本發(fā)明屬于電纜材料的，涉及一種高韌耐磨電纜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、電纜在實(shí)際應(yīng)用中，可能會與多種油污、化學(xué)物質(zhì)相接觸，并經(jīng)受機(jī)械磨損的考驗(yàn)，因此，它們必須具備出色的耐磨與耐彎曲特性。耐磨性能的確保，旨在防止電纜外皮因頻繁摩擦而迅速耗損，從而有效避免內(nèi)部導(dǎo)體暴露及可能引發(fā)的短路風(fēng)險。而耐彎曲性能的強(qiáng)化，則保障了電纜即便在極端彎曲條件下，仍能維持其結(jié)構(gòu)的完整性與電氣性能的穩(wěn)定性，這對于維持自動化系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行與安全性而言，具有不可估量的重要性。

2、電纜外層一般采用聚丙烯材料制成，聚丙烯是低廉輕質(zhì)無毒的通用塑料，由于具有低溫時脆性大、機(jī)械強(qiáng)度和硬度較低、成型收縮率大、韌性差、耐磨性差、易老化且耐熱性差等缺點(diǎn)。

3、碳納米管作為一種獨(dú)特的納米無機(jī)材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理特性賦予了它一系列優(yōu)異的性能。由于其獨(dú)特的碳原子排列方式，使得碳納米管在受到外力作用時能夠均勻分散應(yīng)力，從而避免了局部應(yīng)力集中導(dǎo)致的斷裂。這種高強(qiáng)度特性使得碳納米管在承受磨損時能夠保持結(jié)構(gòu)的完整性，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性能。然而碳納米管與聚丙烯之間的相容性較差，兩者之間的界面結(jié)合往往不夠緊密，導(dǎo)致復(fù)合材料整體性能下降。

4、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈，簡稱abs，具有優(yōu)良的綜合性能，是很好的增韌改性劑，然而abs中丙烯腈相所攜帶的-cn極性基團(tuán)導(dǎo)致其與pp之間的相容性較差，另外pp和abs的溶解度參數(shù)相差較大；從結(jié)構(gòu)上考慮，pp具有結(jié)晶性、非極性、無規(guī)，與極性abs也不相容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高韌耐磨電纜及其制備方法，本發(fā)明通過碳納米管表面生成分布均勻的氧化鋯顆粒，并與偶聯(lián)劑接枝，使其能與丁香酚和甲基丙烯酸縮水甘油酯形成有機(jī)共聚物，改性abs通過油酸接入了羧基，結(jié)合馬來酸酐接枝聚丙烯為相容劑，提高聚丙烯與abs的結(jié)合力，提高聚丙烯材料的力學(xué)性能和耐磨性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高韌耐磨電纜，所述高韌耐磨電纜包括電纜本體和設(shè)于所述電纜本體外壁上的防護(hù)層，所述防護(hù)層按重量份數(shù)包括以下組分：

4、

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電纜本體包括導(dǎo)電線芯和金屬屏蔽層，所述金屬屏蔽層與所述防護(hù)層填充有彈性樹脂。

6、所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯；所述助劑由抗氧化劑、潤滑劑和紫外線吸收劑按質(zhì)量比2.0-2.5：3.0-3.8：1.8-2.2混合而成。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述潤滑劑為氧化聚乙烯蠟和褐煤蠟中的一種或兩種；所述抗氧化劑由抗氧化劑1010、抗氧化劑1098、抗氧化劑168和抗氧化劑1076中的一種或多種；所述紫外線吸收劑為uv-9和bp-6中一種或兩種。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述改性abs的制備方法包括以下步驟：

9、將abs、反應(yīng)單體和引發(fā)劑混煉后，置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出后，造粒，得到改性abs；所述熔融擠出的溫度為170-180℃；所述abs、反應(yīng)單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為14-16：1.5-1.8：0.10-0.12；所述反應(yīng)單體由羧酸單體和苯乙烯按質(zhì)量比4-5：1.0-1.3混合而成；所述羧酸單體為油酸；所述引發(fā)劑為引發(fā)劑dcp。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述改性復(fù)合填料的制備方法包括以下步驟：

11、步驟一：將八水氯氧化鋯和無水乙醇攪拌混合后，加入預(yù)處理碳納米管進(jìn)行超聲處理后，調(diào)節(jié)ph值，置于反應(yīng)釜中保溫處理后進(jìn)行真空抽濾，干燥后進(jìn)行煅燒，得到復(fù)合顆粒；

12、步驟二：將復(fù)合顆粒、無水乙醇和偶聯(lián)劑加熱攪拌，濾去濾液后進(jìn)行洗滌，干燥，得到預(yù)制體；

13、步驟三：將預(yù)制體、無水乙醇、混合單體和引發(fā)劑混合后進(jìn)行恒溫?cái)嚢?，濾去濾液后進(jìn)行洗滌，干燥，得到改性復(fù)合填料。

14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例和對比例中，所述預(yù)處理碳納米管的制備方法包括以下步驟：將碳納米管和酸性溶液在磁力攪拌下加熱至100℃，冷凝回流6h，過濾取固體物采用離子水洗滌至濾液為中性，70℃真空干燥24h后得到酸化后的碳納米管；其中，所述酸性溶液和碳納米管的用量比為30：1g；所述濃硝酸和濃硫酸的體積比為1：3。

