一种高防腐性绝缘线缆材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及线缆材料技术领域，且公开了一种高防腐性绝缘线缆材料及其制备方法，利用偶联剂对碳纤维的表面进行改性处理，得到改性后的碳纤维；再将低活性抗氧剂和高活性抗氧剂混合，制备得到复合抗氧剂；改性后的碳纤维、复合抗氧剂、PVC树脂、氟碳树脂、铅盐类稳定剂和其他助剂混合，制备得到高防腐性绝缘线缆材料。碳纤维经改性后，能够提高其与树脂的相容性；2,5

【技术实现步骤摘要】
一种高防腐性绝缘线缆材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种高防腐性绝缘线缆材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶、树脂被广泛用作电力电缆的主绝缘材料，适用于不同电压等级和不同电压形式。但是常规的橡胶、树脂制备的线缆材料，在高温、潮湿等恶劣环境下，容易发生腐蚀氧化、缩短电缆使用寿命。现有的关于电缆材料耐腐蚀性能的研究如下：
[0003]中国专利申请CN111269494A公开了一种防腐线缆的制备方法。利用橡胶防护碏在橡胶表面形成蜡膜，从而隔离水和空气。中国专利申请CN112280147A公开了一种聚乙烯材料的制备工艺。通过对聚乙烯进行辐射，使得聚乙烯形成网状独闭孔泡孔结构，从而增强聚乙烯线缆的耐热性。但是，上述工艺制备的线缆材料并不耐化学腐蚀。同时，也没有提高线缆材料的综合力学性能。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，解决了聚苯醚复合材料供水管道加工性差的问题，得到了具有高抗压和高强度的供水管道。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、甲醇、去离子水、铝酸酯偶联剂混合搅拌，得到铝酸酯偶联剂溶液；铝酸酯偶联剂溶液和碳纤维粉末混合搅拌、滤出纤维、干燥，得到改性后的碳纤维；
[0007]步骤二、2,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚混合，得到复合抗氧剂；
[0008]步骤三、PVC树脂和氟碳树脂混合搅拌，得到混合树脂；混合树脂、对苯二甲酸二辛酯、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸、复合抗氧剂、复合铅盐稳定剂和改性后的碳纤维混合，得到复合材料；复合材料挤出造粒，得到高防腐性绝缘线缆材料。
[0009]优选地，所述步骤一中甲醇、去离子水、铝酸酯偶联剂和碳纤维粉末混合的质量比为50:10:(0.5
‑
1):(5
‑
10)；
[0010]优选地，所述步骤一中甲醇、去离子水和铝酸酯偶联剂的搅拌速度为100
‑
200rpm、搅拌时间为10
‑
20min；
[0011]优选地，所述步骤一中铝酸酯偶联剂溶液和碳纤维粉末混合搅拌的速度为100rpm、搅拌时间为10min；
[0012]优选地，所述步骤一中烘箱干燥的时间为24h、干燥温度为100
‑
110℃；
[0013]优选地，所述步骤二中2,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚混合质量比为1:1；
[0014]优选地，所述步骤二中2,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚混合搅拌的温
度为20
‑
30℃、搅拌时长为10
‑
15min；
[0015]优选地，所述步骤三中PVC树脂和氟碳树脂混合质量比为30:(30
‑
50)；
[0016]优选地，所述步骤三中PVC树脂和氟碳树脂混合搅拌的速度为300
‑
500rpm、搅拌温度为60
‑
70℃、搅拌时长为3
‑
5min；
[0017]优选地，所述步骤三中混合树脂、对苯二甲酸二辛酯、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸、复合抗氧剂、复合铅盐稳定剂和改性后的碳纤维的质量比为30:(5
‑
8):(5
‑
8):0.5:0.5:(5
‑
10):5:(5
‑
10)；
[0018]优选地，所述步骤三中抗混合树脂、对苯二甲酸二辛酯、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸、复合抗氧剂、复合铅盐稳定剂和改性后的碳纤维混合搅拌的速度为500
‑
600rpm、搅拌温度为110
‑
120℃、搅拌时长为10
‑
