一种绿色耐油的特种柔性电缆料及其制备方法与流程

    专利查询2025-12-12  3


    本发明属于电缆料,涉及一种绿色耐油的特种柔性电缆料及其制备方法。


    背景技术:

    1、柔性电缆,又可以称作拖链电缆、拖曳电缆、移动电缆等,主要是在具体应用过程中在拖链运动系统中,电力传输材料,信号传递载体的首选电缆。主要适用于在连续往复运动情况下的安装,尤其在工业作用环境下的频繁弯曲场合,需要应对重机械负荷、野外高温等恶劣环境场所,柔性电缆的制备显得尤为的重要。

    2、在某些户外场景下,还需要电线不加外管直接埋在含有矿物油的一块特殊土里进行应用,可以广泛应用于油及腐蚀气体较恶劣环境场合下作电动工具和各种移动电器设备连接线,长期在浸油状态下工作。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种绿色耐油的特种柔性电缆料及其制备方法,所制备的电缆料具有优异的耐油性、柔性,并且阻燃剂不含卤素元素,绿色环保。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种绿色耐油的特种柔性电缆料,包括以下重量份的原料:45~55份丁腈橡胶、10~15份聚苯醚、12~18份聚烯烃弹性体、25~35份无卤阻燃剂、8~15份复合填料、4~7份增塑剂、3~5份抗氧剂、1~2份偶联剂、3~5份相容剂和1.5~2.5份润滑剂;

    4、其中所述无卤阻燃剂的制备过程如下:

    5、s11、将40~50重量份的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、30~36重量份聚磷酸酯、1~3重量份聚乙二醇200和3~5重量份的氧化铝经球磨机以400~500r/min的转速充分研磨4h,制备得到混合粉体;

    6、s12、将10~20重量份混合粉体与70~90重量份去离子水混合均匀,再加入7~13重量份羧甲基脱乙酰壳多糖,加热至45~50℃,混合搅拌2~3h,得到混合溶液;

    7、s13、将混合溶液升温至95~105℃,搅拌直至溶液水分蒸发后得到固体,用乙醇和去离子水洗涤,真空干燥得到所述无卤阻燃剂。

    8、作为本发明的一种优选技术方案,所述复合填料的制备过程如下:

    9、s21、在氮气气氛下,将20~30重量份蓖麻油经过真空干燥,脱水处理后与20~25重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.5~0.7重量份催化剂辛酸亚锡和30~40重量份四氢呋喃混合,在80~90℃下搅拌5~6.5h,后降温至40℃保温1h,得到改性端异氰酸酯基聚氨酯预聚体;

    10、s22、在高速分散机中加入质量比为(10~15):(1~3)的石墨烯与改性端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,在转速为1000~1200r/min的条件下分散2h,对石墨烯进行表面包覆改性,得到改性石墨烯;

    11、s23、将质量比为(3~5):1:1的改性石墨烯、三氧化二硼与玻璃粉经球磨机以400r/min的转速研磨3h,得到所述复合填料。

    12、作为本发明的一种优选技术方案,所述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡和硬脂酸锌中的一种。

    13、作为本发明的一种优选技术方案,所述增塑剂为邻苯二甲酸二异葵酯、偏苯三酸三辛酯和双季戊四醇酯中的一种。

    14、作为本发明的一种优选技术方案,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种。

    15、作为本发明的一种优选技术方案,所述偶联剂为kh550、kh560和kh570中的一种或多种。

    16、作为本发明的一种优选技术方案,所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯马来酸酐接枝共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。

    17、一种绿色耐油的特种柔性电缆料的制备方法,包括以下步骤:

    18、s81、将丁腈橡胶、聚苯醚、聚烯烃弹性体在1600~2000r/min的转速下高速混合15~20min后,继续加入无卤阻燃剂、复合填料、增塑剂、抗氧剂、偶联剂、相容剂和润滑剂,继续高速混合20~25min,得到混合物a;

    19、s82、通过密炼机对混合物a进行熔融共混,先在170~180℃下混炼15~20min,再升温至220~240℃混炼15~20min,转速为60~100rpm,得到混合物b;

    20、s83、通过硫化机在压力为13~16mpa,温度为160~180℃的条件下对混合物b进行硫化成型,硫化时间为5~8min,得到所述绿色耐油的特种柔性电缆料。