15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟一中，所述攪拌混合為在400-600r/min轉(zhuǎn)速下攪拌20-30min；所述超聲處理為在300-400w頻率下超聲10-20min；所述保溫處理為在120-150℃條件下保溫10-16h；所述調(diào)節(jié)ph值為采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph為10-12；所述干燥為在80℃溫度干燥至恒重；所述煅燒為在氬氣氛圍500-560℃溫度下煅燒1-2h；所述八水氯氧化鋯、無水乙醇和預(yù)處理碳納米管的質(zhì)量比為2-3：90-100：8-10。

16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟二中，所述加熱攪拌為在60-70℃溫度下攪拌4-5h；所述洗滌為利用無水乙醇洗滌三次；所述干燥為在80℃溫度下干燥至恒重；所述復(fù)合顆粒、無水乙醇和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為14-16：40-50：6.0-7.2；所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

17、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟三中，所述恒溫?cái)嚢铻樵?0-75℃溫度下恒溫?cái)嚢?-7h；所述洗滌為利用無水乙醇洗滌三次；所述干燥為在80℃溫度下干燥至恒重；所述混合單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯和丁香酚按質(zhì)量比3.0-3.6：1.0-1.3混合而成；所述預(yù)制體、無水乙醇、混合單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為24-26：80-90：8.0-9.4：0.18-0.22；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。

18、本發(fā)明公開了一種高韌耐磨電纜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：按重量份稱取聚丙烯、改性abs、相容劑、改性復(fù)合填料和助劑在150-160℃下混煉20-30min，置于雙螺桿擠出機(jī)中在180-200℃下熔融擠出，包裹在所述電纜本體的外壁上。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、本發(fā)明通過碳納米管表面生成分布均勻的氧化鋯顆粒，并與偶聯(lián)劑接枝，使其能與丁香酚和甲基丙烯酸縮水甘油酯形成有機(jī)共聚物，改性abs通過油酸接入了羧基，結(jié)合馬來酸酐接枝聚丙烯為相容劑，提高聚丙烯與abs的結(jié)合力，提高聚丙烯材料的力學(xué)性能和耐磨性能。

技術(shù)特征：

1.一種高韌耐磨電纜，其特征在于，所述高韌耐磨電纜包括電纜本體和設(shè)于所述電纜本體外壁上的防護(hù)層，所述防護(hù)層按重量份數(shù)包括以下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯；所述助劑由抗氧化劑、潤滑劑和紫外線吸收劑按質(zhì)量比2.0-2.5：3.0-3.8：1.8-2.2混合而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：所述潤滑劑為氧化聚乙烯蠟和褐煤蠟中的一種或兩種；所述抗氧化劑由抗氧化劑1010、抗氧化劑1098、抗氧化劑168和抗氧化劑1076中的一種或多種；所述紫外線吸收劑為uv-9和bp-6中一種或兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在所述改性abs的制備中，所述熔融擠出的溫度為170-180℃；所述abs、反應(yīng)單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為14-16：1.5-1.8：0.10-0.12；所述反應(yīng)單體由羧酸單體和苯乙烯按質(zhì)量比4-5：1.0-1.3混合而成；所述羧酸單體為油酸；所述引發(fā)劑為引發(fā)劑dcp。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在步驟一中，所述攪拌混合為在400-600r/min轉(zhuǎn)速下攪拌20-30min；所述超聲處理為在300-400w頻率下超聲10-20min；所述保溫處理為在120-150℃條件下保溫10-16h；所述調(diào)節(jié)ph值為采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph為10-12；所述干燥為在80℃溫度干燥至恒重；所述煅燒為在氬氣氛圍500-560℃溫度下煅燒1-2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在步驟一中，所述八水氯氧化鋯、無水乙醇和預(yù)處理碳納米管的質(zhì)量比為2-3：90-100：8-10。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在步驟二中，所述加熱攪拌為在60-70℃溫度下攪拌4-5h；所述洗滌為利用無水乙醇洗滌三次；所述干燥為在80℃溫度下干燥至恒重；所述復(fù)合顆粒、無水乙醇和偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為14-16：40-50：6.0-7.2；所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在步驟三中，所述恒溫?cái)嚢铻樵?0-75℃溫度下恒溫?cái)嚢?-7h；所述洗滌為利用無水乙醇洗滌三次；所述干燥為在80℃溫度下干燥至恒重。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高韌耐磨電纜，其特征在于：在步驟三中，所述混合單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯和丁香酚按質(zhì)量比3.0-3.6：1.0-1.3混合而成；所述預(yù)制體、無水乙醇、混合單體和引發(fā)劑的質(zhì)量比為24-26：80-90：8.0-9.4：0.18-0.22；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。

10.一種如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的高韌耐磨電纜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：按重量份稱取聚丙烯、改性abs、相容劑、改性復(fù)合填料和助劑在150-160℃下混煉20-30min，置于雙螺桿擠出機(jī)中在180-200℃下熔融擠出，包裹在所述電纜本體的外壁上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種高韌耐磨電纜及其制備方法，屬于電纜材料的技術(shù)領(lǐng)域。一種高韌耐磨電纜包括電纜本體和設(shè)于所述電纜本體外壁上的防護(hù)層，所述防護(hù)層包括以下組分：聚丙烯、改性ABS、相容劑、改性復(fù)合填料和助劑。本發(fā)明通過碳納米管表面生成分布均勻的氧化鋯顆粒，形成復(fù)合顆粒，并對其進(jìn)行有機(jī)改性，結(jié)合馬來酸酐接枝聚丙烯為相容劑，提高聚丙烯與ABS的結(jié)合力，提高聚丙烯材料的力學(xué)性能和耐磨性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳少坤,陳耿洲,林武哲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：冠納電纜有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9