得到堿處理蟹殼粉；
(3)按1:10的重量比將堿處理蟹殼粉加入1％質(zhì)量分數(shù)的高錳酸鉀溶液中，室溫下浸泡30分鐘，取出后用去離子水反復(fù)沖洗，置于烘箱中95℃下烘干，得到脫色蟹殼粉；
(4)將脫色蟹殼粉加入10倍重量的蒸餾水中，超聲分散10分鐘后水浴加熱至95℃，邊攪拌邊加入重量為脫色蟹殼粉重量3％的棕櫚酸鈉，95℃下恒溫攪拌1.5小時，取出后用無水乙醇抽濾，用去離子水反復(fù)洗滌至中性，置于烘箱中90℃下烘干，粉碎后研磨得到改性蟹殼粉；
(5)將各組份按重量份稱取，將聚丙烯樹脂、阻燃劑、抗氧劑、阻燃助劑、交聯(lián)劑、改性蟹殼粉加入混合機中，80rpm速度下混合4分鐘，轉(zhuǎn)入擠出機中180℃下擠出造粒得到預(yù)混料，將預(yù)混料以及其他組份加入捏煉機中，180℃下混煉15分鐘得到混合料，將混合料經(jīng)雙錐剪切輸入至擠出機中，180℃下擠出造粒得到耐熱增強聚丙烯電纜料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
蟹殼是螃蟹的外殼部分，由于不能食用而被當成食品垃圾，其含有大量碳酸鈣以及其他成分，本發(fā)明先將蟹殼剔除殘留肉質(zhì)和污物后再依次通過蒸餾水沖洗、次氯酸鈉浸泡、超純水沖洗、風(fēng)干、干燥、粉碎、過篩、濕法球磨后得到粒徑較小的蟹殼粉，次氯酸鈉浸泡過程可將蟹殼上的殘留肉質(zhì)、污物徹底清除干凈，濕法球磨過程大大降低粒徑提高分散性，然后將蟹殼粉通過氫氧化鈉溶液處理有效去除了其內(nèi)部的蛋白質(zhì)部分，再用高錳酸鉀溶液對紅色的蟹殼粉進行脫色處理得到脫色蟹殼粉，經(jīng)過上述處理的脫色蟹殼粉的絕大部分成分為碳酸鈣，其機械性能和耐熱性均非常好，但是表面為親水性，難以與聚丙烯樹脂形成緊密結(jié)合，因此本發(fā)明通過棕櫚酸鈉對脫色蟹殼粉進行了表面處理得到改性蟹殼粉，棕櫚酸鈉在其表面形成化學(xué)鍵合，棕櫚酸根遷移到脫色蟹殼粉的表面后生長成為包覆層，從而將脫色蟹殼粉表面的親水性變成了疏水性，使得改性蟹殼粉能均勻分散于聚丙烯樹脂中并與其緊密結(jié)合，從而顯著改善聚丙烯電纜料的力學(xué)性能和耐熱性能。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例1
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2份，白油1.1份，聚磷酸銨14份，抗氧劑CA 0.4份，硼酸鋅3.2份，DCP 0.6份，SEBS 6份，改性蟹殼粉20份。
其制造方法的步驟為：
(1)將蟹殼剔除殘留肉質(zhì)和污物后用蒸餾水沖洗10分鐘，然后浸泡于次氯酸鈉溶液中，24小時后取出用超純水沖洗5分鐘，風(fēng)干后置于烘箱中95℃下干燥20小時，取出后用粉碎機粉碎，過100目篩后置于球磨機中濕法球磨20小時，得到蟹殼粉；
(2)按1:10的重量比將蟹殼粉加入16％質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉溶液中，加熱至95℃后攪拌2.5小時，取出后過濾，將濾渣水洗至中性，置于烘箱中95℃下烘干，得到堿處理蟹殼粉；
(3)按1:10的重量比將堿處理蟹殼粉加入1％質(zhì)量分數(shù)的高錳酸鉀溶液中，室溫下浸泡30分鐘，取出后用去離子水反復(fù)沖洗，置于烘箱中95℃下烘干，得到脫色蟹殼粉；
(4)將脫色蟹殼粉加入10倍重量的蒸餾水中，超聲分散10分鐘后水浴加熱至95℃，邊攪拌邊加入重量為脫色蟹殼粉重量3％的棕櫚酸鈉，95℃下恒溫攪拌1.5小時，取出后用無水乙醇抽濾，用去離子水反復(fù)洗滌至中性，置于烘箱中90℃下烘干，粉碎后研磨得到改性蟹殼粉；
(5)將各組份按重量份稱取，將熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂、聚磷酸銨、抗氧劑CA、硼酸鋅、DCP、改性蟹殼粉加入混合機中，80rpm速度下混合4分鐘，轉(zhuǎn)入擠出機中180℃下擠出造粒得到預(yù)混料，將預(yù)混料以及其他組份加入捏煉機中，180℃下混煉15分鐘得到混合料，將混合料經(jīng)雙錐剪切輸入至擠出機中，180℃下擠出造粒得到耐熱增強聚丙烯電纜料。
實施例2
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2.2份，白油0.9份，聚磷酸銨12份，抗氧劑CA 0.6份，硼酸鋅3份，DCP 1份，SEBS 8份，改性蟹殼粉18份。
其制造方法與實施例1相同。
實施例3
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2.4份，白油0.7份，聚磷酸銨10份，抗氧劑CA 0.8份，硼酸鋅3.4份，DCP 0.8份，SEBS 10份，改性蟹殼粉16份。
其制造方法與實施例1相同。
實施例4
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2.1份，白油1份，聚磷酸銨15份，抗氧劑CA 0.3份，硼酸鋅3.1份，DCP 0.7份，SEBS 9份，改性蟹殼粉21份。
其制造方法與實施例1相同。
實施例5
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2.3份，白油0.8份，聚磷酸銨13份，抗氧劑CA 0.5份，硼酸鋅3.5份，DCP 0.5份，SEBS 7份，改性蟹殼粉19份。
其制造方法與實施例1相同。
實施例6
耐熱增強聚丙烯電纜料，由下列重量份的組份制成：熔融指數(shù)為20～30的聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鋁2.5份，白油0.6份，聚磷酸銨11份，抗氧劑CA 0.7份，硼酸鋅3.3份，DCP 0.9份，SEBS 5份，改性蟹殼粉17份。
其制造方法與實施例1相同。
將實施例1-6和對比例的力學(xué)性能和耐熱性能分別進行測試，對比例為公開號為CN103554657B的中國專利；力學(xué)性能方面參考GB/T 1040-1992測試拉伸強度，參考GB/T 1843-1996測試沖擊強度，這兩個數(shù)值越高表示力學(xué)性能越好；耐熱性能方面參考GB 1633-1979測試維卡軟化溫度，該數(shù)值越高表明耐熱性能越好。測試結(jié)果見下表：
由該表可以看出，實施例1-6不論是拉伸強度、沖擊強度還是維卡軟化溫度均高于對比例很多，表示具有較好的力學(xué)性能和耐熱性能。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。