聚乙烯絕緣電纜料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成，均為質量份：聚乙烯115?123，硬脂酸鈣8?14，氯化石蠟13?20，沸石8?14，羧甲基纖維素鈉5?9，煅燒陶土5?10，鄰苯二甲酸二辛酯3?7，氫氧化鎂9?15，白炭黑6?12，聚硅氧烷樹脂2?7，抗氧劑0.1?0.5。本發明各原料相容性好，所制產品力學性能好，阻燃性優，絕緣性佳，值得推廣。
【專利說明】
聚乙烯絕緣電纜料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電纜料領域，特別是涉及一種聚乙烯絕緣電纜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著社會不斷進步，科技不斷發展，人們對低煙無鹵阻燃材料的需求越來越大。在 許多大型公共場所，為避免電纜著火造成的二次災難，（電纜燃燒時產生大量的煙霧和酸性 氣體）。對專供傳輸電能和通訊信號使用的電線電纜，不僅要求具有在電纜及周圍環境著火 時，具有可阻止火焰蔓延等阻燃性能，并能維持電纜繼續傳輸電能和通訊信號，而且在燃燒 時還應具有低發煙量，產生氣體腐蝕性低，利于工作人員安全撤離現場的性能，即應使電纜 具有無鹵、低煙、阻燃等性能。
[0003] 公布號CN 104861271 A(申請號201510304830.8)的中國專利文獻公開了一種阻 燃聚乙烯絕緣電纜料，由原料為聚乙烯80份、氧化鋁5份、氫氧化鎂20-35份、抗老化劑1-5份 配制而成。公布號CN 104231466 A(申請號201310250710.5)的中國專利文獻公開了一種接 枝交聯聚乙烯電纜料，由以下各組分組成，它們的重量份數如下所示:聚氯乙烯樹脂100份， PBT樹脂3份，氧化鎂5份，氫氧化鋁30份，硬脂酸6份，硅膠8份，所述無機填料包括滑石粉、云 母粉、碳墨粉、抗氧化劑、阻燃劑、鈦白粉。公布號CN 103509223 A(申請號201310393053.X) 的中國專利文獻公開了一種節能環保耐環境開裂聚乙烯電纜料，由下述重量份的原料制 得：線性低密度聚乙烯50-55、高密度聚乙烯60-75、抗氧劑1010 1.5-3、抗氧劑168 0.3-0.5、改性納米陶土 30-40、抗紫外劑0.1-1、防焦劑CTP0.8-1.2、馬來酸二辛酯0.8- 1.6、硬酯酸鋅1.4-2.5、乙酰檸檬酸三乙酯0.7-1.4。
[0004] 現有聚乙烯電纜料力學性能雖較好，但阻燃性較差，當添加較多的阻燃材料后，阻 燃性得到提高，但力學性能又會下降，使得聚乙烯電纜料的推廣受到阻礙，因此需改善配 方，研制出一種力學性能和阻燃性能均較好的聚乙烯電纜料。

【發明內容】

[0005] 針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種工藝簡單、性能穩定的聚乙烯絕 緣電纜料及其制備方法。
[0006] 本發明的技術方案是： 聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成，均為質量份:聚乙烯115-123,硬脂酸鈣 8-14,氯化石蠟13-20,沸石8-14,羧甲基纖維素鈉5-9,煅燒陶土 5-10,鄰苯二甲酸二辛酯3- 7，氫氧化鎂9-15，白炭黑6-12，聚硅氧烷樹脂2-7，抗氧劑0.1-0.5。
[0007] 優選的方案中，聚乙烯118-120,硬脂酸鈣10-12,氯化石蠟15-18,沸石10-12,羧甲 基纖維素鈉6-8,煅燒陶土6-9,鄰苯二甲酸二辛酯4-5,氫氧化鎂11-13,白炭黑8-10,聚硅氧 烷樹脂3-6，抗氧劑0.2-0.4。
[0008] 更加優選的，聚乙烯119，硬脂酸鈣11，氯化石蠟16.5，沸石11，羧甲基纖維素鈉7， 煅燒陶土7.5,鄰苯二甲酸二辛酯5,氫氧化鎂12,白炭黑9,聚硅氧烷樹脂4.5,抗氧劑0.3。
[0009] 所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌，再投入氯化 石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟(1)所制最終產品投入塑煉機內混煉，前輥溫度為 115°C，后輥溫度為105 °C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二甲酸二 辛酯，白炭黑和抗氧劑混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40 。(:，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，擠出造粒，即得電纜料。
[0010] 所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟(1)粉碎過100-160目篩(優選的，粉碎 過120-140目篩;更加優選的，粉碎過130目篩）。
[0011] 所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟（1)攪拌20-30分鐘(優選的，攪拌22- 28分鐘;更加優選的，攪拌25分鐘）。
[0012] 所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟（1)烘干2-4小時（優選的，烘干2.5- 3.5小時;更加優選的，烘干3小時）。
[0013]所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟(2)混煉14-22分鐘(優選的，混煉16- 20分鐘;更加優選的，混煉18分鐘）。
