一种柔性耐疲劳的复合电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性耐疲劳的复合电缆料及其制备方法，属于电线电缆领域，本发明专利技术公开的方法采用化学接枝法，采用4‑羟基苯甲酸2‑乙基己酯以及SOCl2制备氯化增塑剂，后将增塑剂固定在碳酸钙上，得到功能碳酸钙。利用碳酸钙的锚定作用，减少增塑剂的迁移，并提高碳酸钙的分散程度；采用耐热填料拟薄水铝石和防老剂N‑异丙基‑N'‑苯基对苯二胺之间的桥接作用，提高两者防护材料的协同作用，从而实现电缆料的柔性持久性、耐热性、耐老化、耐屈挠性。

A Flexible Fatigue Resistant Composite Cable Material and Its Preparation Method

The invention discloses a flexible fatigue-resistant composite cable material and its preparation method, belonging to the field of wire and cable. The method of the invention adopts chemical grafting method, uses 4 hydroxybenzoic acid 2 ethylhexyl ester and SOCl2 to prepare chlorinated plasticizer, and then fixes the plasticizer on calcium carbonate to obtain functional calcium carbonate. The anchoring effect of calcium carbonate is used to reduce the migration of plasticizer and increase the dispersion of calcium carbonate; the bridge effect between pseudoboehmite and antioxidant N_isopropyl_N_phenyl to phenylenediamine is used to improve the synergistic effect of the two protective materials, so as to realize the flexible durability and heat resistance of cable materials. Aging resistance, flexibility resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性耐疲劳的复合电缆料及其制备方法
本专利技术涉及电线电缆领域，具体为涉及一种柔性耐疲劳的复合电缆料及其制备方法。
技术介绍
我国目前处于自动化、信息化为标志的后工业化时代，随着劳动力资源的日趋紧张，和成本的大幅度上扬，劳动力优势已经不复存在，这促使我国企业开始重视产业化升级和技术改造，其中，基于互联网+的智能化改造是目前的热点之一，通过在产线上引入工业机器人，提升生产的稳定性，降低对劳动力的依赖，受到了企业市场的广泛欢迎。目前工业机器人的产业蓬勃发展，市场需求极大，在汽车制造、电子电器等工业化生产中得到了广泛的应用，是衡量一个国家制造业综合实力的重要标志。在整个机器人系统部件中，电缆起着电力输送、信号传递等作用，是工业机器人系统中的重要组成部分，而电缆料是电线电缆绝缘及护套用塑料的统称，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种，是保护电缆的重要材料。机器人的特殊体系对电缆料提出了更高的要求，例如，绝缘性能好、耐温等级高、柔软性好、耐弯曲、耐扭转、耐摩擦、屈挠和机械强度高等。这对电缆行业提出了新的挑战。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种柔性耐疲劳的复合电缆料及其制备方法。