一種高耐熱抗老化電纜材料及其製備方法與流程

2023-10-11 17:20:09 2

本發明涉及一種電纜材料，具體是一種高耐熱抗老化電纜材料。
背景技術：
：隨著經濟和社會的發展，生產的不斷擴大，人們對於物質生活水平的要求也越來越高，其中，對電力的需求也越來越大。電力是由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電力生產與消費系統。電線電纜作為電能和信息傳輸體，在各個領域得到廣泛的應用。電線電纜大多採用塑料和橡膠作為絕緣和護套材料，此類聚合物材料在受熱、熔化、分解後，會產生可燃性氣體。高溫時，這些氣體會與氧發生反應而燃燒，燃燒時會產生大量的熱，而這些熱量會促使聚合物進一步熔化、分解、持續燃燒，使火災擴大，從而造成巨大損失。我國僅由電纜引起的火災損失，每年高達幾十億元人民幣，人們就研究出了阻燃性能好的電纜材料。但是現有的阻燃電纜的耐熱、使用壽命和抗老化性能還達不到人們的預期，這就成為人們需要解決的問題。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種高耐熱抗老化電纜材料，以解決上述
背景技術：
中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高耐熱抗老化電纜材料，由以下原料按照重量份組成：丁晴橡膠30-42份、乙丙橡膠25-35份、線性低密度聚乙烯2-6份、氟碳樹脂12-20份、羥基矽油2-5份、改性凸凹棒土5-8份、石墨烯4-7份、聚磷酸銨5-10份、玻璃纖維1-5份、蛭石3-8份、矽酸鈉2-4份、鎳1-3份、鉻2-4份、碳酸鈣3-7份、納米二氧化矽2-4份、乙二醇4-8份、納米氮化矽2-8份、硫磺1-3份、穩定劑2-6份、增塑劑3-5份、阻燃劑2-6份和矽油2-7份。作為本發明進一步的方案：改性凸凹棒土為凸凹棒土與醋酸鉀混合均勻，振蕩3-5分鐘，研磨10-30分鐘，靜置10-16小時，然後於60-80攝氏度恆溫乾燥20-28小時，冷卻至室溫得到第一物料，然後將第一物料研磨5-15分鐘，接著水洗1-3次、烘乾和研磨得到第二物料，將十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水混合均勻並且加熱至80-90攝氏度，接著加入第二物料並且加熱至105-115攝氏度，再抽濾和乾燥得到，凸凹棒土、醋酸鉀、十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水的重量比為2-6：1-5：3-6：1-3：4-12。作為本發明進一步的方案：納米氮化矽採用氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉和氧化鋁粉末的一種或者多種的混合物。所述高耐熱抗老化電纜材料的製備方法，具體步驟如下：步驟一，將蛭石在1000-1080攝氏度下焙燒1-3小時，得到發泡蛭石；步驟二，將丁晴橡膠、乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯和氟碳樹脂送入溫度為100-110攝氏度的反應釜內機械攪拌，攪拌10-20分鐘，得到第一混合物；步驟三，再將第一混合物、羥基矽油、改性凸凹棒土、石墨烯、聚磷酸銨、玻璃纖維和發泡蛭石送入密煉機中，煉製溫度為80-105攝氏度，混煉時間為5-15分鐘，得到第二混合物；步驟四，向第二混合物中加入矽酸鈉、鎳、鉻、碳酸鈣、納米二氧化矽、乙二醇、納米氮化矽和矽油，在130-150攝氏度下反應為30-60分鐘，得到第三混合物；步驟五，將硫磺、穩定劑、增塑劑和阻燃劑加入第三混合物中並且混合均勻，混合均勻後投入雙螺杆擠出機在120-150攝氏度下擠出造粒，即可得到成品。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明原料來源廣泛，製備工藝簡單，生產成本低，適用於大規模的工業化生產；本發明中丁晴橡膠、乙丙橡膠和氟碳樹脂配合使用，相容性好，而且採用硫磺作為硫化劑並且配合改性凸凹棒土、矽油、穩定劑、增塑劑和阻燃劑使用，製得電纜材料的耐熱、耐磨、耐油、抗撕裂及壓縮變形性能優異，使用壽命長，適用範圍廣。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。實施例1一種高耐熱抗老化電纜材料，由以下原料按照重量份組成：丁晴橡膠30份、乙丙橡膠25份、線性低密度聚乙烯2份、氟碳樹脂12份、羥基矽油2份、改性凸凹棒土5份、石墨烯4份、聚磷酸銨5份、玻璃纖維1份、蛭石3份、矽酸鈉2份、鎳1份、鉻2份、碳酸鈣3份、納米二氧化矽2份、乙二醇4份、納米氮化矽2份、硫磺1份、穩定劑2份、增塑劑3份、阻燃劑2份和矽油2份。改性凸凹棒土為凸凹棒土與醋酸鉀混合均勻，振蕩3分鐘，研磨105分鐘，靜置12小時，然後於65攝氏度恆溫乾燥24小時，冷卻至室溫得到第一物料，然後將第一物料研磨8分鐘，接著水洗2次、烘乾和研磨得到第二物料，將十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水混合均勻並且加熱至83攝氏度，接著加入第二物料並且加熱至108攝氏度，再抽濾和乾燥得到，凸凹棒土、醋酸鉀、十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水的重量比為3：2：3：1：6。