[0014]所述的聚乙稀絕緣電纜料的制備方法，步驟(2)所述抗氧劑由抗氧劑1010、抗氧劑 168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比為1:1:1。
[0015]所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，步驟(3)擠出溫度為140-170°C(優選的，擠 出溫度為150-160°C ;更加優選的，擠出溫度為155°C )。
[0016] 本發明提供的聚乙烯絕緣電纜料制備科學，經濟實用。除此之外，本發明的優良效 果還表現在:本發明各原料相容性好，所制產品力學性能好，阻燃性優，絕緣性佳，值得推 廣。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例和實驗例詳細說明本發明的技術方案，但保護范圍不限于此。
[0018] 本發明所用原料如聚乙烯購自上海帥曼塑膠有限公司，硬脂酸鈣購自高密市東方 化工有限公司，氯化石蠟購自山東玉嶺化工有限公司，沸石購自靈壽縣恒石礦產品加工廠， 羧甲基纖維素鈉購自山東圣協生物科技有限公司，煅燒陶土購自靈壽縣溢盛礦產品加工 廠，鄰苯二甲酸二辛酯購自濟南恒瑞化工有限公司，氫氧化鎂購自山東魯華化工有限公司， 白炭黑購自石家莊百納化工助劑有限公司，聚硅氧烷樹脂購自山東明耀新材料有限公司， 抗氧劑1010、抗氧劑168和抗氧劑DNP均購自常州友豐化工有限公司。
[0019] 實施例1聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成（每份50kg):聚乙烯115 份，硬脂酸鈣8份，氯化石蠟13份，沸石8份，羧甲基纖維素鈉5份，煅燒陶土 5份，鄰苯二甲酸 二辛酯3份，氫氧化鎂9份，白炭黑6份，聚硅氧烷樹脂2份，氧化劑0.1份。
[0020] 聚乙烯絕緣電纜料的制備方法是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過100目篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌20分 鐘，再投入氯化石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干2小時； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉14分鐘，前輥 溫度為115°C，后輥溫度為105°C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二 甲酸二辛酯，白炭黑和抗氧劑（由抗氧劑1 〇 10、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比 為1:1:1)混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40°C，出料； (3)將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，140 °C擠出造粒，即得電纜料。
[0021]實施例2聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成（每份50kg):聚乙烯123 份，硬脂酸鈣14份，氯化石蠟20份，沸石14份，羧甲基纖維素鈉9份，煅燒陶土 10份，鄰苯二甲 酸二辛酯7份，氫氧化鎂15份，白炭黑12份，聚硅氧烷樹脂7份，氧化劑0.5份。
[0022]聚乙烯絕緣電纜料的制備方法是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過160目篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌30分 鐘，再投入氯化石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干4小時； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉22分鐘，前輥 溫度為115°C，后輥溫度為105°C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二 甲酸二辛酯，白炭黑和抗氧劑（由抗氧劑1 〇 10、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比 為1:1:1)混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40°C，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，170 °C擠出造粒，即得電纜料。
[0023]實施例3聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成（每份50kg):聚乙烯118 份，硬脂酸鈣10份，氯化石蠟15份，沸石10份，羧甲基纖維素鈉6份，煅燒陶土 6份，鄰苯二甲 酸二辛酯4份，氫氧化鎂11份，白炭黑8份，聚硅氧烷樹脂3份，抗氧劑0.2份。
[0024]聚乙烯絕緣電纜料的制備方法是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過120目篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌22分 鐘，再投入氯化石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干2.5小時； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉16分鐘，前輥 溫度為115°C，后輥溫度為105°C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二 甲酸二辛酯，白炭黑和抗氧劑（由抗氧劑1 〇 10、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比 為1:1:1)混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40°C，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，150 °C擠出造粒，即得電纜料。
