一種煤礦用抗靜電電纜護套料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種煤礦用抗靜電電纜護套料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是一種用途非常廣泛的通用塑料，根據(jù)添加增塑劑的量不同，可以制成硬質、半硬質和軟質制品，還可以與其他聚合物共混進行改性，做成種類繁多、性能各異的制品，用量非常大，是世界五大通用塑料之一。在全球范圍內(nèi)PVC樹脂的需求量和聚乙烯、聚丙烯位列前三位，而在中國其消費量已經(jīng)升至第一位。聚氯乙烯本身也是本質阻燃材料，其氧指數(shù)很高，阻燃效果很好，但純的PVC是剛性鏈段，在90°C以上就開始分解，加工就必須加入增塑劑，增塑劑都是易燃物，所以軟質PVC須加入阻燃劑才有阻燃效果。而且聚氯乙烯在燃燒時會產(chǎn)生氯化氫氣體，具有很大的毒性和腐蝕性，且濃煙較多。隨著環(huán)保要求的提高，DOP等鄰苯類增塑劑已經(jīng)被禁止，所以說就要進一步發(fā)揮聚乙烯電纜料的各項優(yōu)點。
[0003]聚乙烯(PE)是目前產(chǎn)量最大的通用塑料之一，具有耐化學腐蝕性、質輕、電絕緣性、無毒、易加工、價格低廉等特點，廣泛應用于電器、化工、包裝、食品、交通、建筑等行業(yè)。然而PE的氧指數(shù)只有17.5%，屬于易燃材料，因此需要對其進行阻燃改性處理以擴大其應用范圍。還有為了提高聚乙烯電纜料的介電特性，如空間電荷集聚、體積電阻率和擊穿強度等，目前高壓直流電纜一般采用傳統(tǒng)方法來改性聚乙烯絕緣料。其中共混技術是提高聚乙烯介電性能使用最多的一種方法，但是不同組分的共混會形成兩相結構的微觀界面，甚至出現(xiàn)向材料表面滲透和分離現(xiàn)象，影響共混物的其他介電性能，如共混可能會導致介電強度降低。因此，最好的方法是使用兩種化學結構相似、相容性好的組分來進行共混，從而消除兩種材料的微觀界面的不良影響。
[0004]PE除易燃外，由于它的非極性結構特征，使其表面電阻率和體積電阻率均較高，在加工和使用過程中一旦產(chǎn)生靜電就很難消除。煤礦使用的電纜、運輸帶、導風筒、塑料網(wǎng)、塑料管材、電話機、報警器等電子設備的外殼都必須使用抗靜電材料，這樣就可以有效避免爆炸事故引起的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種煤礦用抗靜電電纜護套料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種煤礦用抗靜電電纜護套料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯88-90、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2-3、納米氫氧化鎂2_3、環(huán)己烷4_5、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、碳納米管10-12、氯化聚乙烯橡膠10-12、過氧化二異丙苯1.5_2、輕質氧化鎂8-10、三聚異氰酸三烯酯2-3、抗靜電劑SN2-3、陶土 4_6、碳酸鈣3_4、水適量。
[0007]所述一種煤礦用抗靜電電纜護套料，由以下具體步驟制成:
(1)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，在80-90°C下混合15-20分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機中，90-100°C下混合10-15分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機中，在145°C下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時，即得到阻燃母料；
(2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將碳納米管、陶土、碳酸鈣混合均勻，加入適量的水，攪拌成糊狀，然后向糊狀物中加入抗靜電劑SN，繼續(xù)研磨20分鐘，然后放入烘箱中以95°C的溫度烘干形成粉末待用；將氯化聚乙烯橡膠、過氧化二異丙苯混合攪拌后在80°C開煉機上混煉均勻，然后加入上述烘干的粉末，繼續(xù)升溫至130-140°C繼續(xù)混煉3-4分鐘，之后將混煉膠在170°C的平板硫化儀上硫化20分鐘，得到混合物料；
(4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明通過配方與工藝的改性，添加納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯等成分，這些成分的引入顯著地減少了空間電荷的注入和聚集，改善了空間電荷特性，提高了直流擊穿電場強度，同時由于含有少量的茂金屬聚乙烯，提高了電纜料的拉伸強度以及綜合性能。添加十溴聯(lián)苯醚與三氧化二銻，協(xié)同作用，減少了可燃氣體的生成量，改變了聚合物的分解模式，使材料的熱穩(wěn)定性得到了提高。同時反應分解出SbBr3，能較長時間停留在燃燒區(qū)域，具有稀釋和隔離作用，進一步提高阻燃性能。
[0009]本發(fā)明配方科學合理，具有耐火耐高溫抗腐蝕的特性，同時配合抗靜電劑SN以陶土的添加，抗靜電的同時提高產(chǎn)品的強度，使得礦用電纜料耐磨、耐油、抗靜電效果好。
【具體實施方式】
