一種耐高溫不色變的機車用電纜材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，由以下重量份的原料制備制成：鋰基膨潤土3?5、天然沸石4?6、甲基硅油2?3、乙二胺1.6?2、氧化鋁3.3?4、石油樹脂30?38、甲基丙烯酸4.5?5、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.2?0.3、氮化硼纖維6?8、200號溶劑油1?1.3、鋼渣纖維3?4、甲基硅油30?40、泥炭4?5、錫鉍合金粉6?8、聚丙烯26?33、硬脂酸鉀0.4?0.6、去離子水適量；本發(fā)明制備的電纜材料原料配方合理，性能大大提高，耐熱、耐老化、耐高溫和耐磨性能優(yōu)異，高溫下膨脹系數(shù)小，低煙阻燃，環(huán)保安全，制備成本低，操作簡單，值得推廣。
【專利說明】
一種耐高溫不色變的機車用電纜材料
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電纜材料技術領域，尤其涉及一種耐高溫不色變的機車用電纜材料。
【背景技術】
[0002]聚合物由于其價格低廉、質(zhì)地輕、比強度大，導熱系數(shù)小和化學穩(wěn)定性好等特點被廣泛的應用于生產(chǎn)生活的各個領域。大多數(shù)的聚合物都是良好的電絕緣體，電阻率高，容易產(chǎn)生靜電，從而限制其應用?？轨o電的危害越來越大，如干擾飛機無線電設備的正常運轉(zhuǎn)，影響飛機的運行，制藥廠設備聚合物外殼容易靜電吸附塵埃，影響藥品純度等，近幾年，國家鐵路交通發(fā)展迅速，鐵路系統(tǒng)的控制越來越復雜，電氣控制設備越來越多，對電纜需求量也越來越大。其中抗靜電性顯得尤其重要。
[0003]《導電/抗靜電聚合物納米復合材料的制備及其性能研究》一文中作者利用低熔點金屬、碳納米管等導電填料制備得到導電抗靜電聚合物復合材料及纖維，提出了新的制備方法和新原理，采用電導率高、易加工的低熔點金屬作為導電填料，通過熔融共混以及固相拉伸等方法，制備出復合纖維，得出聚合物/低熔點導電金屬復合纖維具有電阻率隨著拉伸倍率的提高而降低的性質(zhì)，與未含有低導電熔點纖維的復合纖維比較，其復合纖維的強度和斷裂伸長率都有所提高。通過在復合纖維中添加碳納米管和納米蒙脫土顯著降低了金屬顆粒粒徑，使得復合纖維獲得了更加優(yōu)異的電性能和力學性能。雖然本發(fā)明能夠解決電纜導電抗靜電等方面的要求，但是隨著機車技術的發(fā)展，對電纜的鋪設環(huán)境和使用性能要求越來越高，單純的單一性能已不能滿足市場需求，本發(fā)明在這基礎上進行改進，以期達到耐彎曲性能好、防火阻燃、綠色環(huán)保、耐老化等的特性，使其達到鐵路工程中對電纜的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種耐高溫不色變的機車用電纜材料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，由以下重量份的原料制備制成:鋰基膨潤土 3-
5、天然沸石4-6、甲基硅油2-3、乙二胺1.6-2、氧化鋁3.3-4、石油樹脂30-38、甲基丙烯酸4.5-5、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.2-0.3、氮化硼纖維6_8、200號溶劑油1-1.3、鋼渣纖維3_4、甲基硅油30-40、泥炭4-5、錫鉍合金粉6-8、聚丙烯26-33、硬脂酸鉀0.4-0.6、去離子水適量。
[0006]所述一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，由以下具體步驟制備制成:
(1)將甲基硅油、乙二胺和氧化鋁混合均勻，升高溫度至120°C時攪拌反應l_2h，再加入甲基丙烯酸和硅烷偶聯(lián)劑kh550，恒溫反應2-3h，反應結束后降低溫度至50°C加入鋰基膨潤土、氮化硼纖維和鋼渣纖維超聲30-50min，降溫至室溫后過濾，干燥備用；
(2)將天然沸石粉碎至900-1200目后，在常溫下按照質(zhì)量比1:10浸泡在0.lmol/L的鹽酸溶液中，時間為12_16h，過濾，用去離子水洗滌呈中性后烘干，烘干后和泥炭按照固液比I: 5浸泡在0.05mol/L硝酸銀溶液中，在40-45 °C下攪拌處理2_3h，過濾，產(chǎn)物用去離子水洗滌成中性，烘干；
(3 )將聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(I)制備的產(chǎn)物、硬脂酸鉀和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170-180°C的環(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；(4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(2)制備的產(chǎn)物通過密煉機熔融共混，溫度為160-175°C，時間為15-25min，再使用開煉機將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復合材料中，最后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明通過使用低熔點金屬作為導電填料，結合熔融混合和固相拉伸的手段，制備了導電、抗靜電復合纖維，使其擁有良好的強度和斷裂伸長率，且具有優(yōu)異的導電性能和力學性能，解決了金屬與基體材料相容性差、容易氧化導致電導率下降的問題，并且在氧化鋁的催化作用下利用甲基硅油等對鋰基膨潤土進行插層改性，提高了填料之間的結合性，并且使其表面形成酰胺鍵，容易與高分子基體材料互融，形成良好的有機結合，提高其分散性，并且發(fā)揮出有效的耐高溫、隔熱、增強強度的性能，本發(fā)明制備的電纜材料原料配方合理，性能大大提高，耐熱、耐老化、耐高溫和耐磨性能優(yōu)異，高溫下膨脹系數(shù)小，低煙阻燃，環(huán)保安全，制備成本低，操作簡單，值得推廣。