[0025] 實施例4聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成（每份50kg):聚乙烯120 份，硬脂酸鈣12份，氯化石蠟18份，沸石12份，羧甲基纖維素鈉8份，煅燒陶土 9份，鄰苯二甲 酸二辛酯5份，氫氧化鎂13份，白炭黑10份，聚硅氧烷樹脂6份，抗氧劑0.4份。
[0026]聚乙烯絕緣電纜料的制備方法是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過140目篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌28分 鐘，再投入氯化石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干3.5小時； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉20分鐘，前輥 溫度為115°C，后輥溫度為105°C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二 甲酸二辛酯，白炭黑和抗氧劑（由抗氧劑1 〇 10、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比 為1:1:1)混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40°C，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，160 °C擠出造粒，即得電纜料。
[0027]實施例5聚乙烯絕緣電纜料，主要由下列原料制備而成（每份50kg):聚乙烯119 份，硬脂酸鈣11份，氯化石蠟16.5份，沸石11份，羧甲基纖維素鈉7份，煅燒陶土 7.5份，鄰苯 二甲酸二辛酯5份，氫氧化鎂12份，白炭黑9份，聚硅氧烷樹脂4.5份，抗氧劑0.3份。
[0028]聚乙烯絕緣電纜料的制備方法是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過130目篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌25分 鐘，再投入氯化石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干3小時； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉18分鐘，前輥 溫度為115°C，后輥溫度為105°C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二 甲酸二辛酯，白炭黑和抗氧劑（由抗氧劑1 〇 10、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比 為1:1:1)混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40°C，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，155°C擠出造粒，即得電纜料。
[0029] 本發明所用原料如下： 聚乙烯：為白色蠟狀半透明材料，是乙烯烴聚合制得的一種熱塑性樹脂。化學穩定性 好，能耐大多數酸堿的侵蝕，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優良，可用吹塑、 擠出、注射成型等方法加工，廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。
[0030] 硬脂酸鈣:為白色粉末，用作穩定劑，潤滑劑，油漆平光劑，鉛筆芯的潤滑劑，塑料 脫模劑，建筑防水劑，潤滑油的增稠劑、聚丙烯、聚乙烯的鹵素吸收劑等。
[0031] 氯化石蠟:為淡黃色油狀物，具有低揮發性、阻燃、電絕緣性良好、價廉等優點，可 用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑，廣泛用于生產電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制 品。以及應用于涂料、塑膠跑道，潤滑油，等的添加劑。
[0032] 沸石:一種含有水架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，具有吸附性、離子交換性、催化和耐 酸耐熱等性能，因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化 和污水處理等方面。
[0033] 羧甲基纖維素鈉:為白色纖維狀或顆粒狀粉末，食品工業中用作增稠劑，醫藥工業 中用作藥物載體，日用化學工業中用作黏結劑、抗再沉凝劑。印染工業中用作上漿劑和印花 糊料的保護膠體等。在石油化工中可作為采油壓裂液成分。
[0034] 煅燒陶土：陶土經600°C煅燒4小時后得到煅燒陶土。經研磨成細粉末后可用作聚 氯乙烯填充劑，可改善塑料的電絕緣性能。