一种柔性耐疲劳的复合电缆料的制备方法，包含以下步骤：步骤一：将1-5mol4-羟基苯甲酸2-乙基己酯溶解在200-1000mL的DMF中，冰浴条件下，缓慢滴加2-10mol的SOCl2，搅拌，60℃-80℃加热搅拌1-2h，得到氯化增塑剂溶液；步骤二：将100-300质量份碳酸钙，经过60℃-100℃干燥处理12h-24h后，加入到300-900质量份步骤一得到的氯化增塑剂溶液中，150W-250W超声搅拌1h-2h，加入1-3质量份氢氧化钠，通入氮气保护，60℃-80℃回流反应18h-24h，将反应产物进行减压蒸馏，得到功能化碳酸钙；步骤三：将100-200质量份的拟薄水铝石经540-580℃煅烧3-4h，冷却后再在高速混合机中加热到70-90℃，滴加2-5质量份KH560，混合搅拌6h后，加入5-10质量份N-异丙基-N'-苯基对苯二胺，70-90℃混合搅拌6h，得到改性拟薄水铝石；步骤四：称取200-300质量份步骤二中得到的功能化碳酸钙和20-40质量份步骤三中得到的改性拟薄水铝石，与100质量份混炼型聚氨酯、5-7质量份氯丙基三乙氧基硅烷、20-40质量份二氧化硅，1-5质量份炭黑、2-7质量份微胶囊化红磷阻燃剂、0.1-0.5质量份水杨酸苯酯、3-5质量份环氧大豆油、1-3质量份石蜡，投放入密炼机中，混合搅拌，控制温度在110℃-120℃，加入1.0-2.5质量份过氧化二异丙苯和0.5-2质量份三丙烯基异氰脲酸酯，搅拌5-10min，搅拌机的速度为350-550r/min，得到混炼胶；步骤五：将步骤四得到混炼胶冷却后加入双螺杆挤出机造粒，转速为100r/min，在双螺杆挤出机分三段加热，第一段加热温度在60℃-80℃，第二段加热温度在80℃-100℃，第三段加热温度在120℃-140℃，得到柔性耐疲劳的复合电缆料。本专利技术还公开了利用上述方法制备得到的柔性耐疲劳的复合电缆料。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)在长期使用中，电缆料中的增塑剂会发生迁移，这是引起电缆料发硬、开裂的重要因素之一。本专利技术采用了接枝方法，将4-羟基苯甲酸2-乙基己酯接枝到碳酸钙表面，一方面通过碳酸钙的锚定效果，避免增塑剂的迁移，最大程度和最长时间范围内发挥增塑剂的增速效果；另一方面，碳酸钙表面经过增塑剂的有机化处理，与聚氨酯基体有着良好的相容性，能更均匀地分散在基体中，不仅对胶料起到增量的作用，还能提到补强效果。从而提高了电缆料的强度和耐久性，确保了电缆料柔性稳定性；(2)电缆料在外加应力、热、氧作用下的老化，也是引起电缆料开裂的另一个重要因素。防老剂N-异丙基-N'-苯基对苯二胺除了有良好的热、氧老化效果外，还具有优异耐屈挠作用。本专利技术利用了偶联剂KH560的架桥反应，使其在拟薄水铝石和防老剂N-异丙基-N'-苯基对苯二胺之间形成桥接，将防老剂固定下来，一方面，固定后的防老剂不会有迁移损耗，防老化效果更好、更持久，另一方面形成整体的拟薄水铝石和N-异丙基-N'-苯基对苯二胺之间的协同作用更为显著，进一步提高了电缆料的耐热和耐老化性能，从而使得电缆料性能得到了提升。具体实施方法一种柔性耐疲劳的复合电缆料的制备方法，包含以下步骤：步骤一：将1-5mol4-羟基苯甲酸2-乙基己酯溶解在200-1000mL的DMF中，冰浴条件下，缓慢滴加2-10mol的SOCl2，搅拌，60-80℃加热搅拌1-2h，得到氯化增塑剂溶液；步骤二：将100-300质量份碳酸钙，经过60-100℃干燥处理12-24h后，加入到300质量份-900质量份步骤一得到的氯化增塑剂溶液中，150-250W超声搅拌1-2h，加入1-3质量份氢氧化钠，通入氮气保护，60-80℃回流反应18-24h，将反应产物进行减压蒸馏，得到功能化碳酸钙；步骤三：将100-200质量份的拟薄水铝石经540-580℃煅烧3-4h，冷却后再在高速混合机中加热到70-90℃，滴加2-5质量份KH560，混合搅拌6h后，加入5-10质量份N-异丙基-N'-苯基对苯二胺，70-90℃混合搅拌6h，得到改性拟薄水铝石；步骤四：称取200-300质量份步骤二中得到的功能化碳酸钙和20-40质量份步骤三中得到的改性拟薄水铝石，与100质量份混炼型聚氨酯、5-7质量份氯丙基三乙氧基硅烷、20-40质量份二氧化硅，1-5质量份炭黑、2-7质量份微胶囊化红磷阻燃剂、0.1-0.5质量份水杨酸苯酯、3-5质量份环氧大豆油、1-3质量份石蜡，投放入密炼机中，混合搅拌，控制温度在110℃-120℃，加入1.0-2.5质量份过氧化二异丙苯和0.5-2质量份三丙烯基异氰脲酸酯，搅拌5-10min，搅拌机的速度为350-550r/min，得到混炼胶；步骤五：将步骤四得到混炼胶冷却后加入双螺杆挤出机造粒，转速为100r/min，在双螺杆挤出机分三段加热，第一段加热温度在60-80℃，第二段加热温度在80-100℃，第三段加热温度在120-140℃，得到柔性耐疲劳的复合电缆料。