[發明專利]一種聚己內酰胺改性電纜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711044050.X
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107841130A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 舒春柳
• 申請（專利權）人: 四川力智久創知識產權運營有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L27/14;C08K9/06;C08K9/10;C08K3/36;C08K3/04;C08K5/14;C08K3/34;H01B3/30
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 熊曉果

技術領域

本發明涉及電纜材料領域，具體涉及一種聚己內酰胺改性電纜材料及其制備方法。

背景技術

電纜是用一根或多根導線經過絞合制作成導體線芯，再在導體上施以相應的絕緣層，外面包上密封護套而形成的導線，主要由線芯、絕緣層、屏蔽層和護套層構成。電纜具有占用地面和空間少；供電安全可靠，觸電可能性小；有利于提高電力系統的功率因數；運行、維護工作簡單方便；有利于美化城市，具有保密性等諸多優點，被廣泛應用于生活和生產中的各個領域。

電纜護套層的作用是密封保護電纜免受外界雜質和水分的侵入，防止外力直接損壞電纜絕緣層。電纜護套層材料不僅要求密封性好、防腐性高、機械強度高、阻燃性好，還應當具有一定的耐磨性。聚己內酰胺材料也可作為電纜護套層材料，雖然聚己內酰胺耐磨性較好，用于電纜護套層后，電纜也不適合在高磨損環境中長期使用。因此，現有技術中采用了多種改性方法來提高聚己內酰胺材料的耐磨性，如：添加耐磨的無機材料、對聚己內酰胺進行交聯、參雜耐磨樹脂材料等方法，但由于原材料選擇的針對性差或聚己內酰胺聚合度沒進行控制等，造成得到的聚己內酰胺材料要么耐磨性達不到要求，要么耐磨性高卻加工性差，不利于電纜護套層的加工等，嚴重影響了該類電纜的生產和應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有電纜護套層使用的聚己內酰胺材料耐磨性不足的缺陷，提供一種聚己內酰胺改性電纜材料及其制備方法；本發明將經過改性處理的陶瓷顆粒添加到聚己內酰胺中并進行混合改性，顯著的提高了聚己內酰胺的耐磨性能，且保留了較好的加工性，將該聚己內酰胺材料用于電纜的護套層，能顯著增加電纜在高磨損環境中的使用壽命。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種聚己內酰胺改性電纜材料，包括以下重量份原材料制備而成：10-18份的陶瓷顆粒、0.001-0.003份的石墨烯，12-15份的改性劑、15-25份的聚氟乙烯、45-60份的聚己內酰胺、0.3-0.8份的偶聯劑、0.3-0.5份的交聯劑。

本發明一種聚己內酰胺改性電纜材料，根據陶瓷顆粒和交聯能增加聚己內酰胺耐磨性的基本原理，不僅通過針對性的篩選改性劑、偶聯劑和交聯劑的種類，來提高陶瓷顆粒與聚己內酰胺之間的相容性，使陶瓷顆粒對聚己內酰胺的耐磨性增強作用更好，還通過控制聚己內酰胺的聚合度來使改性后的聚己內酰胺材料在耐磨性與加工性之間達到最佳平衡關系，從而使得到的聚己內酰胺材料在具有優異的耐磨性的條件下，也符合制備電纜護套層所需要的加工性，從而能大量生產在高磨損環境中的使用壽命更長的電纜。

上述一種聚己內酰胺改性電纜材料，其中石墨烯能與陶瓷顆粒協同作用，在不明顯影響聚己內酰胺材料電性能的前提下，顯著增加聚己內酰胺材料的耐磨性；石墨烯的量需要控制在規定范圍內，用量過大，聚己內酰胺材料電阻率大幅降低，絕緣性降低，不適合用于電纜護套層；用量過少，對聚己內酰胺材料耐磨性增加作用小，作用效果不明顯；優選的，所述的石墨烯用量為0.002份。

上述一種聚己內酰胺改性電纜材料，其中，所述的陶瓷顆粒粒徑為0.01-2μm；陶瓷顆粒粒徑越小，分散性越差，對聚己內酰胺耐磨性的增強作用降低，陶瓷顆粒粒徑越大，在聚己內酰胺相中相容性越差，容易出現界面分離，影響聚己內酰胺材料的耐磨性；優選的，所述的陶瓷顆粒粒徑為0.1-1μm；最優選的，所述的陶瓷顆粒粒徑為0.3-0.6μm。

其中，優選的，所述的陶瓷顆粒為氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一種或多種；該陶瓷顆粒在多種原料的作用下，與聚己內酰胺的相容性更好，對聚己內酰胺的耐磨性增強作用最佳。

上述一種聚己內酰胺改性電纜材料，其中，所述的改性劑為聚丙烯酸酯與聚丁二烯丙烯腈組成的混合物；所述的改性劑既改善陶瓷顆粒與聚己內酰胺的相容性，還能增加材料耐磨性；優選的，所述的改性劑中聚丙烯酸酯與聚丁二烯丙烯腈的物質的量之比為1︰2。

上述一種聚己內酰胺改性電纜材料，其中，聚氟乙烯的聚合度越大，交聯后得到的聚己內酰胺耐磨性越差，加工性越好，聚氟乙烯的聚合物越小，則交聯后聚丙烯酸耐磨性越好，加工性越差，因此，選擇合理的聚氟乙烯聚合度，是平衡耐磨性和加工性的重要手段。所述的聚氟乙烯聚合度為80-180；優選的，所述的聚氟乙烯的聚合度為100-150；最優的，所述的聚氟乙烯的聚合度為120；通過優選，得到的聚己內酰胺既具有優異的耐磨性，也具有較好的加工性，適合用于制備電纜護套層。