一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料制造技术

本发明专利技术公开了一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯100‑105、无水乙醇适量、纳米氧化镁1.5‑2、硅烷偶联剂KH5500.1‑0.12、酶解木质素20‑22、浓度为2wt%的氢氧化钠溶液400‑420、浓度为45wt%的甲醛水溶液6‑7、三聚氰胺15‑16、0.1mol/L的盐酸适量、焦磷酸钠4‑5、微胶囊化红磷5‑6、去离子水适量、二甲基硅油3‑4、炭黑8‑9、甲醛4‑5、硝酸铈铵2‑3、1mol/L的硝酸溶液2‑3、顺丁烯二酸3‑4。本发明专利技术产品阻燃抗击穿，导电屏蔽效果好，力学性能好，产品工艺便于加工，提高了产品的质量。

Semi conductive shielding cable material with surface grafting modified carbon black

The invention discloses a method for adding surface modified carbon black grafted semi conductive shielding cable material, made of the following raw materials in weight portion: 100 low density polyethylene, 105 ethanol, the amount of 2, 1.5 nanometer Magnesium Oxide silane coupling agent KH5500.1 0.12, EHL 20 22, concentration of 2wt% 400 sodium hydroxide solution 420, concentration of 45wt% aqueous solution of formaldehyde, melamine 6 7 15 16, 0.1mol/L hydrochloric acid amount, 4 sodium pyrophosphate, 5 Microencapsulized Red Phosphorus 5 6, deionized water amount, two methyl silicone oil 3 4, 8 Black 9, 5, 4 formaldehyde nitrate 3, 2 cerium ammonium nitrate solution of 2 1mol/L, 3 maleic acid 3 4. The product of the invention has the advantages of flame resistance and wear resistance, good conductive shielding effect, good mechanical property, convenient processing of the product process and improved product quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电缆料
，尤其涉及一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料。
技术介绍
聚乙烯因具有优良的电性能、力学性能、耐化学性能和良好的加工特性，已广泛应用于制作薄膜、管材、电线电缆、塑料制品、包装材料等日常生活用品和其他高精尖工程
