一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，属于绝缘材料制备技术领域。本发明专利技术首先以硅橡胶为基体，聚酯纤维为补强，对材料中有效地填充，促使硫化胶力学性能的提高，从而提高电缆护套绝缘材料的抗撕裂性，硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性，接着加入交联剂，撕裂过程中使应力通过集中交联点均匀分散到周围的分子上，再次提高电缆护套绝缘材料的抗撕裂性；再以硅酸盐作为偶联剂，结合碳酸钙的高表面活性来吸附镍离子,接着在碳酸钙表面进行原位还原，从而降低无机导电粉体间相互团聚的几率，提高无机导电粉体颗粒在材料中的分散性，从而消除积累电荷，再次达到很好的绝缘效果，具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法
本专利技术公开了一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，属于绝缘材料制备

技术介绍
电缆护套是电缆的最外层，如VV是聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套。外面穿的管叫保护管。按国家标准GB2900.5规定绝缘材料的定义是：用来使器件在电气上绝缘的材料。也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高，如在电机中，导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来，以保证电机的安全运行。目前，国内常用的作为电缆护套的主体材料有氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯胶料等，每种材料的结构成分不同其性能也不同。核电站核岛电缆要求电缆绝缘材料必须具有优异的耐热老化性能、耐辐射老化性能、阻燃性能、耐湿热性能、绝缘效果好等。在核环境下，正常运行的电缆须要经受γ、β射线的辐照，并且具备在事故情况下的保持电缆正常运行的要求。由于一般聚合物在辐照作用下产生电离或激发等反应后，进一步发生以下化学反应：大分子间由辐照引发的交联反应、辐照引发的降解反应、氧化反应、产生气体产物、其它如异构化等，这些反应在不同的反应速率下发生的程度不同，最终的结果是聚合物材料的分子量愈来愈小，甚至失去聚合物的性质。目前常见的电缆护套的绝缘效果和抗撕裂性能低，不能满足特殊地方的使用要求，因此，专利技术一种绝缘效果好、抗撕裂效果好的电缆护套绝缘材料对绝缘材料制备
既有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前普通电缆护套绝缘材料的绝缘效果不好以及抗撕裂性能较低，限制使用范围的缺陷，提供了一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取80～100g甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中搅拌，再向开炼机中加入20～30mL羟基硅油、10～12mL四甲基四乙烯基环四硅氧烷和6～8mL2，5-二甲基-2，5-双己烷，继续保温混炼搅拌，得到自制混炼胶；（2）将硅烷偶联剂KH-550和气相白炭黑混合置于搅拌机中搅拌，得到混合液，并用无水乙醇洗涤混合液，自然风干，出料得到改性气相白炭黑；（3）称取45～65g对苯二甲酸乙二酯倒入反应釜中熔融，并加热升温，再称取8～10g醋酸钴和6～8g醋酸钠加入到16～20g对苯二甲酸、10～12g乙二醇和6～8g聚乙二醇中混合搅拌反应，得到混合浆料，将混合浆料加入反应釜中混合酯化后，继续倒入多孔漏板中拉丝，出料，得到自制聚酯纤维；（4）称取16～20g碳酸钙倒入带有6～8mL硅酸钠溶液的烧杯中混合搅拌，再向烧杯中加入40～50mL硫酸镍溶液，继续混合搅拌，继续向烧杯中滴加80～100mL水合肼溶液，继续保温混合反应，并用氢氧化钠溶液调节反应液的pH值，加热升温，出料冷却，干燥得到改性碳酸钙；（5）按重量份数计，分别称取自制混炼胶、改性气相白炭黑、自制聚酯纤维和2，4-二甲基-2，4-双己烷混合置于混炼机中混炼，再添加改性碳酸钙、三氧化二锑、氧化镁和去离子水，继续混合混炼，自然冷却至室温，出料，即可制得高抗撕裂型电缆护套绝缘材料。