一种纤维增强高分子电缆材料制造技术

本发明专利技术公开了一种纤维增强高分子电缆材料，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二锑8‑11、三氯甲基硅烷10‑15、二烷基次磷酸铝4‑6、碳酸镁4‑5、三聚磷酸钠1‑2、PP纤维8‑12、锡铋合金粉6‑8、聚丙烯26‑33、聚乙二醇2‑3、玻璃纤维5‑7、水玻璃2‑3、丙三醇4‑5、抗氧化剂CA0.6‑1、硬脂酸钠2‑3、导电炭黑5‑7、硬脂酸铝2‑3、环氧树脂乳液12‑14、萜烯树脂12‑15、聚乙烯58‑65、去离子水适量；本发明专利技术制备的电缆材料防寒、导电、抗腐蚀、耐热等性能优异，解决添加填料过多易裂、强度不高的问题，为安全提供保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电缆材料
，尤其涉及一种纤维增强高分子电缆材料。
技术介绍
聚合物由于其价格低廉、质地轻、比强度大，导热系数小和化学稳定性好等特点被广泛的应用于生产生活的各个领域。大多数的聚合物都是良好的电绝缘体，电阻率高，容易产生静电，从而限制其应用。抗静电的危害越来越大，如干扰飞机无线电设备的正常运转，影响飞机的运行，制药厂设备聚合物外壳容易静电吸附尘埃，影响药品纯度等，近几年，国家铁路交通发展迅速，铁路系统的控制越来越复杂，电气控制设备越来越多，对电缆需求量也越来越大。其中抗静电性显得尤其重要。《导电_抗静电聚合物纳米复合材料的制备及其性能研究》一文中作者利用低熔点金属、碳纳米管等导电填料制备得到导电抗静电聚合物复合材料及纤维，提出了新的制备方法和新原理，采用电导率高、易加工的低熔点金属作为导电填料，通过熔融共混以及固相拉伸等方法，制备出复合纤维，得出聚合物/低熔点导电金属复合纤维具有电阻率随着拉伸倍率的提高而降低的性质，与未含有低导电熔点纤维的复合纤维比较，其复合纤维的强度和断裂伸长率都有所提高。通过在复合纤维中添加碳纳米管和纳米蒙脱土显著降低了金属颗粒粒径，使得复合纤维获得了更加优异的电性能和力学性能。虽然本专利技术能够解决电缆导电抗静电等方面的要求，但是随着机车技术的发展，对电缆的铺设环境和使用性能要求越来越高，单纯的单一性能已不能满足市场需求，本专利技术在这基础上进行改进，以期达到耐弯曲性能好、防火阻燃、绿色环保、耐老化等的特性，使其达到铁路工程中对电缆的使用要求。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种纤维增强高分子电缆材料。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种纤维增强高分子电缆材料，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二锑8-11、三氯甲基硅烷10-15、二烷基次磷酸铝4-6、碳酸镁4-5、三聚磷酸钠1-2、PP纤维8-12、锡铋合金粉6-8、聚丙烯26-33、聚乙二醇2-3、玻璃纤维5-7、水玻璃2-3、丙三醇4-5、抗氧化剂CA0.6-1、硬脂酸钠2-3、导电炭黑5-7、硬脂酸铝2-3、环氧树脂乳液12-14、萜烯树脂12-15、聚乙烯58-65、去离子水适量。所述一种纤维增强高分子电缆材料，由以下具体步骤制备制成：（1）将三氯甲基硅烷和丙酮按照体积比1:6-7混合加到磁力搅拌器中加热搅拌，边搅拌边将蒸馏滴加到混合溶液中，升温回流，控制温度为65-70℃，将PP纤维和玻璃纤维混合加到上述混合溶液中，再加入水玻璃和环氧树脂乳液继续反应2-3h，冷却至室温后取出干燥；（2）将聚乙二醇用5-7倍量的去离子水稀释，稀释均匀后加入丙三醇、抗氧化剂CA、硬脂酸钠和导电炭黑超声分散，超声功率控制为90W，温度控制为40-60℃，时间30-40min，分散结束后转移至电炉上，一边搅拌一边加热至水分蒸发，烘干后粉碎备用；（3）将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6-8h，冷却后切成颗粒，将锡铋合金粉、步骤（2）制备的产物、硬脂酸铝和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80℃下烘干4-5h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维；（4）将剩余其余的成分按照配方量和步骤（1）制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160-175℃，时间为15-25min，再使用开炼机将步骤（3）制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10-15m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。