一种高耐热高强度电缆材料的制备方法技术

本发明专利技术属于电缆材料技术领域，具体涉及一种高耐热高强度电缆材料的制备方法。本发明专利技术首先将竹片投入磷酸中高温高压处理，将粘性纤维反应液、反应浆液、聚乙烯高温混合，再加入聚丙烯以及其它原料混合挤出即得高耐热高强度电缆材料，本发明专利技术将竹片投入磷酸中高温溶解其中的竹纤维成分，经过高温高压反应，竹纤维分子链断裂使竹纤维的长度变短，提高粘结程度，增加电缆材料的机械性能，利用官能团与竹纤维之间形成氢键等键合力吸附增强电缆材料的机械性能和耐磨性能；将二氧化硅分子进行碱液高温高压反应，增强纤维成分力学强度和机械性能，利用竹纤维成分分散于电缆材料中，增强电缆材料的耐热性能以及机械强度和耐磨性能，具有广阔的应用前景。

A preparation method of high heat resistance and high strength cable material

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热高强度电缆材料的制备方法
本专利技术属于电缆材料
，具体涉及一种高耐热高强度电缆材料的制备方法。
技术介绍
电线电缆用以传输电（磁）能，信息和实现电磁能转换的线材产品。广义的电线电缆亦简称为电缆，狭义的电缆是指绝缘电缆，它可定义为：由下列部分组成的集合体；一根或多根绝缘线芯，以及它们各自可能具有的包覆层，总保护层及外护层，电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。随着我国现代化工业的发展，电缆被用于国民经济和人民生活的各个方面，但是电缆材料燃烧时会释放大量有毒烟雾和腐蚀气体危害环境和生命财产安全，随着电气火灾事故的频繁发生阻燃电缆应运而生。目前，阻燃电缆料的生产大多是在聚烯烃基材中加入大量的无机材料来达到阻燃效果，然而大量无机材料的加入，影响了电缆料的机械性能，使其韧性、抗冲击等性能降低，易撕裂。气相二氧化硅(SiO2)是一种白色蓬松粉末，多孔性、无毒、耐高温，是极其重要的无机新材料之一，其粒径小，比表面积大、表面吸附力强、在基体树脂中分散性好，对许多聚合物材料都有增强增韧作用，且可以提高材料的耐热性。三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是一种含氮无卤环保阻燃剂，具有无毒，热稳定性好，宜于材料加工，阻燃效率高等优点；MCA与基体树脂EVA的相容性好，热稳定性好且对材料的负面影响较小，目前，MCA在阻燃领域越来越受重视。电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，具有内通电，外绝缘的特征。随着社会的发展，电缆的用量越来越大，在实际应用中，电缆不仅用在室内，更多的用在室外，包括极端温度条件，各种恶劣环境与天气的影响（如受日晒、雨淋、冰冻等），以及各种施工环境的影响（如被拖拽、弯曲、压碾），从而造成不同程度的机械损伤。近些年，由电缆引发火灾的次数直线上升，据不完全统计42%以上火灾是由于电缆损坏引起的。电缆使用过程中，一旦损坏将会对供电系统以及人们安全造成隐患。现有技术中，电缆材料普遍存在耐磨性、耐酸碱腐蚀性不佳的缺陷。中国专利号CN106366373B公开了一种耐磨耐老化电力电缆护套材料及其制备方法，该专利包括以下重量份数的原料：丁腈橡胶30-40份，聚氯乙烯20-30份，酚醛树脂20-30份，碳纤维10-18份，炭黑10-15份，有机蒙脱土12-18份，微晶纤维素10-15份，N,N-苯基对苯二胺0.5-2份，硬脂酸1-2份，阻燃剂10-15份，石蜡3-5份，防老剂1-1.5份；所述阻燃剂为三氧化二锑和氢氧化铝按重量比2：1混合而成；所述炭黑平均粒径为30-32μm，碳纤维的长径比为8:1；该专利中采用碳纤维和炭黑对电缆材料进行增强，两者的填充量占到了原料总量的11.3～22.9%，碳纤维和炭黑的使用虽能在一定程度上提高电缆材料的机械性能，但势必会恶化电缆材料的绝缘性能，且所得电缆材料耐酸碱腐蚀性差，不能长时间在酸碱环境下使用。基于上述陈述，本专利技术提出了一种高耐磨耐腐蚀电缆材料的制备方法。目前电缆材料存在：机械性能一般、耐热性一般、耐磨性一般等问题。因此，专利技术一种优良的电缆材料对电缆材料