步骤（1）所述的搅拌温度为160～180℃，搅拌时间为10～12min，继续混炼搅拌时间为1～3h。步骤（2）所述的硅烷偶联剂KH-550和气相白炭黑的质量比为3：1，搅拌温度为65～85℃，搅拌时间为1～2h。步骤（3）所述的熔融时间为10～12min，加热升温温度为140～160℃，搅拌反应时间为12～16min，酯化时间为1～3h，拉丝转速为120～160r/min。步骤（4）所述的硅酸钠溶液的质量分数为5%，搅拌时间为6～8min，硫酸镍溶液的质量分数为8％，继续搅拌温度为50～60℃，继续搅拌时间为8～10min，水合肼溶液的质量分数为20%，反应时间为20～30min，氢氧化钠溶液的质量分数为10％，调节反应液的pH为12～14，加热升温温度为60～70℃。步骤（5）所述的按重量份数计，分别称取20～30份自制混炼胶、10～12份改性气相白炭黑、16～20份自制聚酯纤维、6～8份2，4-二甲基-2，4-双己烷、12～14份改性碳酸钙、3～5份三氧化二锑、2～4份氧化镁和10～12份去离子水，混炼温度为60～80℃，混炼时间为16～20min，继续混炼温度为75～95℃，继续混炼时间为1～3h。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术首先以硅橡胶为基体，聚酯纤维为补强料，以及气相白炭黑和碳酸钙的填充改性，将其利用硅烷偶联剂对气相白炭黑表面进行改性，由于可以消除结构化效应，并改善与硅橡胶表面的湿润性和分散性，对材料中有效地填充，促使硫化胶力学性能的提高，从而提高电缆护套绝缘材料的抗撕裂性，以及其中硅橡胶具有很高的电阻率和频率范围内保持阻值稳定，同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性，达到很好的绝缘效果，接着加入交联剂，由于集中交联剂作为集中交联中心，并参与硅橡胶的交联过程，从而形成非均匀的交联网络结构，撕裂过程中使应力通过集中交联点均匀分散到周围的分子上，再次提高电缆护套绝缘材料的抗撕裂性；（2）本专利技术再以硅酸盐作为偶联剂，结合碳酸钙的高表面活性来吸附镍离子,接着在碳酸钙表面进行原位还原，表面改性剂对无机导电粉体颗粒进行表面处理，使其包覆在无机导电粉体的表面，并将其分散在聚酯纤维和材料内部孔隙中，从而降低无机导电粉体间相互团聚的几率，提高无机导电粉体颗粒在材料中的分散性，有利于形成良好的导电通路，达到很好的绝缘效果，并以碳酸钙/镍复合物质的添加，使得这些物质对材料内部孔隙进行有效的填充，增强材料的力学性能，以及聚酯纤维具有良好的力学性能，其耐摩擦性、硬度和尺寸稳定性能好，进一步提高电缆护套绝缘材料的抗撕裂性，具有广阔的市场应用前景。具体实施方式称取80～100g甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中，在温度为160～180℃下搅拌10～12min，再向开炼机中加入20～30mL羟基硅油、10～12mL四甲基四乙烯基环四硅氧烷和6～8mL2，5-二甲基-2，5-双己烷，继续保温混炼搅拌1～3h，得到自制混炼胶，按质量比为3：1将硅烷偶联剂KH-550和气相白炭黑混合置于搅拌机中，在温度为65～85℃下搅拌1～2h，得到混合液，并用无水乙醇洗涤混合液，自然风干，出料得到改性气相白炭黑，称取45～65g对苯二甲酸乙二酯倒入反应釜中熔融10～12min，并加热升温至140～160℃，再称取8～10g醋酸钴和6～8g醋酸钠加入到16～20g对苯二甲酸、10～12g乙二醇和6～8g聚乙二醇中混合搅拌反应12～16min，得到混合浆料，将混合浆料加入反应