一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法，该材料包括以下重量份原材料制备而成：10‑18份的陶瓷颗粒、0.001‑0.003份的石墨烯，12‑15份的改性剂、15‑25份的聚氟乙烯、45‑60份的聚己内酰胺、0.3‑0.8份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂；将经过改性处理的陶瓷颗粒添加到聚己内酰胺中并进行混合改性，显著的提高了聚己内酰胺的耐磨性能，且保留了较好的加工性，将该聚己内酰胺材料用于电缆的护套层，能显著增加电缆在高磨损环境中的使用寿命。

A modified polycaprolactam modified cable material and its preparation method

The invention discloses a polyamide modified cable material and a preparation method thereof. The material comprises the following raw materials by weight: 10 prepared 18 copies of the ceramic particles, 0.001 0.003 graphene, 15 copies of the 12 modifier, 15 25 copies, polyvinylfluoride 45 60 poly caprolactam, coupling agent, 0.3 0.8 copies of 0.5 copies of the 0.3 crosslinking agent; after modification of ceramic particles added to polycaprolactam and mixing modification, improve the wear resistance of polycaprolactam, and retain good machinability, sheath layer the material used for cable polycaprolactam, can significantly increase the cable in high wear environment in life.

【技术实现步骤摘要】
一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法
本专利技术涉及电缆材料领域，具体涉及一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法。
技术介绍
电缆是用一根或多根导线经过绞合制作成导体线芯，再在导体上施以相应的绝缘层，外面包上密封护套而形成的导线，主要由线芯、绝缘层、屏蔽层和护套层构成。电缆具有占用地面和空间少；供电安全可靠，触电可能性小；有利于提高电力系统的功率因数；运行、维护工作简单方便；有利于美化城市，具有保密性等诸多优点，被广泛应用于生活和生产中的各个领域。电缆护套层的作用是密封保护电缆免受外界杂质和水分的侵入，防止外力直接损坏电缆绝缘层。电缆护套层材料不仅要求密封性好、防腐性高、机械强度高、阻燃性好，还应当具有一定的耐磨性。聚己内酰胺材料也可作为电缆护套层材料，虽然聚己内酰胺耐磨性较好，用于电缆护套层后，电缆也不适合在高磨损环境中长期使用。因此，现有技术中采用了多种改性方法来提高聚己内酰胺材料的耐磨性，如：添加耐磨的无机材料、对聚己内酰胺进行交联、参杂耐磨树脂材料等方法，但由于原材料选择的针对性差或聚己内酰胺聚合度没进行控制等，造成得到的聚己内酰胺材料要么耐磨性达不到要求，要么耐磨性高却加工性差，不利于电缆护套层的加工等，严重影响了该类电缆的生产和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有电缆护套层使用的聚己内酰胺材料耐磨性不足的缺陷，提供一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法；本专利技术将经过改性处理的陶瓷颗粒添加到聚己内酰胺中并进行混合改性，显著的提高了聚己内酰胺的耐磨性能，且保留了较好的加工性，将该聚己内酰胺材料用于电缆的护套层，能显著增加电缆在高磨损环境中的使用寿命。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种聚己内酰胺改性电缆材料，包括以下重量份原材料制备而成：10-18份的陶瓷颗粒、0.001-0.003份的石墨烯，12-15份的改性剂、15-25份的聚氟乙烯、45-60份的聚己内酰胺、0.3-0.8份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂。本专利技术一种聚己内酰胺改性电缆材料，根据陶瓷颗粒和交联能增加聚己内酰胺耐磨性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高陶瓷颗粒与聚己内酰胺之间的相容性，使陶瓷颗粒对聚己内酰胺的耐磨性增强作用更好，还通过控制聚己内酰胺的聚合度来使改性后的聚己内酰胺材料在耐磨性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚己内酰胺材料在具有优异的耐磨性的条件下，也符合制备电缆护套层所需要的加工性，从而能大量生产在高磨损环境中的使用寿命更长的电缆。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中石墨烯能与陶瓷颗粒协同作用，在不明显影响聚己内酰胺材料电性能的前提下，显著增加聚己内酰胺材料的耐磨性；石墨烯的量需要控制在规定范围内，用量过大，聚己内酰胺材料电阻率大幅降低，绝缘性降低，不适合用于电缆护套层；用量过少，对聚己内酰胺材料耐磨性增加作用小，作用效果不明显；优选的，所述的石墨烯用量为0.002份。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，所述的陶瓷颗粒粒径为0.01-2μm；陶瓷颗粒粒径越小，分散性越差，对聚己内酰胺耐磨性的增强作用降低，陶瓷颗粒粒径越大，在聚己内酰胺相中相容性越差，容易出现界面分离，影响聚己内酰胺材料的耐磨性；优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.1-1μm；最优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.3-0.6μm。其中，优选的，所述的陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种；该陶瓷颗粒在多种原料的作用下，与聚己内酰胺的相容性更好，对聚己内酰胺的耐磨性增强作用最佳。