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前电缆材料耐热性能不佳，机械性能、耐磨性能差导致电缆材料易破损的缺陷，提供了一种高耐热高强度电缆材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高耐热高强度电缆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将粘性纤维反应液，反应浆液和聚乙烯投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～130℃，用搅拌装置以1000～1200r/min的转速搅拌30～40min制得预制混合液，将预制混合液，聚丙烯，脂肪酸，二乙胺基丙胺、硬脂酸镁、亚磷酸三辛酯投入双螺杆挤出机中，在温度为120～140℃的条件下挤出即得高耐热高强度电缆材料；所述的反应浆液的具体制备步骤为：（1）将固液混合物与质量分数为12～16%的氢氧化钠溶液投入反应釜中，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌60～80min制得混合浆液，向反应釜内二氧化硅粉末，继续用搅拌器以500～600r/min的转速搅拌2～3h制得碱性混合液；（2）将反应釜内气压升高至1.0～1.2MPa，温度升高至120～130℃，恒温恒压反应40～60min，反应后将反应釜内滴加质量分数为6～10%的盐酸调节pH值至8～9，滴加盐酸后用搅拌器以300～400r/min的转速搅拌100～120min，升高反应釜内温度至70～80℃，恒温反应60～80min制得反应浆液；所述的粘性纤维反应液的具体制备步骤为：（1）将竹片与质量分数为10～15%的磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80～100℃的水浴锅中，恒温静置3～4h制得固液混合物，将固液混合物投入反应釜内，将反应釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0～1.2MPa，升高反应釜内温度至150～170℃，恒温恒压反应2～3h过滤得到滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次制得热提取纤维；（2）将热提取纤维投入烘箱中，在温度为50～60℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入行星球磨机中，在转速为250～300r/min和球料比为10:1的条件下研磨50～60min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5～10%的柠檬酸溶液投入反应釜中，用搅拌装置以200～230r/min的转速搅拌2～3h制得酸性混合液；（3）向反应釜中加入高锰酸钾粉末，用搅拌装置以300～400r/min的转速搅拌50～60min制得氧化反应液，将氧化反应液与氯化铝按质量比为10:1投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至60～80℃，恒温反应2～3h制得粘性纤维反应液。优选的按重量份数计，所述的粘性纤维反应液为6～8份，反应浆液为5～7份、聚乙烯为20～24份。优选的按重量份数计，所述的预制混合液为8～10份，聚丙烯为13～15份，脂肪酸为1.2～1.5份，二乙胺基丙胺为0.3～0.5份、硬脂酸镁为0.5～0.7份、亚磷酸三辛酯为0.2～0.4份。反应浆液的具体制备步骤（1）中所述的固液混合物与质量分数为12～16%的氢氧化钠溶液的质量比为1:5。反应浆液的具体制备步骤（1）中所述的向反应釜内加入的二氧化硅粉末的质量为混合浆液质量的6～8%。粘性纤维反应液的具体制备步骤（1）中所述的竹片与质量分数为10～15%的磷酸溶液的质量比为1：10。粘性纤维反应液的具体制备步骤（2）中所述的混合物料与质量分数为5～10%的柠檬酸溶液的质量比为1:10。粘性纤维反应液的具体制备步骤（3）中所述的向反应釜中加入的高锰酸钾粉末的质量为酸性混合液质量的3～5%。粘性纤维反应液的具体制备步骤（3）中所述的氧化反应液与氯化铝的质量比为10:1。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将竹片投入磷酸中高温高压处理，处理后过滤得到热提取纤维，随后将热提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐热高强度电缆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：/n将粘性纤维反应液，反应浆液和聚乙烯投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～130℃，用搅拌装置以1000～1200r/min的转速搅拌30～40min制得预制混合液，将预制混合液，聚丙烯，脂肪酸，二乙胺基丙胺、硬脂酸镁、亚磷酸三辛酯投入双螺杆挤出机中，在温度为120～140℃的条件下挤出即得高耐热高强度电缆材料；/n所述的反应浆液的具体制备步骤为：/n（1）将固液混合物与质量分数为12～16%的氢氧化钠溶液投入反应釜中，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌60～80min制得混合浆液，向反应釜内