    21、本发明中使用无卤阻燃剂,将间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚磷酸酯和氧化铝在聚乙二醇200的润滑作用下经过球磨机研磨,使三者充分混合,从而在微观上保持均匀性,得到稳定的混合粉体,其中磷系阻燃剂与氧化铝复配的混合物可以提高阻燃性,不仅可以释放出水、磷酸等阻燃物质,还可以帮助电缆在表面形成一层致密的炭化层;经过球磨的混合粉体经过羧甲基脱乙酰壳多糖处理,羧甲基脱乙酰壳多糖具有优异的水溶性与生物成膜性,经过溶液浸泡、蒸发使羧甲基脱乙酰壳多糖均匀地负载在混合粉体表面,羧甲基脱乙酰壳多糖具有良好的生物相容性与可降解性,可以帮助改善阻燃剂与聚合物基体之间的界面相容性,并且羧甲基脱乙酰壳多糖在高温下可形成碳层,与阻燃剂中的其他成分协同作用,从而帮助抑制燃烧。

    22、制备复合填料时,先通过蓖麻油进行脱水处理后,在其中引入醚基,得到分子链中具有长分子链且含有聚醚型多元醇的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,通过改性端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与石墨烯混合均匀,对石墨烯进行表面改性,削弱了石墨烯粒子间的相互作用,同时通过表面的羟基等活性基团之间的共价键成键以及分子间作用力包覆在石墨烯表面,从而抑制了填料的团聚,再与三氧化二硼与玻璃粉充分球磨得到复合填料。

    23、本发明所制备的电缆料组分中聚合物基体为丁腈橡胶、聚苯醚、聚烯烃弹性体的共混物,丁腈橡胶分子中含有强极性的氰基,因此它对非极性或弱极性的油类和有机溶剂具有较高的稳定性,从而表现出优异的耐油性能;同时为了增加聚合物基体的柔性,加入聚苯醚,聚苯醚的分子链中的苯环上含有一个氧原子,增加了分子链的弯曲度,从而增加了聚合物分子的柔性,并且氧原子的电负性比碳原子高,更容易与周围分子生成氢键结构,这种局部相互作用能够增强聚合物链的柔性并减少链间相互吸引力;而聚烯烃弹性体的密度小、易加工,可以帮助电缆料在保持强度的同时,具备更好的柔性;因此通过三者共混制备的聚合物基体可以优化电缆料的柔性、机械强度与整体性能。

    24、在熔炼过程中,经过改性处理的阻燃剂与填料可以通过表面的羧甲基脱乙酰壳多糖或端异氰酸酯基聚氨酯预聚体提高与聚合物基体之间的相容性,从而改善分散性与界面粘结性,从而有效地发挥填充粒子的阻隔作用,提高电缆材料的耐油性能和机械性能。

    25、本发明的有益效果:

    26、本发明通过丁腈橡胶、聚苯醚、聚烯烃弹性体共混的聚合物基体,与无卤阻燃剂、复合填料和其他助剂通过混合、熔炼、硫化过程得到的电缆料具有优异的耐油性、柔性,并且阻燃剂不含卤素元素,绿色环保。



    技术特征:

    1.一种绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,包括以下重量份的原料:45~55份丁腈橡胶、10~15份聚苯醚、12~18份聚烯烃弹性体、25~35份无卤阻燃剂、8~15份复合填料、4~7份增塑剂、3~5份抗氧剂、1~2份偶联剂、3~5份相容剂和1.5~2.5份润滑剂;

    2.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述复合填料的制备过程如下:

    3.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述润滑剂选自硬脂酸、聚乙烯蜡和硬脂酸锌中的一种。

    4.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二异葵酯、偏苯三酸三辛酯和双季戊四醇酯中的一种。

    5.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的一种。

    6.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述偶联剂为kh550、kh560和kh570中的一种或多种。

    7.根据权利要求1所述的绿色耐油的特种柔性电缆料,其特征在于,所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯马来酸酐接枝共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯中的一种。

    8.一种如权利要求1-7任意一项所述的绿色耐油的特种柔性电缆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及一种绿色耐油的特种柔性电缆料及其制备方法,属于电缆料技术领域。包括以下重量份的原料:45~55份丁腈橡胶、10~15份聚苯醚、12~18份聚烯烃弹性体、25~35份无卤阻燃剂、8~15份复合填料、4~7份增塑剂、3~5份抗氧剂、1~2份偶联剂、3~5份相容剂和1.5~2.5份润滑剂;本发明通过丁腈橡胶、聚苯醚、聚烯烃弹性体共混的聚合物基体,与无卤阻燃剂、复合填料和其他助剂通过混合、熔炼、硫化过程得到的电缆料具有优异的耐油性、柔性,并且阻燃剂不含卤素元素,绿色环保。

    技术研发人员:梁柳冰,董有为,王振远,姚守峰
    受保护的技术使用者:佛山市粤佳信电线电缆有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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