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，所述的改性剂为聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈组成的混合物；所述的改性剂既改善陶瓷颗粒与聚己内酰胺的相容性，还能增加材料耐磨性；优选的，所述的改性剂中聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈的物质的量之比为1︰2。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，聚氟乙烯的聚合度越大，交联后得到的聚己内酰胺耐磨性越差，加工性越好，聚氟乙烯的聚合物越小，则交联后聚丙烯酸耐磨性越好，加工性越差，因此，选择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为80-180；优选的，所述的聚氟乙烯的聚合度为100-150；最优的，所述的聚氟乙烯的聚合度为120；通过优选，得到的聚己内酰胺既具有优异的耐磨性，也具有较好的加工性，适合用于制备电缆护套层。其中，所述的聚己内酰胺聚合度为1400-2000；优选的，所述聚己内酰胺的聚合度为1600-1800；最优选的，所述的聚己内酰胺的聚合度为1700；通过优选，得到的聚己内酰胺既具有优异的耐磨性，也具有较好的加工性，适合用于制备电缆护套层。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，所述的偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂；甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂能增加陶瓷颗粒与聚己内酰胺材料之间的相容性，提高聚己内酰胺材料的性能。其中，所述的交联剂为过氧化苯甲酰，该交联剂不仅能将不同聚合度的聚己内酰胺和聚氟乙烯适当交联，提高聚己内酰胺材料的耐磨性，还能提高与陶瓷颗粒的相容性，增加陶瓷颗粒对聚己内酰胺的改性作用，与陶瓷颗粒形成协同增效作用。上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种；上述的助剂能提高聚己内酰胺改性电缆材料的加工性，增加其功能性等作用，从而提高其适用性。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种聚己内酰胺改性电缆材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将陶瓷颗粒用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的陶瓷颗粒用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的陶瓷颗粒与石墨烯、聚氟乙烯、聚己内酰胺、交联剂混合均匀后用挤出机进行挤出，得到聚己内酰胺改性电缆材料。本专利技术一种聚己内酰胺改性电缆材料的制备方法，先对陶瓷颗粒进行交联处理，增加其与高分子材料的相容性，再用改性剂对陶瓷颗粒进行包覆，最后与聚己内酰胺等原料进行混合，使陶瓷颗粒分散在交联聚己内酰胺中，形成稳定性好、耐磨性好、加工性好的改性聚己内酰胺材料；该制备方法简单可靠，适合用于聚己内酰胺改性电缆材料的大规模、工业化生产。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术聚己内酰胺改性电缆材料中石墨烯能与陶瓷颗粒协同作用，在不明显影响聚己内酰胺材料电性能的前提下，显著增加聚己内酰胺材料的耐磨性。2、本专利技术聚己内酰胺改性电缆材料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高陶瓷颗粒与聚己内酰胺之间的相容性，使陶瓷颗粒对聚己内酰胺的耐磨性增强作用更好。3、本专利技术聚己内酰胺改性电缆材料通过控制聚己内酰胺的聚合度来使改性后的聚己内酰胺材料在耐磨性与加工性之间达到最佳平衡关系，使得到的聚己内酰胺材料在具有优异的耐磨性的条件下，也符合制备电缆护套层所需要的加工性。4、本专利技术制备方法简单、可靠，适合聚己内酰胺改性电缆材料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将15份的粒径为0.3μm的氧化硅陶瓷用0.5份的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的氧化硅陶瓷用4份的聚丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚己内酰胺改性电缆材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：10‑18份的陶瓷颗粒、0.001‑0.003份的石墨烯，12‑15份的改性剂、15‑25份的聚氟乙烯、45‑60份的聚己内酰胺、0.3‑0.8份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂；所述的改性剂为聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈组成的混合物；所述的聚氟乙烯聚合度为80‑180；所述的聚己内酰胺聚合度为1400‑2000；所述的偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂；所述的交联剂为过氧化苯甲酰。

【技术特征摘要】
1.一种聚己内酰胺改性电缆材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：10-18份的陶瓷颗粒、0.001-0.003份的石墨烯，12-15份的改性剂、15-25份的聚氟乙烯、45-60份的聚己内酰胺、0.3-0.8份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂；所述的改性剂为聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈组成的混合物；所述的聚氟乙烯聚合度为80-180；所述的聚己内酰胺聚合度为1400-2000；所述的偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂；所述的交联剂为过氧化苯甲酰。2.根据权利要求1所述的聚己内酰胺改性电缆材料，其特征在于，所述的石墨烯重量份为0.002份。3.根据权利要求1所述的聚己内酰胺改性电缆材料，其特征在于，所述的陶瓷颗粒粒径为0.01-2μm。4.根据权利要求1所述的聚己内酰胺改性电缆材料，其特征在于，所述的陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒春柳，
申请(专利权)人：四川力智久创知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51