【具體實施方式】
[0008]—種耐高溫不色變的機車用電纜材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:鋰基膨潤土3、天然沸石4、甲基硅油2、乙二胺1.6、氧化鋁3.3、石油樹脂30、甲基丙烯酸4.5、硅烷偶聯(lián)劑kh550 0.2、氮化硼纖維6、200號溶劑油1、鋼渣纖維3、甲基硅油30、泥炭4、錫鉍合金粉6、聚丙烯26、硬脂酸鉀0.4、去離子水適量。
[0009]所述一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，由以下具體步驟制備制成:
(1)將甲基硅油、乙二胺和氧化鋁混合均勻，升高溫度至120°C時攪拌反應lh，再加入甲基丙烯酸和硅烷偶聯(lián)劑kh550，恒溫反應2h，反應結束后降低溫度至50°C加入鋰基膨潤土、氮化硼纖維和鋼渣纖維超聲30min，降溫至室溫后過濾，干燥備用；
(2)將天然沸石粉碎至900目后，在常溫下按照質(zhì)量比1:10浸泡在0.lmol/L的鹽酸溶液中，時間為12h，過濾，用去離子水洗滌呈中性后烘干，烘干后和泥炭按照固液比1:5浸泡在
0.05mol/L硝酸銀溶液中，在40°C下攪拌處理2h，過濾，產(chǎn)物用去離子水洗滌成中性，烘干；
(3)將聚丙烯在烘箱中80°C下烘干6h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(I)制備的產(chǎn)物、硬脂酸鉀和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170°C的環(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；
(4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(2)制備的產(chǎn)物通過密煉機熔融共混，溫度為160 °C，時間為15min，再使用開煉機將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復合材料中，最后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在10m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
[0010]該機車電纜材料的性能測試如下:
拉伸強度(MPa):14.6;斷裂伸長率(％):385；體積電阻率(Ω.cm):4.3 X 116;介電強度(MV/m):28；氧指數(shù)(％):35；載荷下伸長率(％):12；永久變形率(％):O。
【主權項】
1.一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:鋰基膨潤土 3-5、天然沸石4-6、甲基硅油2-3、乙二胺1.6-2、氧化鋁3.3-4、石油樹脂30-38、甲基丙烯酸4.5-5、硅烷偶聯(lián)劑1^550 0.2-0.3、氮化硼纖維6-8、200號溶劑油1-1.3、鋼渣纖維3-4、甲基硅油30-40、泥炭4-5、錫鉍合金粉6-8、聚丙烯26-33、硬脂酸鉀0.4-0.6、去離子水適量。2.根據(jù)權利要求1所述一種耐高溫不色變的機車用電纜材料，其特征在于，由以下具體步驟制備制成: (1)將甲基硅油、乙二胺和氧化鋁混合均勻，升高溫度至120°C時攪拌反應l_2h，再加入甲基丙烯酸和硅烷偶聯(lián)劑kh550，恒溫反應2-3h，反應結束后降低溫度至50°C加入鋰基膨潤土、氮化硼纖維和鋼渣纖維超聲30-50min，降溫至室溫后過濾，干燥備用； (2)將天然沸石粉碎至900-1200目后，在常溫下按照質(zhì)量比1:10浸泡在0.lmol/L的鹽酸溶液中，時間為12_16h，過濾，用去離子水洗滌呈中性后烘干，烘干后和泥炭按照固液比I: 5浸泡在0.05mol/L硝酸銀溶液中，在40-45 °C下攪拌處理2_3h，過濾，產(chǎn)物用去離子水洗滌成中性，烘干； (3 )將聚丙烯在烘箱中80 0C下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟(I)制備的產(chǎn)物、硬脂酸鉀和預處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機擠出造粒，再將顆粒在80°C下烘干4-5h，之后置于毛細管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170-180°C的環(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維； (4)將剩余其余的成分按照配方量和步驟(2)制備的產(chǎn)物通過密煉機熔融共混，溫度為160-175°C，時間為15-25min，再使用開煉機將步驟(3)制備的產(chǎn)物混入上述復合材料中，最后通過單螺桿擠出機造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
【文檔編號】C08K13/06GK106009480SQ201610521943
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】陳金柱, 荔建榮, 董文鋒, 姜壽華, 劉興珍
【申請人】安徽吉安特種線纜制造有限公司