20min。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]1、碳纤维本身作为新型增强纤维，既具备碳材料高防腐性等优异的性能，又具备纤维的柔软可加工特性。但是碳纤维作为由多环芳烃构成的石墨片层，表面皮层是沿着纤维轴择优取向的同质多晶结构，微晶尺寸排列整齐且有序度较高，所以碳纤维的表面较为光滑、惰性大、活性官能团的种类和数目都较少，所以和树脂之间的粘结性能和相容性都较差。通过引入偶联剂，从而使得碳纤维表面引入活性基团，能够增强和树脂的相容性。
[0021]2、本专利技术采用PVC树脂作为线缆的基底材料，在高温环境下，树脂聚合物发生自动氧化过程，即一系列的自由基反应过程。在聚合物中添加受阻酚类抗氧剂，此类抗氧剂苯环上的羟基受到空间障碍，氢原子容易从分子上脱落，此类氢原子能够和过氧化自由基、烷氧自由基等结合使之失去活性，从而导致自由基反应链的终止，即发挥抗热氧老化的作用，即提高树脂材料在高温下的抗腐蚀性能。
[0022]本专利技术采用的复合抗氧剂是受阻酚类抗氧剂,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚的混合物。其中，对叔丁基邻苯二酚具有两个酚羟基、且位阻低，属于高活性抗氧剂；2,5
‑
二特丁基对苯二酚只有一个酚羟基、位阻较多，属于低活性抗氧剂；高活性抗氧剂可以有效地捕获过氧化自由基，低活性抗氧剂能够提供氢原子，使得高活性抗氧剂再生，使之保持长久的抗氧功效，两种抗氧剂协同复合作用，此类复合抗氧剂使得制备的线缆材料具有强防老性和抗氧化性。
[0023]3、由于制备的线缆材料适用于阴冷潮湿的高温环境，但是PVC树脂不具备优良的耐寒耐高温、绝缘性能，所以该线缆材料掺杂了氟碳树脂。氟碳树脂以C
‑
F键作为骨架，化学性能稳定。其耐寒低温、耐候性能都较好。同时，添加了复合铅盐稳定剂。复合铅盐稳定剂在潮湿环境下，可以和HCl反应生成PbCl2，使其拥有良好的吸水性。同时，铅作为重金属，铅离子在电场下很难转移，因此不会影响电缆材料的电性能，使得制备的线缆材料在潮湿环境下仍然具备高防腐性能。以PVC树脂和氟碳树脂复合作为基础树脂材料、改性后的碳纤维、复合抗氧剂、增塑剂对苯二甲酸二辛酯、稳定剂硬脂酸钙、润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸和复合铅盐稳定剂混合搅拌、挤出造粒，得到高防腐性绝缘线缆材料。
附图说明
[0024]图1是本专利技术中制备高防腐性绝缘线缆材料的流程图；
[0025]图2是本专利技术中实施例和对比例制备的高防腐性绝缘线缆材料化学腐蚀前后的弯
曲强度的折线图；
[0026]图3是本专利技术中实施例和对比例制备的高防腐性绝缘线缆材料化学腐蚀前后的弯曲弹性模量的折线图；
[0027]图4是本专利技术中实施例和对比例制备的高防腐性绝缘线缆材料化学腐蚀前后的巴柯尔硬度的折线图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、甲醇、去离子水、铝酸酯偶联剂混合搅拌，得到铝酸酯偶联剂溶液；铝酸酯偶联剂溶液和碳纤维粉末混合搅拌、滤出纤维、干燥，得到改性后的碳纤维；步骤二、2,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚混合，得到复合抗氧剂；步骤三、PVC树脂和氟碳树脂混合搅拌，得到混合树脂；混合树脂、对苯二甲酸二辛酯、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸、复合抗氧剂、复合铅盐稳定剂和改性后的碳纤维混合，得到复合材料；复合材料挤出造粒，得到高防腐性绝缘线缆材料。2.根据权利要求1所述的高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，甲醇、去离子水、铝酸酯偶联剂、碳纤维粉末混合的质量比为50:10:(0.5
‑
1):(5
‑
10)。3.根据权利要求1所述的高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，干燥的时间为24h、干燥的温度为100
‑
110℃。4.根据权利要求1所述的一种高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，2,5
‑
二特丁基对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚混合质量比为1:1。5.根据权利要求1所述的一种高防腐性绝缘线缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，PVC树脂和氟碳树脂混合质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彩章，
申请(专利权)人：河北万方线缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：