[發(fā)明專利]一種柔性防水聚乙烯電纜料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510517045.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN105037894A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柏建華;荔建榮;劉興珍;董文鋒;陳玉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽吉安特種線纜制造有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08L23/12;C08L9/00;C08L83/04;C08L91/00;C08K13/02;C08K5/06;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/34;C08K5/5445
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性防水聚乙烯電纜料及其制備方法。

背景技術(shù)

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(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)制品，還可以與其他聚合物共混進(jìn)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(guó)其消費(fèi)量已經(jīng)升至第一位。聚氯乙烯本身也是本質(zhì)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℃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(zhì)PVC須加入阻燃劑才有阻燃效果。而且聚氯乙烯在燃燒時(shí)會(huì)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(shuō)就要進(jìn)一步發(fā)揮聚乙烯電纜料的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

聚乙烯(PE)是目前產(chǎn)量最大的通用塑料之一，具有耐化學(xué)腐蝕性、質(zhì)輕、電絕緣性、無(wú)毒、易加工、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(duì)其進(jìn)行阻燃改性處理以擴(kuò)大其應(yīng)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(qiáng)度等，目前高壓直流電纜一般采用傳統(tǒng)方法來(lái)改性聚乙烯絕緣料。其中共混技術(shù)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(huì)形成兩相結(jié)構(gòu)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(huì)導(dǎo)致介電強(qiáng)度降低。因此，最好的方法是使用兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)相似、相容性好的組分來(lái)進(jìn)行共混，從而消除兩種材料的微觀界面的不良影響。同時(shí)隨著生產(chǎn)生活電線電纜的運(yùn)用日益發(fā)展和普及，電線電纜的需要量增加很快，它還要求柔軟、防水、耐磨等性能也能滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種柔性防水聚乙烯電纜料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種柔性防水聚乙烯電纜料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯89-92、等規(guī)聚丙烯9-11、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、氣相白炭黑5-7、順丁橡膠6-8、環(huán)氧大豆油2-3、二甲基硅油3-4、碳化硅8-10。

所述一種柔性防水聚乙烯電纜料，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(jī)中，在80-90℃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(jī)中，90-100℃下混合10-15分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機(jī)中，在145℃下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時(shí)，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℃電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時(shí)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℃的溫度下烘干24小時(shí)，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(jī)中，以140℃的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；

（3）將氣相白炭黑、碳化硅混合均勻，加入二甲基硅油，放入球磨機(jī)中，加熱至70℃，球磨分散40分鐘；將順丁橡膠放入密煉機(jī)中，以150-160℃的溫度密煉10分鐘后加入球磨混合物、等規(guī)聚丙烯，繼續(xù)密煉5分鐘，降溫至100℃，開始排料，冷卻后得到混合物料；

（4）將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙烯以及其余剩余成分放入高速混合機(jī)中，在溫度為160℃，500轉(zhuǎn)/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最后將粒料在80℃烘箱中干燥24小時(shí)即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)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(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)由于含有少量的茂金屬聚乙烯，提高了電纜料的拉伸強(qiáng)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?xì)怏w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(shí)反應(yīng)分解出SbBr₃，能較長(zhǎng)時(shí)間停留在燃燒區(qū)域，具有稀釋和隔離作用，進(jìn)一步提高阻燃性能。