所述高耐熱抗老化電纜材料的製備方法，具體步驟如下：步驟一，將蛭石在1000攝氏度下焙燒1小時，得到發泡蛭石；步驟二，將丁晴橡膠、乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯和氟碳樹脂送入溫度為100攝氏度的反應釜內機械攪拌，攪拌15分鐘，得到第一混合物；步驟三，再將第一混合物、羥基矽油、改性凸凹棒土、石墨烯、聚磷酸銨、玻璃纖維和發泡蛭石送入密煉機中，煉製溫度為85攝氏度，混煉時間為7分鐘，得到第二混合物；步驟四，向第二混合物中加入矽酸鈉、鎳、鉻、碳酸鈣、納米二氧化矽、乙二醇、納米氮化矽和矽油，在134攝氏度下反應為36分鐘，得到第三混合物；步驟五，將硫磺、穩定劑、增塑劑和阻燃劑加入第三混合物中並且混合均勻，混合均勻後投入雙螺杆擠出機在130攝氏度下擠出造粒，即可得到成品。實施例2一種高耐熱抗老化電纜材料，由以下原料按照重量份組成：丁晴橡膠36份、乙丙橡膠32份、線性低密度聚乙烯4份、氟碳樹脂16份、羥基矽油4份、改性凸凹棒土7份、石墨烯6份、聚磷酸銨8份、玻璃纖維3份、蛭石6份、矽酸鈉3份、鎳2份、鉻3份、碳酸鈣5份、納米二氧化矽3份、乙二醇6份、納米氮化矽6份、硫磺2份、穩定劑4份、增塑劑5份、阻燃劑4份和矽油6份。納米氮化矽採用氧化鎂和氧化鋁粉末的混合物。所述高耐熱抗老化電纜材料的製備方法，具體步驟如下：步驟一，將蛭石在1040攝氏度下焙燒2小時，得到發泡蛭石；步驟二，將丁晴橡膠、乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯和氟碳樹脂送入溫度為105攝氏度的反應釜內機械攪拌，攪拌18分鐘，得到第一混合物；步驟三，再將第一混合物、羥基矽油、改性凸凹棒土、石墨烯、聚磷酸銨、玻璃纖維和發泡蛭石送入密煉機中，煉製溫度為96攝氏度，混煉時間為12分鐘，得到第二混合物；步驟四，向第二混合物中加入矽酸鈉、鎳、鉻、碳酸鈣、納米二氧化矽、乙二醇、納米氮化矽和矽油，在144攝氏度下反應為52分鐘，得到第三混合物；步驟五，將硫磺、穩定劑、增塑劑和阻燃劑加入第三混合物中並且混合均勻，混合均勻後投入雙螺杆擠出機在140攝氏度下擠出造粒，即可得到成品。實施例3一種高耐熱抗老化電纜材料，由以下原料按照重量份組成：丁晴橡膠42份、乙丙橡膠35份、線性低密度聚乙烯6份、氟碳樹脂20份、羥基矽油5份、改性凸凹棒土8份、石墨烯7份、聚磷酸銨10份、玻璃纖維5份、蛭石8份、矽酸鈉4份、鎳3份、鉻4份、碳酸鈣7份、納米二氧化矽4份、乙二醇8份、納米氮化矽8份、硫磺3份、穩定劑6份、增塑劑5份、阻燃劑6份和矽油7份。改性凸凹棒土為凸凹棒土與醋酸鉀混合均勻，振蕩5分鐘，研磨25分鐘，靜置15小時，然後於75攝氏度恆溫乾燥26小時，冷卻至室溫得到第一物料，然後將第一物料研磨15分鐘，接著水洗3次、烘乾和研磨得到第二物料，將十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水混合均勻並且加熱至88攝氏度，接著加入第二物料並且加熱至115攝氏度，再抽濾和乾燥得到，凸凹棒土、醋酸鉀、十六烷基三甲基溴化銨、偶聯劑OL-AT1618和水的重量比為5：4：4：2：9。納米氮化矽採用氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉和氧化鋁粉末的混合物。所述高耐熱抗老化電纜材料的製備方法，具體步驟如下：步驟一，將蛭石在1080攝氏度下焙燒3小時，得到發泡蛭石；步驟二，將丁晴橡膠、乙丙橡膠、線性低密度聚乙烯和氟碳樹脂送入溫度為110攝氏度的反應釜內機械攪拌，攪拌20分鐘，得到第一混合物；步驟三，再將第一混合物、羥基矽油、改性凸凹棒土、石墨烯、聚磷酸銨、玻璃纖維和發泡蛭石送入密煉機中，煉製溫度為105攝氏度，混煉時間為15分鐘，得到第二混合物；步驟四，向第二混合物中加入矽酸鈉、鎳、鉻、碳酸鈣、納米二氧化矽、乙二醇、納米氮化矽和矽油，在150攝氏度下反應為60分鐘，得到第三混合物；步驟五，將硫磺、穩定劑、增塑劑和阻燃劑加入第三混合物中並且混合均勻，混合均勻後投入雙螺杆擠出機在150攝氏度下擠出造粒，即可得到成品。對比例除不含有改性凸凹棒土，對比例1的其餘組分和製備方法均與實施例1相同。除不含有矽油，對比例2的其餘組分和製備方法均與實施例3相同。對實施例1-3的產品、對比例1-2的產品和現有鏟機進行性能測試，測試結果見表1。表1抗撕強度（MPa）熱老化強度保持率（%）熱老化伸長保持率（%）氧指數（%）實施例118.21358648.3實施例219.51378947.6實施例318.41289149.5對比例111.61126429.8對比例210.71165832.3現有產品13.11047236.5從表1可以看出實施例1-3的產品的強度、耐老化性能和阻燃性能均優於對比例1-2的產品和現有產品。對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp