一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，由以下重量份原料制成：錫鉍合金粉6?8、聚丙烯26?33、丙三醇4?5、硬脂酸3?4、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5?0.7、水鎂石粉10?14、聚乙烯醇4?5、VAE乳液8?11、抗氧化劑10100.3?0.5、腰殼果油6?8、吐溫800.3?0.5、馬來(lái)酸酐4?5、高耐磨炭黑7?9、碳化鈦5?7、過(guò)硫酸銨0.2?0.4、硬脂酸鈣0.2?0.4、甲基乙烯基硅橡膠65?70、聚氧基硅烷0.3?0.4、去離子水適量。制備的電纜材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單操作性高，生產(chǎn)過(guò)程能耗低，耐磨性高、抗拉強(qiáng)度好、柔韌性好，穩(wěn)定性高，成本低，非常適用于高鐵電纜對(duì)電纜的使用要求，值得推廣。
【專利說(shuō)明】
一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物由于其價(jià)格低廉、質(zhì)地輕、比強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)小和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。大多數(shù)的聚合物都是良好的電絕緣體，電阻率高，容易產(chǎn)生靜電，從而限制其應(yīng)用。抗靜電的危害越來(lái)越大，如干擾飛機(jī)無(wú)線電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響飛機(jī)的運(yùn)行，制藥廠設(shè)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(guó)家鐵路交通發(fā)展迅速，鐵路系統(tǒng)的控制越來(lái)越復(fù)雜，電氣控制設(shè)備越來(lái)越多，對(duì)電纜需求量也越來(lái)越大。其中抗靜電性顯得尤其重要。
[0003]《導(dǎo)電_抗靜電聚合物納米復(fù)合材料的制備及其性能研究》一文中作者利用低熔點(diǎn)金屬、碳納米管等導(dǎo)電填料制備得到導(dǎo)電抗靜電聚合物復(fù)合材料及纖維，提出了新的制備方法和新原理，采用電導(dǎo)率高、易加工的低熔點(diǎn)金屬作為導(dǎo)電填料，通過(guò)熔融共混以及固相拉伸等方法，制備出復(fù)合纖維，得出聚合物/低熔點(diǎn)導(dǎo)電金屬?gòu)?fù)合纖維具有電阻率隨著拉伸倍率的提高而降低的性質(zhì)，與未含有低導(dǎo)電熔點(diǎn)纖維的復(fù)合纖維比較，其復(fù)合纖維的強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都有所提高。通過(guò)在復(fù)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(fù)合纖維獲得了更加優(yōu)異的電性能和力學(xué)性能。雖然本發(fā)明能夠解決電纜導(dǎo)電抗靜電等方面的要求，但是隨著機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電纜的鋪設(shè)環(huán)境和使用性能要求越來(lái)越高，單純的單一性能已不能滿足市場(chǎng)需求，本發(fā)明在這基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以期達(dá)到耐彎曲性能好、防火阻燃、綠色環(huán)保、耐老化等的特性，使其達(dá)到鐵路工程中對(duì)電纜的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，由以下重量份的原料制備制成:錫鉍合金粉6-8、聚丙烯26-33、丙三醇4-5、硬脂酸3-4、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5-0.7、水鎂石粉10-14、聚乙烯醇4-5、VAE乳液8-11、抗氧化劑10100.3-0.5、腰殼果油6_8、吐溫800.3-0.5、馬來(lái)酸酐4_5、高耐磨炭黑7-9、碳化鈦5-7、過(guò)硫酸銨0.2-0.4、硬脂酸鈣0.2-0.4、甲基乙烯基硅橡膠65-70、聚氧基硅烷0.3-0.4、去離子水適量。
[0006]所述一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，由以下具體步驟制備制成:
(I)將丙三醇、硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻后和水鎂石粉混合攪拌活化，在室溫下活化3-4h，再經(jīng)過(guò)噴霧干燥后備用;將聚乙烯醇溶于去離子水制成20Wt%的濃度，加入VAE乳液和抗氧化劑1010混合攪拌均勻，攪拌均勻后加入上述備用的水鎂石粉在捏合機(jī)中快速攪拌30-40min，升高溫度在80-90 °C下快速攪拌40_60min，最后送入高細(xì)球磨機(jī)中球磨成細(xì)粉備用;
(2)將腰殼果油和吐溫80混合加熱至50-65°C，攪拌反應(yīng)10-20min后加入馬來(lái)酸酐，快速升高溫度至90-100°C，加入高耐磨炭黑和碳化鈦以600-800轉(zhuǎn)/分下攪拌1-1.5h，自然降低溫度至50-60°C時(shí)加入過(guò)硫酸銨，攪拌0.5-lh后干燥備用；
(3 )將聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(2)制備的產(chǎn)物、硬脂酸鈣和預(yù)處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細(xì)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(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；
(4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(I)制備的產(chǎn)物通過(guò)密煉機(jī)熔融共混，溫度為160-175°C，時(shí)間為15-25min，再使用開(kāi)煉機(jī)將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復(fù)合材料中，最后通過(guò)單螺桿擠出機(jī)造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過(guò)擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)使用低熔點(diǎn)金屬作為導(dǎo)電填料，結(jié)合熔融混合和固相拉伸的手段，制備了導(dǎo)電、抗靜電復(fù)合纖維，使其擁有良好的強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，且具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