[0010]一種煤礦用抗靜電電纜護套料，由下列重量份(公斤)的原料制成:高密度聚乙烯88、十溴聯(lián)苯醚15、三氧化二銻7、茂金屬聚乙烯2、納米氫氧化鎂2、環(huán)己烷4、γ氨丙基三乙氧基硅烷0.2、碳納米管10、氯化聚乙烯橡膠10、過氧化二異丙苯1.5、輕質氧化鎂8、三聚異氰酸三烯酯2、抗靜電劑SN2、陶土 4、碳酸鈣3、水適量。
[0011]所述一種煤礦用抗靜電電纜護套料，由以下具體步驟制成:
(1)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，在80°C下混合15分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機中，90°C下混合10分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機中，在145°C下塑煉8分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5小時，即得到阻燃母料；
(2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將碳納米管、陶土、碳酸鈣混合均勻，加入適量的水，攪拌成糊狀，然后向糊狀物中加入抗靜電劑SN，繼續(xù)研磨20分鐘，然后放入烘箱中以95°C的溫度烘干形成粉末待用；將氯化聚乙烯橡膠、過氧化二異丙苯混合攪拌后在80°C開煉機上混煉均勻，然后加入上述烘干的粉末，繼續(xù)升溫至130°C繼續(xù)混煉3分鐘，之后將混煉膠在170°C的平板硫化儀上硫化20分鐘，得到混合物料；
(4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
[0012]將本發(fā)明電纜料應用于電纜的生產(chǎn)，電纜產(chǎn)品經(jīng)檢測，達到的指標如下:抗張強度彡16MPa，斷裂伸張率彡280%，斷裂伸長率變化率為16.0%，氧指數(shù)彡28%，介電強度彡 30MV/m。
【主權項】
1.一種煤礦用抗靜電電纜護套料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯88-90、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2_3、納米氫氧化鎂2_3、環(huán)己烷4-5、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、碳納米管10-12、氯化聚乙烯橡膠10-12、過氧化二異丙苯1.5-2、輕質氧化鎂8-10、三聚異氰酸三烯酯2-3、抗靜電劑SN2-3、陶土 4-6、碳酸I丐3_4、水適量。2.根據(jù)權利要求1所述一種煤礦用抗靜電電纜護套料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，在80-90°C下混合15-20分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機中，90-100°C下混合10-15分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機中，在145°C下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時，即得到阻燃母料； (2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料； (3)將碳納米管、陶土、碳酸鈣混合均勻，加入適量的水，攪拌成糊狀，然后向糊狀物中加入抗靜電劑SN，繼續(xù)研磨20分鐘，然后放入烘箱中以95°C的溫度烘干形成粉末待用；將氯化聚乙烯橡膠、過氧化二異丙苯混合攪拌后在80°C開煉機上混煉均勻，然后加入上述烘干的粉末，繼續(xù)升溫至130-140°C繼續(xù)混煉3-4分鐘，之后將混煉膠在170°C的平板硫化儀上硫化20分鐘，得到混合物料； (4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦用抗靜電電纜護套料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯88-90、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2-3、納米氫氧化鎂2-3、環(huán)己烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、碳納米管10-12、氯化聚乙烯橡膠10-12、過氧化二異丙苯1.5-2、輕質氧化鎂8-10、三聚異氰酸三烯酯2-3、抗靜電劑SN2-3、陶土4-6、碳酸鈣3-4、水適量。本發(fā)明配方科學合理，具有耐火耐高溫抗腐蝕的特性，同時配合抗靜電劑SN以陶土的添加，抗靜電的同時提高產(chǎn)品的強度，使得礦用電纜料耐磨、耐油、抗靜電效果好。
【IPC分類】C08K7/24, H01B7/295, H01B7/17, C08K13/06, C08J3/22, C08L23/28, C08K9/04, H01B3/44, C08K3/22, C08L23/06, C08K3/26, C08K5/06, C08K9/06
【公開號】CN105086070
【申請?zhí)枴緾N201510511676
【發(fā)明人】許義彬, 趙欣泰
【申請人】晶鋒集團股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月20日