[發(fā)明專利]一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711050041.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107722615A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒春柳
• 申請（專利權(quán)）人: 四川力智久創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)營有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L33/04;C08K9/06;C08K7/10;C08K3/04;H01B3/30
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所51221
• 代理人: 熊曉果

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電纜材料領(lǐng)域，具體涉及一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料及其制備方法。

背景技術(shù)

電纜是用一根或多根導(dǎo)線經(jīng)過絞合制作成導(dǎo)體線芯，再在導(dǎo)體上施以相應(yīng)的絕緣層，外面包上密封護(hù)套而形成的導(dǎo)線，主要由線芯、絕緣層、屏蔽層和護(hù)套層構(gòu)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(tǒng)的功率因數(shù)；運(yùn)行、維護(hù)工作簡單方便；有利于美化城市，具有保密性等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域。電纜護(hù)套層的作用是密封保護(hù)電纜免受外界雜質(zhì)和水分的侵入，防止外力直接損壞電纜絕緣層。電纜護(hù)套層材料不僅要求密封性好、防腐性高、機(jī)械強(qiáng)度高、阻燃性好，還應(yīng)當(dāng)具有一定的抗拉強(qiáng)度。

聚己內(nèi)酰胺是單體己內(nèi)酰胺經(jīng)開環(huán)聚合反應(yīng)生成的線型聚酰胺，具有抗拉強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在電子、汽車、機(jī)械及化工領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。在電纜領(lǐng)域，聚己內(nèi)酰胺也可作為電纜材料之一。隨著電纜在更多領(lǐng)域中的應(yīng)用，電纜的應(yīng)用環(huán)境也越來越復(fù)雜，因而，對電纜的各項(xiàng)性能的要求也越來越高，用單一的聚己內(nèi)酰胺材料制備得到的電纜性能已不能滿足電纜性能的要求，對電纜用聚己內(nèi)酰胺材料進(jìn)行改性成為必要。

抗拉性能是電纜需要具備的基本性能之一，隨著電纜應(yīng)用的范圍不斷增加，電纜鋪設(shè)的跨度也不斷提高，因而，對電纜的抗拉性能要求也越來越高，對電纜用聚己內(nèi)酰胺材料的抗拉性能要求也越來越高。現(xiàn)有技術(shù)中也采用了多種方法來提高聚己內(nèi)酰胺材料的抗拉性，如：添加高強(qiáng)度纖維和對聚己內(nèi)酰胺進(jìn)行交聯(lián)的方法，但由于原材料選擇的針對性較差或沒有對聚己內(nèi)酰胺聚合度進(jìn)行控制等因素的影響，得到的改性聚己內(nèi)酰胺材料抗拉性能并沒有達(dá)到預(yù)想的要求，要么加工性好但抗拉強(qiáng)度不足，要么抗拉強(qiáng)度好卻加工性變差，從而嚴(yán)重影響了電纜的生產(chǎn)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有用于電纜的聚己內(nèi)酰胺材料抗拉強(qiáng)度不足的缺陷，提供一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料及其制備方法；本發(fā)明將經(jīng)過改性處理的玄武巖纖維添加到聚己內(nèi)酰胺中并進(jìn)行交聯(lián)改性，顯著的提高了聚己內(nèi)酰胺的抗拉強(qiáng)度，且保留了較好的加工性，將該聚己內(nèi)酰胺材料用于電纜，能顯著增加電纜的抗拉性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料，包括以下重量份原材料制備而成：20-30份的玄武巖纖維、0.001-0.003份的石墨烯，8-12份的改性劑、20-30份的丙烯酸酯橡膠、35-45份的聚己內(nèi)酰胺、0.3-0.8份的偶聯(lián)劑、0.1-0.3份的交聯(lián)劑。

本發(fā)明一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料，根據(jù)玄武巖纖維和交聯(lián)能增加聚己內(nèi)酰胺抗拉強(qiáng)度的基本原理，不僅通過針對性的篩選改性劑、偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑的種類，來提高玄武巖纖維與聚己內(nèi)酰胺之間的相容性，使玄武巖纖維對聚己內(nèi)酰胺的抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)作用更好，還通過控制聚己內(nèi)酰胺材料的聚合度來使改性后的聚己內(nèi)酰胺材料在抗拉強(qiáng)度與加工性之間達(dá)到最佳平衡關(guān)系，從而使得到的聚己內(nèi)酰胺材料在具有優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度的條件下，也滿足制備電纜所需要的加工性，從而能大量生產(chǎn)高抗拉強(qiáng)度的電纜。

上述一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料，其中石墨烯能與玄武巖纖維協(xié)同作用，在不明顯影響聚己內(nèi)酰胺材料電性能的前提下，顯著增加聚己內(nèi)酰胺材料的抗拉強(qiáng)度；石墨烯的量需要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，用量過大，聚己內(nèi)酰胺材料電阻率大幅降低，絕緣性降低，不適合用于電纜護(hù)套層；用量過少，對聚己內(nèi)酰胺材料抗拉強(qiáng)度增加作用小，作用效果不明顯；優(yōu)選的，所述的石墨烯用量為0.002份。

上述一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料，其中，所述的玄武巖纖維直徑為0.01-0.5μm，長度為10-180μm；玄武巖纖維直徑和長度越小，分散性越差，對聚己內(nèi)酰胺抗拉強(qiáng)度的增強(qiáng)作用降低，玄武巖纖維直徑和長度越大，在聚己內(nèi)酰胺相中相容性越差，容易出現(xiàn)界面分離，影響聚己內(nèi)酰胺材料的抗拉強(qiáng)度；優(yōu)選的，所述的玄武巖纖維直徑為0.05-0.2μm，長度為30-80μm；最優(yōu)選的，所述的玄武巖纖維直徑為0.1μm，長度為50μm；通過優(yōu)選，玄武巖纖維對聚己內(nèi)酰胺材料的抗拉增強(qiáng)效果最好。

上述一種電纜用聚己內(nèi)酰胺抗拉改性材料，其中，所述的改性劑為甲基氨基乙酸與正硅酸乙酯組成的混合物；所述的改性劑能改善玄武巖纖維與聚己內(nèi)酰胺的相容性，增加材料抗拉強(qiáng)度；優(yōu)選的，所述的改性劑中甲基氨基乙酸與正硅酸乙酯的物質(zhì)的量之比為1︰2。