将利用本专利技术制备方法的柔性耐疲劳复合电缆料进行硫化处理：电缆料铺放在160℃的平板上，硫化20min，硫化压力10MPa，并对硫化处理后的电缆料进行一系列的性能测试：(1)硬度根据GB/T531-1999，采用上海自九量具有限公司的LX-A橡胶硬度测试仪，测定试样的硬度。(2)拉伸性能根据GB/T528-2009，采用万能电子试验机对拉伸试样进行测试，测定了拉伸试样的拉伸强度、断裂伸长率和永久变形等性能参数，拉伸强度数值越高越好，永久变形越小越好。(3)撕裂性能根据GB/T529-2008，采用万能电子试验机对撕裂试样进行测试，测定了试样撕裂强度，撕裂强度数值越高越好。(4)耐老化性能根据GB/T3512-2001，采用热老化箱，100℃×70h，测试橡胶试片的老化前后硬度的变化，计算老化系数＝(老化后硬度-老化前硬度)/老化前硬度×100％，老化系数的绝对值越小，耐老化性能越好。(5)耐屈挠性能根据HG4-836，采用德墨西亚屈挠试验机，样品为II型哑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性耐疲劳的复合电缆料的制备方法，包含以下步骤：步骤一：将4‑羟基苯甲酸2‑乙基己酯溶解在DMF中，冰浴条件下，缓慢滴加SOCl2，搅拌，60oC‑80 oC加热搅拌1‑2h，得到氯化增塑剂溶液；步骤二：将碳酸钙，经过60oC‑100oC干燥处理12h‑24h后，加入到步骤一得到的氯化增塑剂溶液中，150W‑250W超声搅拌1h‑2h，加入1‑3质量份氢氧化钠，通入氮气保护，60oC‑80oC回流反应18h‑24h，将反应产物进行减压蒸馏，得到功能化碳酸钙；步骤三：将拟薄水铝石经540‑580℃煅烧3‑4h，冷却后再在高速混合机中加热到70‑90℃，滴加KH560，混合搅拌6h后，加入N‑异丙基‑N'‑苯基对苯二胺，70‑90℃混合搅拌6h，得到改性拟薄水铝石；步骤四：称取200‑300质量份步骤二中得到的功能化碳酸钙和20‑40质量份步骤三中得到的改性拟薄水铝石，与100质量份混炼型聚氨酯、5‑7质量份氯丙基三乙氧基硅烷、20‑40质量份二氧化硅，1‑5质量份炭黑、2‑7质量份微胶囊化红磷阻燃剂、0.1‑0.5质量份水杨酸苯酯、3‑5质量份环氧大豆油、1‑3质量份石蜡，投放入密炼机中，混合搅拌，控制温度在110℃‑120℃，加入1.0‑2.5质量份过氧化二异丙苯和0.5‑2质量份三丙烯基异氰脲酸酯，搅拌5‑10min，搅拌机的速度为350‑550r/min，得到混炼胶；步骤五：将步骤四得到混炼胶冷却后加入双螺杆挤出机造粒，转速为100r/min，在双螺杆挤出机分三段加热，第一段加热温度在60℃‑80℃，第二段加热温度在80℃‑100oC，第三段加热温度在120℃‑140℃，得到柔性耐疲劳的复合电缆料。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性耐疲劳的复合电缆料的制备方法，包含以下步骤：步骤一：将4-羟基苯甲酸2-乙基己酯溶解在DMF中，冰浴条件下，缓慢滴加SOCl2，搅拌，60oC-80oC加热搅拌1-2h，得到氯化增塑剂溶液；步骤二：将碳酸钙，经过60oC-100oC干燥处理12h-24h后，加入到步骤一得到的氯化增塑剂溶液中，150W-250W超声搅拌1h-2h，加入1-3质量份氢氧化钠，通入氮气保护，60oC-80oC回流反应18h-24h，将反应产物进行减压蒸馏，得到功能化碳酸钙；步骤三：将拟薄水铝石经540-580℃煅烧3-4h，冷却后再在高速混合机中加热到70-90℃，滴加KH560，混合搅拌6h后，加入N-异丙基-N'-苯基对苯二胺，70-90℃混合搅拌6h，得到改性拟薄水铝石；步骤四：称取200-300质量份步骤二中得到的功能化碳酸钙和20-40质量份步骤三中得到的改性拟薄水铝石，与100质量份混炼型聚氨酯、5-7质量份氯丙基三乙氧基硅烷、20-40质量份二氧化硅，1-5质量份炭黑、2-7质量份微胶囊化红磷阻燃剂、0.1-0.5质量份水杨酸苯酯、3-5质量份环氧大豆油、1-3质量份石蜡，投放入密炼机中，混合搅拌，控制温度在110℃-120℃，加入1.0-2.5质量份过氧化二异丙苯和0.5-2质量份三丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林锐，杭祖圣，王经逸，程斌，汪云，华健，华洪彬，黄玉安，
申请(专利权)人：无锡市华美电缆有限公司，南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32