[0035] 鄰苯二甲酸二辛酯:為無色透明液體，通用型增塑劑，廣泛用于塑料、橡膠、油漆及 乳化劑等工業中。用其增塑的PVC可用于制造人造革、農用薄膜、包裝材料、電纜等。
[0036] 氫氧化鎂:為無色六方柱晶體或白色粉末，常用作塑料、橡膠制品優良的阻燃劑。
[0037] 白炭黑：為白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱，耐高溫、不燃、無 味、無嗅、具有很好的電絕緣性。
[0038] 聚硅氧烷樹脂:為淡黃色液體，主要用在耐熱、絕緣、組然、抗電弧的有機硅塑料、 半導體組件外殼封包塑料、泡沫塑料。
[0039] 抗氧劑1010:為白色結晶粉末，化學性狀穩定，可廣泛應用于通用塑料，工程塑料， 合成橡膠，纖維，熱熔膠，樹脂，油品，墨水，涂料等行業中。
[0040] 抗氧劑168:為白色結晶粉末，用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚酰胺等制 品。廣泛用于聚烯烴、苯乙烯單聚和共聚物、彈性體、膠粘劑、工程塑料(如:PE，PP，PVC，PS， 聚酰胺，聚碳酸酯，ABS)等高分子材料。
[0041] 抗氧劑DNP:為淺灰白色粉末，主要用作橡膠、乳膠和塑料的抗氧劑。DNP既是鏈斷 裂抑制劑，又是金屬絡合劑，有優良的耐熱老化、耐天然老化和抗銅、錳等有害金屬的作用。
[0042] 試驗例1本發明所得聚乙烯絕緣電纜料(實施例5)的性能測試： 將本發明所制產品和從市面上購買的聚乙烯絕緣電纜料一同進行性能測試，比較兩種 產品的性能。拉伸強度和伸長率的測定按GB/T1040.3-2006進行檢測，拉伸速度250mm/ min;氧指數的測定按GB/T 2406.2-2009進行檢測;體積電阻率的測定按GB/T1410-2006進 行檢測。測定結果見于表1。
[0043] 表1兩組產品主要性能的測試結果
由表1可知：本友明所制產品所測谷項性能均優十市_上購頭的電纜料，體積電阻率明 顯較市面上購買的電纜料高(P<〇.03)，抗張強度和斷裂伸長率也較好，說明本發明所制產 品不僅具有突出的絕緣性，還具有較好的力學性能和阻燃效果。
[0044] 應當指出的是，【具體實施方式】只是本發明比較有代表性的例子，顯然本發明的技 術方案不限于上述實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員，以本發明所明確公 開的或根據文件的書面描述毫無異議的得到的，均應認為是本專利所要保護的范圍。
【主權項】
1. 聚乙烯絕緣電纜料，其特征在于，主要由下列原料制備而成，均為質量份：聚乙烯 115-123，硬脂酸鈣8-14，氯化石蠟13-20，沸石8-14，羧甲基纖維素鈉5-9，煅燒陶土 5-10，鄰 苯二甲酸二辛酯3-7，氫氧化鎂9-15，白炭黑6-12，聚硅氧烷樹脂2-7，抗氧劑0.1-0.5。2. 如權利要求1所述的聚乙烯絕緣電纜料，其特征在于，聚乙烯118-120,硬脂酸鈣IQ-12 ， 氯化石蠟 15-18 ， 沸石10-12 ， 羧甲基纖維素鈉 6-8 ， 煅燒陶土 6-9 ， 鄰苯二甲酸二辛酯 4-5 ， 氫氧化鎂11-13，白炭黑8-10，聚硅氧烷樹脂3-6，抗氧劑0.2-0.4。3. 如權利要求1所述的聚乙烯絕緣電纜料，其特征在于，聚乙烯119,硬脂酸鈣11，氯化 石蠟16.5,沸石11，羧甲基纖維素鈉7,煅燒陶土7.5,鄰苯二甲酸二辛酯5,氫氧化鎂12,白炭 黑9，聚硅氧烷樹脂4.5，抗氧劑0.3。4. 如權利要求1-3任一所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟是： (1) 將氫氧化鎂和沸石粉碎過篩，和煅燒陶土一起投入高速攪拌機內攪拌，再投入氯化 石蠟和硬脂酸鈣，繼續攪拌20分鐘，取出，50°C烘干； (2) 將聚乙烯、聚硅氧烷樹脂和步驟（1)所制最終產品投入塑煉機內混煉，前輥溫度為 115°C，后輥溫度為105 °C，混煉后轉入高溫攪拌器內，加入羧甲基纖維素鈉，鄰苯二甲酸二 辛酯，白炭黑和抗氧劑混合，升溫至125°C時，停止攪拌，轉入冷卻低速攪拌機內，冷卻至40 。(:，出料； (3) 將步驟(2)所制最終產品投入雙螺桿擠出機內，擠出造粒，即得電纜料。5. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟（1)粉碎過 100-160目篩(優選的，粉碎過120-140目篩;更加優選的，粉碎過130目篩）。6. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟(1)攪拌20-30 分鐘(優選的，攪拌22-28分鐘;更加優選的，攪拌25分鐘）。7. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟（1)烘干2-4小 時(優選的，烘干2.5-3.5小時;更加優選的，烘干3小時）。8. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟(2)混煉14-22 分鐘(優選的，混煉16-20分鐘;更加優選的，混煉18分鐘）。9. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述抗氧 劑由抗氧劑1010、抗氧劑168和抗氧劑DNP組成，三者的質量比為1:1:1。10. 如權利要求4所述的聚乙烯絕緣電纜料的制備方法，其特征在于，步驟(3)擠出溫度 為140-170°C (優選的，擠出溫度為150-160°C ;更加優選的，擠出溫度為155°C )。
【文檔編號】C08K5/098GK105837915SQ201610372679
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】不公告發明人
【申請人】李小濤