本专利技术的优点是：本专利技术通过使用低熔点金属作为导电填料，结合熔融混合和固相拉伸的手段，制备了导电、抗静电复合纤维，使其拥有良好的强度和断裂伸长率，且具有优异的导电性能和力学性能，解决了金属与基体材料相容性差、容易氧化导致电导率下降的问题，本专利技术通过对混合纤维改性，使其具备良好的疏水性和高分子相容性，能够在基体中良好分散和起到增强耐腐蚀、耐火、高强等方面的作用，并且利用疏水剂对导电炭黑改性使其发挥出良好的导电、防潮性能，并且容易在高分子基体材料中分散，不影响材料本身的性能，本专利技术制备的电缆材料防寒、导电、抗腐蚀、耐热等性能优异，解决添加填料过多易裂、强度不高的问题，为安全提供保障。具体实施方式一种纤维增强高分子电缆材料，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：三氧化二锑8、三氯甲基硅烷10、二烷基次磷酸铝4、碳酸镁4、三聚磷酸钠1、PP纤维8、锡铋合金粉6、聚丙烯26、聚乙二醇2、玻璃纤维5、水玻璃2、丙三醇4、抗氧化剂CA0.6、硬脂酸钠2、导电炭黑5、硬脂酸铝2、环氧树脂乳液12、萜烯树脂12、聚乙烯58、去离子水适量。所述一种纤维增强高分子电缆材料，由以下具体步骤制备制成：（1）将三氯甲基硅烷和丙酮按照体积比1:6混合加到磁力搅拌器中加热搅拌，边搅拌边将蒸馏滴加到混合溶液中，升温回流，控制温度为65℃，将PP纤维和玻璃纤维混合加到上述混合溶液中，再加入水玻璃和环氧树脂乳液继续反应2h，冷却至室温后取出干燥；（2）将聚乙二醇用5倍量的去离子水稀释，稀释均匀后加入丙三醇、抗氧化剂CA、硬脂酸钠和导电炭黑超声分散，超声功率控制为90W，温度控制为40℃，时间30min，分散结束后转移至电炉上，一边搅拌一边加热至水分蒸发，烘干后粉碎备用；（3）将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6h，冷却后切成颗粒，将锡铋合金粉、步骤（2）制备的产物、硬脂酸铝和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80℃下烘干4h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维；（4）将剩余其余的成分按照配方量和步骤（1）制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160℃，时间为15min，再使用开炼机将步骤（3）制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。该机车电缆材料的性能测试如下：拉伸强度（MPa）：15.6；断裂伸长率（%）：375；体积电阻率（Ω.m）：3.8×1013；介电强度（MV/m）：29；氧指数（%）：29；载荷下伸长率（%）：10；永久变形率（%）：0。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强高分子电缆材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二锑8‑11、三氯甲基硅烷10‑15、二烷基次磷酸铝4‑6、碳酸镁4‑5、三聚磷酸钠1‑2、PP纤维8‑12、锡铋合金粉6‑8、聚丙烯26‑33、聚乙二醇2‑3、玻璃纤维5‑7、水玻璃2‑3、丙三醇4‑5、抗氧化剂CA0.6‑1、硬脂酸钠2‑3、导电炭黑5‑7、硬脂酸铝2‑3、环氧树脂乳液12‑14、萜烯树脂12‑15、聚乙烯58‑65、去离子水适量。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强高分子电缆材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二锑8-11、三氯甲基硅烷10-15、二烷基次磷酸铝4-6、碳酸镁4-5、三聚磷酸钠1-2、PP纤维8-12、锡铋合金粉6-8、聚丙烯26-33、聚乙二醇2-3、玻璃纤维5-7、水玻璃2-3、丙三醇4-5、抗氧化剂CA0.6-1、硬脂酸钠2-3、导电炭黑5-7、硬脂酸铝2-3、环氧树脂乳液12-14、萜烯树脂12-15、聚乙烯58-65、去离子水适量。2.根据权利要求1所述一种纤维增强高分子电缆材料，其特征在于，由以下具体步骤制备制成：（1）将三氯甲基硅烷和丙酮按照体积比1:6-7混合加到磁力搅拌器中加热搅拌，边搅拌边将蒸馏滴加到混合溶液中，升温回流，控制温度为65-70℃，将PP纤维和玻璃纤维混合加到上述混合溶液中，再加入水玻璃和环氧树脂乳液继续反应2-3h，冷却至室温后取出干燥；（2）将聚乙二醇用5-7倍量的去离子水稀释，稀释均匀后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李训祥，王兴祥，胡云昌，李贻凤，周志梅，李如宝，
申请(专利权)人：安徽省康利亚股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34