二氧化硅粉末，继续用搅拌器以500～600r/min的转速搅拌2～3h制得碱性混合液；/n（2）将反应釜内气压升高至1.0～1.2MPa，温度升高至120～130℃，恒温恒压反应40～60min，反应后将反应釜内滴加质量分数为6～10%的盐酸调节pH值至8～9，滴加盐酸后用搅拌器以300～400r/min的转速搅拌100～120min，升高反应釜内温度至70～80℃，恒温反应60～80min制得反应浆液；/n所述的粘性纤维反应液的具体制备步骤为：/n（1）将竹片与质量分数为10～15%的磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80～100℃的水浴锅中，恒温静置3～4h制得固液混合物，将固液混合物投入反应釜内，将反应釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0～1.2MPa，升高反应釜内温度至150～170℃，恒温恒压反应2～3h过滤得到滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次制得热提取纤维；/n（2）将热提取纤维投入烘箱中，在温度为50～60℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入行星球磨机中，在转速为250～300r/min和球料比为10:1的条件下研磨50～60min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5～10%的柠檬酸溶液投入反应釜中，用搅拌装置以200～230r/min的转速搅拌2～3h制得酸性混合液；/n（3）向反应釜中加入高锰酸钾粉末，用搅拌装置以300～400r/min的转速搅拌50～60min制得氧化反应液，将氧化反应液与氯化铝按质量比为10:1投入烧杯中，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至60～80℃，恒温反应2～3h制得粘性纤维反应液。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高耐热高强度电缆材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
将粘性纤维反应液，反应浆液和聚乙烯投入反应釜中，将反应釜内温度升高至120～130℃，用搅拌装置以1000～1200r/min的转速搅拌30～40min制得预制混合液，将预制混合液，聚丙烯，脂肪酸，二乙胺基丙胺、硬脂酸镁、亚磷酸三辛酯投入双螺杆挤出机中，在温度为120～140℃的条件下挤出即得高耐热高强度电缆材料；
所述的反应浆液的具体制备步骤为：
（1）将固液混合物与质量分数为12～16%的氢氧化钠溶液投入反应釜中，用搅拌装置以500～600r/min的转速搅拌60～80min制得混合浆液，向反应釜内二氧化硅粉末，继续用搅拌器以500～600r/min的转速搅拌2～3h制得碱性混合液；
（2）将反应釜内气压升高至1.0～1.2MPa，温度升高至120～130℃，恒温恒压反应40～60min，反应后将反应釜内滴加质量分数为6～10%的盐酸调节pH值至8～9，滴加盐酸后用搅拌器以300～400r/min的转速搅拌100～120min，升高反应釜内温度至70～80℃，恒温反应60～80min制得反应浆液；
所述的粘性纤维反应液的具体制备步骤为：
（1）将竹片与质量分数为10～15%的磷酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为80～100℃的水浴锅中，恒温静置3～4h制得固液混合物，将固液混合物投入反应釜内，将反应釜内充入氮气升高反应釜内气压至1.0～1.2MPa，升高反应釜内温度至150～170℃，恒温恒压反应2～3h过滤得到滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次制得热提取纤维；
（2）将热提取纤维投入烘箱中，在温度为50～60℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入行星球磨机中，在转速为250～300r/min和球料比为10:1的条件下研磨50～60min制得混合物料，将混合物料与质量分数为5～10%的柠檬酸溶液投入反应釜中，用搅拌装置以200～230r/min的转速搅拌2～3h制得酸性混合液；
（3）向反应釜中加入高锰酸钾粉末，用搅拌装置以300～400r/min的转速搅拌50...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玲玲，
申请(专利权)人：北京中科惠景储能材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11