其中低密度聚乙烯具有突出的柔韧性和绝缘性，无毒且易于着色，大量用于电缆料，取代含卤素的聚氯乙烯。电线电缆在应用过程中会不断受到电、热以及机械应力等各种因素的综合作用，例如过电流时导体会向绝缘层注入电子和空穴，而绝缘层极易发生电子或空穴积聚，形成空间电荷包，引发电场畸变，严重时发生电击穿，造成输电事故；因此，寻找有效途径抑制空间电荷积聚，均化绝缘层电场分布，抑制电树枝生长，延长电缆的使用寿命，是制备高性能电线电缆亟待解决的问题。《多层介孔纳米MgO/低密度聚乙烯复合材料的制备及其绝缘性能》一文中采用低沸点溶剂法制备多层介孔结构纳米氧化镁，实现了纳米氧化镁在低密度聚乙烯中的均匀分散，添加1%纳米氧化镁的低密度聚乙烯70KV/mm电场下有效地抑制了空间电荷积聚，提高了直流击穿强度，降低了介电常数，同时在较高场强下有效抑制了电子及空穴注入，阻止隧道效应的发生，抑制了空间电荷包的产生，复合材料的介电性能满足作为高性能绝缘材料的使用条件。但是由于聚乙烯材料的氧指数比较低，属于易燃材料，还需要对其进行阻燃改性后才能进一步满足电缆料的使用需求，电缆绝缘材料的综合性能决定了导线安全使用性，因此要求对绝缘材料进行介电性能研究的同时对其阻燃性、热稳定性、力学性能等进行深入研究。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯100-105、无水乙醇适量、纳米氧化镁1.5-2、硅烷偶联剂KH5500.1-0.12、酶解木质素20-22、浓度为2wt%的氢氧化钠溶液400-420、浓度为45wt%的甲醛水溶液6-7、三聚氰胺15-16、0.1mol/L的盐酸适量、焦磷酸钠4-5、微胶囊化红磷5-6、去离子水适量、二甲基硅油3-4、炭黑8-9、甲醛4-5、硝酸铈铵2-3、1mol/L的硝酸溶液2-3、顺丁烯二酸3-4。所述一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，由以下具体步骤制成：（1）将纳米氧化镁超声分散在4-5倍量的无水乙醇中，离心、干燥，将干燥后的纳米氧化镁放入马弗炉中，以3-5℃/min的升温速率升温至200-220℃，保温30-40分钟，冷却后取出待用；将硅烷偶联剂KH550溶于10-12倍量的无水乙醇中，然后与煅烧后的纳米氧化镁混合，超声分散30-40分钟后离心、过滤、干燥，得到改性纳米氧化镁；（2）将酶解木质素与浓度为2wt%的氢氧化钠溶液混合，以300-400转/分的速度搅拌至完全溶解，加热至90-95℃，加入浓度为45wt%的甲醛水溶液，搅拌反应100-120分钟后继续加入三聚氰胺，继续反应90-120分钟后缓慢滴加0.1mol/L的盐酸中和后待用；将焦磷酸钠溶于18-20倍量的去离子水中，然后加入上述反应中，继续搅拌反应60-90分钟，沉淀生成，静置、过滤、用去离子水清洗2-3次，然后放入真空干燥箱中以80-90℃的温度干燥，最后粉碎，过200目筛，得到改性酶解木质素；（3）将炭黑、甲醛加入到反应釜中，升温至60-70℃，搅拌90-120分钟，反应结束后，过滤，用去离子水洗悬浊液呈中性，过滤、分离，将得到的固体在80-90℃下干燥5-6小时后待用；将上述改性后炭黑与1mol/L的硝酸溶液、顺丁烯二酸混合，通氮气30-40分钟后加入溶于2-3倍量去离子水的硝酸铈铵，加热至30-35℃搅拌反应3-4小时，反应结束后用去离子水清洗，然后离心，将固体置于烘箱中以80-90℃干燥得到接枝改性炭黑；（4）将步骤（1）（2）（3）得到的产物与低密度聚乙烯、五氯苯酚月桂酸酯以及其余剩余成分共同放入高速混料机中，以800-1000转/份的速度搅拌混合10-12分钟后送入双辊开放式塑炼机中，控制温度150-160℃进行混炼，然后送入双螺杆挤出机中，控温150-170℃，进行挤出造粒即得。本专利技术的优点是：本专利技术采用曼尼希反应原理通过甲醛、三聚氰胺、焦磷酸钠等成分对酶解木质素进行改性反应，生成改性酶解木质素，在热分解过程中作为一种碳源，可以对高分子材料的热分解起抑制作用，与微胶囊化红磷进行复配，添加到低密度聚乙烯电缆料的制备中，协同作用具有明显的阻燃抑烟效果，同时添加的阻燃成分不含卤，由天然物质生成，能够替代那些不可再生资源，安全环保，同时阻燃效果优异；本专利技术还再电缆料的制备中添加了改性纳米氧化镁，具有介孔结构，通过混料均匀的分散在低密度聚乙烯中，在较高场强下有效抑制了电子及空穴注入，阻止隧道效应的发生，抑制了空间电荷包的产生，提高了直流击穿强度，提高了本专利技术电缆料的抗击穿性能以及绝缘稳定性。本专利技术通过一定的工艺手段将顺丁烯二酸接枝到炭黑表面，形成粒径均匀的粉末，然后添加到基体聚乙烯中，分散均匀且其表面的有机基团与聚乙烯基料形成共价键结合，保证了复合材料良好的电气性能和机械性能，且团聚体的数量大幅度减少，从而减少了表面突起点，增加材料的表面光洁度，进一步降低了半导电屏蔽材料被高压击穿的风险；本专利技术产品阻燃抗击穿，导电屏蔽效果好，力学性能好，产品工艺便于加工，提高了产品的质量。