釜中混合酯化1～3h后，继续倒入多孔漏板中，在转速为120～160r/min下拉丝，出料，得到自制聚酯纤维，称取16～20g碳酸钙倒入带有6～8mL质量分数为5%的硅酸钠溶液的烧杯中混合搅拌6～8min，再向烧杯中加入40～50mL质量分数为8％的硫酸镍溶液，在温度为50～60℃下继续混合搅拌8～10min，继续向烧杯中滴加80～100mL质量分数为20%的水合肼溶液，继续保温混合反应20～30min，并用质量分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应液的pH至12～14，加热升温至60～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： （1）称取80～100g甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中搅拌，再向开炼机中加入20～30mL羟基硅油、10～12mL四甲基四乙烯基环四硅氧烷和6～8mL2，5‑二甲基‑2，5‑双己烷，继续保温混炼搅拌，得到自制混炼胶； （2）将硅烷偶联剂KH‑550和气相白炭黑混合置于搅拌机中搅拌，得到混合液，并用无水乙醇洗涤混合液，自然风干，出料得到改性气相白炭黑； （3）称取45～65g对苯二甲酸乙二酯倒入反应釜中熔融，并加热升温，再称取8～10g醋酸钴和6～8g醋酸钠加入到16～20g对苯二甲酸、10～12g乙二醇和6～8g聚乙二醇中混合搅拌反应，得到混合浆料，将混合浆料加入反应釜中混合酯化后，继续倒入多孔漏板中拉丝，出料，得到自制聚酯纤维；（4）称取16～20g碳酸钙倒入带有6～8mL硅酸钠溶液的烧杯中混合搅拌，再向烧杯中加入40～50mL硫酸镍溶液，继续混合搅拌，继续向烧杯中滴加80～100mL水合肼溶液，继续保温混合反应，并用氢氧化钠溶液调节反应液的pH值，加热升温，出料冷却，干燥得到改性碳酸钙； （5）按重量份数计，分别称取自制混炼胶、改性气相白炭黑、自制聚酯纤维和2，4‑二甲基‑2，4‑双己烷混合置于混炼机中混炼，再添加改性碳酸钙、三氧化二锑、氧化镁和去离子水，继续混合混炼，自然冷却至室温，出料，即可制得高抗撕裂型电缆护套绝缘材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取80～100g甲基乙烯基硅橡胶加入开炼机中搅拌，再向开炼机中加入20～30mL羟基硅油、10～12mL四甲基四乙烯基环四硅氧烷和6～8mL2，5-二甲基-2，5-双己烷，继续保温混炼搅拌，得到自制混炼胶；（2）将硅烷偶联剂KH-550和气相白炭黑混合置于搅拌机中搅拌，得到混合液，并用无水乙醇洗涤混合液，自然风干，出料得到改性气相白炭黑；（3）称取45～65g对苯二甲酸乙二酯倒入反应釜中熔融，并加热升温，再称取8～10g醋酸钴和6～8g醋酸钠加入到16～20g对苯二甲酸、10～12g乙二醇和6～8g聚乙二醇中混合搅拌反应，得到混合浆料，将混合浆料加入反应釜中混合酯化后，继续倒入多孔漏板中拉丝，出料，得到自制聚酯纤维；（4）称取16～20g碳酸钙倒入带有6～8mL硅酸钠溶液的烧杯中混合搅拌，再向烧杯中加入40～50mL硫酸镍溶液，继续混合搅拌，继续向烧杯中滴加80～100mL水合肼溶液，继续保温混合反应，并用氢氧化钠溶液调节反应液的pH值，加热升温，出料冷却，干燥得到改性碳酸钙；（5）按重量份数计，分别称取自制混炼胶、改性气相白炭黑、自制聚酯纤维和2，4-二甲基-2，4-双己烷混合置于混炼机中混炼，再添加改性碳酸钙、三氧化二锑、氧化镁和去离子水，继续混合混炼，自然冷却至室温，出料，即可制得高抗撕裂型电缆护套绝缘材料。2.根据权利要求1所述的一种高抗撕裂型电缆护套绝缘材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伯媛，杨亚生，陈可，
申请(专利权)人：常州市沃兰特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32