一種新型電纜料及其製備方法與流程
2023-04-28 06:56:41
本發明屬於電纜料技術領域，具體涉及一種新型電纜料及其製備方法。
背景技術：
電線電纜具有電力輸送和信息輸送的作用，在人們生活和生產中發揮著重要的作用。設計和製備低煙、低毒，同時又具備優異阻燃性能和絕緣性能的電纜料，成為當今阻燃研究的熱點。
傳統的氫氧化鎂與氫氧化鋁類阻燃劑，雖然能賦予材料良好的阻燃性能，但是，由於大多數電纜料的基體樹脂為非極性的聚烯烴類高分子，與極性的氫氧化鎂、氫氧化鋁的相容性較差，往往會降低材料的力學性能和加工性能。
磷腈類化合物是以主鏈上以磷氮原子交替排列，側鏈為不同有機取代基的一類新型有機-無機化合物，它具有傳統聚合物無法比擬的優越性。而通過沉澱聚合法得到的聚環三磷腈-碸微球，由於高度交聯的化學結構，具有優異的熱穩定性，在空氣中600℃下的殘留率達到50%以上；同時高含量的磷氮構成協同體系，具有優越的阻燃效果，是一種高效的新型阻燃劑。
技術實現要素：
本發明提供了一種新型電纜料及其製備方法，所述新型電纜料具有優異的阻燃性能、良好的機械加工性和較好的絕緣性能，同時具有防黴菌功能。
為了解決現有技術存在的問題，採用如下技術方案：
一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂30～50份、聚乙烯再生料20～30份、橡膠30～40份、聚環三磷腈-碸微球5～10份、氫氧化鎂10～20份、抗氧劑2～5份、紫外線吸收劑1～4份、抗菌劑0.5～1份、碳酸鈣1～2份、增塑劑2～3份、潤滑劑0.3～0.8份。
優選的，所述新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂35～42份、聚乙烯再生料23～28份、橡膠32～37份、聚環三磷腈-碸微球6～8份、氫氧化鎂11～16份、抗氧劑3～4份、紫外線吸收劑2～3份、抗菌劑0.7～0.9份、碳酸鈣1.2～1.7份、增塑劑2.2～2.7份、潤滑劑0.4～0.6份。
優選的，所述新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂39份、聚乙烯再生料25份、橡膠34份、聚環三磷腈-碸微球7份、氫氧化鎂13份、抗氧劑3.5份、紫外線吸收劑2.4份、抗菌劑0.8份、碳酸鈣1.6份、增塑劑2.5份、潤滑劑0.5份。
優選的，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
優選的，所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鎂、石蠟或pe蠟。
優選的，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在110～120℃，同時將增塑劑分2～3次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合40～50秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
優選的，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為80～85℃熱風流動乾燥2～3小時。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
本發明所述的新型電纜料具有優異的阻燃性能、良好的機械加工性和較好的絕緣性能，同時具有防黴菌功能，綠色環保，具體如下：
（1）由於聚環三磷腈-碸微球高度化學交聯，具有較高的殘炭率，結構中含有交替排列的-p=n-結構，與氫氧化鎂復配，能夠提高電纜料高溫下的殘留率，得到阻燃性能優良的電纜料
（2）通過添加合適比例的抗菌劑，使得製備的電纜料既具有抗黴菌的效果，同時沒有因為抗菌劑的加入而影響原有電纜料的性能；
（3）該電纜料在較高溫度下燃燒，無論是有焰燃燒還是無焰燃燒，具有發煙量小的優點，同時，電纜不含鉛、銻等毒性物質，是一種綠色環保型電纜料。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
本實施例涉及一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂30份、聚乙烯再生料20份、橡膠30份、聚環三磷腈-碸微球5份、氫氧化鎂10份、抗氧劑2份、紫外線吸收劑1份、抗菌劑0.5份、碳酸鈣1份、增塑劑2份、潤滑劑0.3份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
其中，所述潤滑劑為硬脂酸。
其中，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在110℃，同時將增塑劑分2次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合40秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
其中，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為80℃熱風流動乾燥2小時。
實施例2
本實施例涉及一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂50份、聚乙烯再生料30份、橡膠40份、聚環三磷腈-碸微球10份、氫氧化鎂20份、抗氧劑5份、紫外線吸收劑4份、抗菌劑1份、碳酸鈣2份、增塑劑3份、潤滑劑0.8份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
其中，所述潤滑劑為硬脂酸鎂。
其中，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在120℃，同時將增塑劑分3次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合50秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
其中，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為85℃熱風流動乾燥3小時。
實施例3
本實施例涉及一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂35份、聚乙烯再生料23份、橡膠32份、聚環三磷腈-碸微球6份、氫氧化鎂11份、抗氧劑3份、紫外線吸收劑2份、抗菌劑0.7份、碳酸鈣1.2份、增塑劑2.2份、潤滑劑0.4份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
其中，所述潤滑劑為石蠟。
其中，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在115℃，同時將增塑劑分3次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合45秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
其中，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為81℃熱風流動乾燥2.5小時。
實施例4
本實施例涉及一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂42份、聚乙烯再生料28份、橡膠37份、聚環三磷腈-碸微球8份、氫氧化鎂16份、抗氧劑4份、紫外線吸收劑3份、抗菌劑0.9份、碳酸鈣1.7份、增塑劑2.7份、潤滑劑0.6份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
其中，所述潤滑劑為pe蠟。
其中，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在113℃，同時將增塑劑分2次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合45秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
其中，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為84℃熱風流動乾燥2.5小時。
實施例5
本實施例涉及一種新型電纜料，包括如下重量份的原料：聚乙烯樹脂39份、聚乙烯再生料25份、橡膠34份、聚環三磷腈-碸微球7份、氫氧化鎂13份、抗氧劑3.5份、紫外線吸收劑2.4份、抗菌劑0.8份、碳酸鈣1.6份、增塑劑2.5份、潤滑劑0.5份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
其中，所述潤滑劑為硬脂酸鎂。
其中，所述抗菌劑為無機含銀離子的矽酸鹽。
一種製備所述新型電纜料的方法，包括如下步驟：
（1）按上述配方稱取聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、橡膠、聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、碳酸鈣、增塑劑、潤滑劑，備用；
（2）將聚環三磷腈-碸微球、氫氧化鎂與碳酸鈣混合，得混合物a；
（3）將聚乙烯樹脂、聚乙烯再生料、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗菌劑、潤滑劑置於高速捏合機中加熱進行低速混合，高速捏合機的溫度控制在115℃，同時將增塑劑分2次投入，待增塑劑完全加入後，啟動高速混合；
（4）高速混合至物料溫度升至90℃時，再次啟動低速混合，在低速混合的情況下先加入混合物a混合均勻，然後加入橡膠材料，繼續低速混合43秒，物料溫度達90℃時，出料，得混合物料；
（5）將步驟（4）得的混合物料直接採用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，乾燥，即可得到所述新型電纜料。
其中，所述擠出造粒工藝的溫度範圍為100～140℃，所述乾燥工藝為81℃熱風流動乾燥2.6小時。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。