具体实施方式一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，由下列重量份（公斤）的原料制成：低密度聚乙烯100、无水乙醇适量、纳米氧化镁1.5、硅烷偶联剂KH5500.1、酶解木质素20、浓度为2wt%的氢氧化钠溶液400、浓度为45wt%的甲醛水溶液6、三聚氰胺15、0.1mol/L的盐酸适量、焦磷酸钠4、微胶囊化红磷5、去离子水适量、二甲基硅油3、炭黑8、甲醛4、硝酸铈铵2、1mol/L的硝酸溶液2、顺丁烯二酸3。所述一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，由以下具体步骤制成：（1）将纳米氧化镁超声分散在4倍量的无水乙醇中，离心、干燥，将干燥后的纳米氧化镁放入马弗炉中，以3℃/min的升温速率升温至200℃，保温30分钟，冷却后取出待用；将硅烷偶联剂KH550溶于10倍量的无水乙醇中，然后与煅烧后的纳米氧化镁混合，超声分散30分钟后离心、过滤、干燥，得到改性纳米氧化镁；（2）将酶解木质素与浓度为2wt%的氢氧化钠溶液混合，以300转/分的速度搅拌至完全溶解，加热至90℃，加入浓度为45wt%的甲醛水溶液，搅拌反应100分钟后继续加入三聚氰胺，继续反应90分钟后缓慢滴加0.1mol/L的盐酸中和后待用；将焦磷酸钠溶于18倍量的去离子水中，然后加入上述反应中，继续搅拌反应60分钟，沉淀生成，静置、过滤、用去离子水清洗2次，然后放入真空干燥箱中以80℃的温度干燥，最后粉碎，过200目筛，得到改性酶解木质素；（3）将炭黑、甲醛加入到反应釜中，升温至60℃，搅拌90分钟，反应结束后，过滤，用去离子水洗悬浊液呈中性，过滤、分离，将得到的固体在80℃下干燥5小时后待用；将上述改性后炭黑与1mol/L的硝酸溶液、顺丁烯二酸混合，通氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯100‑105、无水乙醇适量、纳米氧化镁1.5‑2、硅烷偶联剂KH5500.1‑0.12、酶解木质素20‑22、浓度为2wt%的氢氧化钠溶液400‑420、浓度为45wt%的甲醛水溶液6‑7、三聚氰胺15‑16、0.1mol/L的盐酸适量、焦磷酸钠4‑5、微胶囊化红磷5‑6、去离子水适量、二甲基硅油3‑4、炭黑8‑9、甲醛4‑5、硝酸铈铵2‑3、1mol/L的硝酸溶液2‑3、顺丁烯二酸3‑4。

【技术特征摘要】
1.一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯100-105、无水乙醇适量、纳米氧化镁1.5-2、硅烷偶联剂KH5500.1-0.12、酶解木质素20-22、浓度为2wt%的氢氧化钠溶液400-420、浓度为45wt%的甲醛水溶液6-7、三聚氰胺15-16、0.1mol/L的盐酸适量、焦磷酸钠4-5、微胶囊化红磷5-6、去离子水适量、二甲基硅油3-4、炭黑8-9、甲醛4-5、硝酸铈铵2-3、1mol/L的硝酸溶液2-3、顺丁烯二酸3-4。2.根据权利要求1所述一种添加表面接枝改性炭黑的半导屏蔽电缆料，其特征在于，由以下具体步骤制成：（1）将纳米氧化镁超声分散在4-5倍量的无水乙醇中，离心、干燥，将干燥后的纳米氧化镁放入马弗炉中，以3-5℃/min的升温速率升温至200-220℃，保温30-40分钟，冷却后取出待用；将硅烷偶联剂KH550溶于10-12倍量的无水乙醇中，然后与煅烧后的纳米氧化镁混合，超声分散30-40分钟后离心、过滤、干燥，得到改性纳米氧化镁；（2）将酶解木质素与浓度为2wt%的氢氧化钠溶液混合，以300-400转/分的速度搅拌至完全溶解，加热至90-95℃，加入浓度为45wt%的甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光文，杨绘景，陶伟，杨云帆，
申请(专利权)人：安徽福日光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34