能，解決了金屬與基體材料相容性差、容易氧化導(dǎo)致電導(dǎo)率下降的問(wèn)題，利用改性劑對(duì)水鎂石進(jìn)行改性，提高了與高分子材料之間的相容性和分散性，改性后球磨處理提高了其在材料中發(fā)揮的阻燃性，無(wú)鹵安全，本發(fā)明制備的電纜材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單操作性高，降低了生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備的要求，生產(chǎn)過(guò)程能耗低，耐磨性高、抗拉強(qiáng)度好、柔韌性好，穩(wěn)定性高，成本低，非常適用于高鐵電纜對(duì)電纜的使用要求，值得推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:錫鉍合金粉6、聚丙烯26、丙三醇4、硬脂酸3、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5、水鎂石粉10、聚乙烯醇4、VAE乳液8、抗氧化劑10100.3、腰殼果油6、吐溫800.3、馬來(lái)酸酐4、高耐磨炭黑7、碳化鈦5、過(guò)硫酸銨0.2、硬脂酸鈣0.2、甲基乙烯基硅橡膠65、聚氧基硅烷0.3、去離子水適量。
[0009]所述一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，由以下具體步驟制備制成:
(1)將丙三醇、硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻后和水鎂石粉混合攪拌活化，在室溫下活化3h，再經(jīng)過(guò)噴霧干燥后備用;將聚乙烯醇溶于去離子水制成20Wt%的濃度，加入VAE乳液和抗氧化劑1010混合攪拌均勻，攪拌均勻后加入上述備用的水鎂石粉在捏合機(jī)中快速攪拌30min，升高溫度在80 °C下快速攪拌40min，最后送入高細(xì)球磨機(jī)中球磨成細(xì)粉備用；
(2)將腰殼果油和吐溫80混合加熱至50°C，攪拌反應(yīng)1min后加入馬來(lái)酸酐，快速升高溫度至90°C，加入高耐磨炭黑和碳化鈦以600轉(zhuǎn)/分下攪拌lh，自然降低溫度至50°C時(shí)加入過(guò)硫酸銨，攪拌0.5h后干燥備用；
(3)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(2)制備的產(chǎn)物、硬脂酸鈣和預(yù)處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4h，之后置于毛細(xì)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(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；
(4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(I)制備的產(chǎn)物通過(guò)密煉機(jī)熔融共混，溫度為160 °C，時(shí)間為15min，再使用開(kāi)煉機(jī)將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復(fù)合材料中，最后通過(guò)單螺桿擠出機(jī)造粒，再將粒子在lOm/min的擠出速率下，通過(guò)擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0010]該機(jī)車電纜材料的性能測(cè)試如下:
拉伸強(qiáng)度(MPa ): 14.8;斷裂伸長(zhǎng)率(%):389;體積電阻率(Ω.πι):3.7X1013;介電強(qiáng)度(MV/m): 28;氧指數(shù)(％): 31;載荷下伸長(zhǎng)率(％):1O;永久變形率(％): O。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:錫鉍合金粉6-8、聚丙烯26-33、丙三醇4-5、硬脂酸3-4、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5-0.7、水鎂石粉10-14、聚乙烯醇4-5、VAE乳液8-11、抗氧化劑10100.3-0.5、腰殼果油6-8、吐溫800.3-0.5、馬來(lái)酸酐4-5、高耐磨炭黑7-9、碳化鈦5-7、過(guò)硫酸銨0.2-0.4、硬脂酸鈣0.2-0.4、甲基乙烯基硅橡膠65-70、聚氧基硅烷0.3-0.4、去離子水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高耐磨抗拉環(huán)保型高鐵電纜材料，其特征在于，由以下具體步驟制備制成: (1)將丙三醇、硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合均勻后和水鎂石粉混合攪拌活化，在室溫下活化3-4h，再經(jīng)過(guò)噴霧干燥后備用;將聚乙烯醇溶于去離子水制成20Wt%的濃度，加入VAE乳液和抗氧化劑1010混合攪拌均勻，攪拌均勻后加入上述備用的水鎂石粉在捏合機(jī)中快速攪拌30-40min，升高溫度在80-90 °C下快速攪拌40_60min，最后送入高細(xì)球磨機(jī)中球磨成細(xì)粉備用; (2)將腰殼果油和吐溫80混合加熱至50-65°C，攪拌反應(yīng)10-20min后加入馬來(lái)酸酐，快速升高溫度至90-100°C，加入高耐磨炭黑和碳化鈦以600-800轉(zhuǎn)/分下攪拌1-1.5h，自然降低溫度至50-60°C時(shí)加入過(guò)硫酸銨，攪拌0.5-lh后干燥備用； (3 )將聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(2 )制備的產(chǎn)物、硬脂酸鈣和預(yù)處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細(xì)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(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維； (4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(I)制備的產(chǎn)物通過(guò)密煉機(jī)熔融共混，溫度為160-175°C，時(shí)間為15-25min，再使用開(kāi)煉機(jī)將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復(fù)合材料中，最后通過(guò)單螺桿擠出機(jī)造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過(guò)擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK105885430SQ201610289672
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李訓(xùn)祥, 王興祥, 胡云昌, 李貽鳳, 周志梅, 李如寶
【申請(qǐng)人】安徽省康利亞股份有限公司