本发明属于填充绳制造,具体涉及一种电缆填充绳的制备方法。
背景技术:
1、随着全球经济一体化和科技迅猛发展,电线电缆产业作为能量传递、信息交流的“血管”,其发展趋势倍受关注。随着全球工业化和城市化进程的加快,新能源革命和数字经济的崛起,电线电缆产业迎来了发展的历史机遇。电线电缆主要用于传输电能、传输信息、制造电动机、制造仪表和仪器,实现电磁能转化,广泛应用于电力、轨道交通、新能源、建筑、船舶、通讯、石油化工、汽车等领域。
2、电缆填充绳是一种常用于电缆制造过程中的填充材料,其主要作用是保持电缆的圆整度和提高成品的外观质量。填充绳能够填补电缆内部的空隙,使得电缆芯线保持良好的圆形状态,从而达到较高的圆整度。目前市面上的电缆填充绳有pvc材质、pe材质、硅橡胶材质等。pvc材质的电缆有具有非常好的阻燃性能,能够达到各类标准规定的阻燃等级。通过辐照交联可以形成不溶的热固性塑料,其分子结构稳定、机械强度高、耐高温性能好。但是耐酸碱性、耐溶剂性较差,在一定环境下,会发生相似相溶现象,使用寿命较短。如果发生燃烧,会散发大量浓烟,对环境造成严重危害。因此,需要开发一种低烟无卤型电缆填充绳。pe材质的电缆虽然能够提高耐化学稳定性,但是其耐高温性较差。硅橡胶材质电缆填充绳具有较好的耐高温性,经本领域技术人员的研究,它可以在200℃下稳定使用,在350℃下可以使用一段时间,但是抗撕拉性较差,在加工、使用时受到外力就容易受损。并且硫化剂含卤素,对生产环境温度有要求,制备成本高。因此,亟需一种耐酸碱腐蚀、耐溶剂、耐高温、抗撕裂的电缆填充绳。
技术实现思路
1、基于上述内容,为解决电缆填充绳耐溶剂性差、耐高温性差、力学性能不足的问题,本发明提出了一种电缆填充绳的制备方法。
2、本发明的目的在于:
3、一、确保电缆填充绳耐溶剂;
4、二、提高电缆填充绳的耐高温性;
5、三、提高电缆填充绳的抗撕拉性。
6、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
7、一种电缆填充绳的制备方法,
8、所述方法包括:
9、1)取原料预聚,加入热稳定剂、增塑剂、增韧剂混合均匀,再加入引发剂共聚得到载体;
10、2)取载体、改性剂、溶剂混合均匀,在微波环境下加入氨基化合物混合均匀,反应得到改性基材;
11、3)将改性基材加入双螺杆挤出机中进行熔融共混、造粒,经开网、收卷得到电缆填充绳。
12、作为优选,
13、步骤1)所述原料为聚丙烯、丙烯酸甲酯、羟丙基甲基纤维素;
14、所述聚丙烯、丙烯酸甲酯、羟丙基甲基纤维素按照2:(4.78~9.56):(4~5)的质量比配制。
15、作为优选,
16、步骤1)所述预聚是于85~90℃下,恒温0.5~1h。
17、作为优选,
18、步骤1)所述热稳定剂为硬脂酰苯甲酰甲烷,其用量为0.05~0.1g/g原料;
19、步骤1)所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯,其用量为0.5~0.8ml/g原料;
20、步骤1)所述增韧剂为纳米碳酸钙,其用量为0.2~0.3g/g原料;
21、步骤1)所述引发剂为过氧化十二酰,其用量为0.01~0.03g/g原料。
22、作为优选,
23、步骤1)所述共聚是于85~90℃下,恒温5~10h。
24、作为优选,
25、步骤2)所述改性剂为氢化松香醇,其用量为0.2~0.3ml/g载体;
26、步骤2)所述溶剂为四氢呋喃,其用量为0.4~0.6ml/g载体。
27、作为优选,
28、步骤2)所述微波环境的参数如下:
29、频率为0.8~1.2ghz、波长为30~40cm。
30、作为优选,
31、步骤2)所述氨基化合物为三乙胺,其用量为0.08~0.15ml/g载体;
32、步骤2)所述反应时间为10~20min。
33、一种电缆填充绳。
34、本发明以聚丙烯、丙烯酸甲酯、羟丙基甲基纤维素为原料进行聚合。羟丙基甲基纤维素是一种非离子型水溶性聚合物,提供了丰富的接枝位点,羟丙基甲基纤维素接枝聚丙烯、丙烯酸甲酯,协同硬脂酰苯甲酰甲烷、乙酰柠檬酸三丁酯,硬脂酰苯甲酰甲烷为分子长链引入了芳杂环结构,改善其力学性能和热稳定性。本发明取两种单体进行聚合,聚丙烯与丙烯酸甲酯之间通过分子链间的交联结构形成共聚物,经过表征,共聚物具有正交、单斜的晶体结构。随着共聚物中丙烯酸甲酯逐渐增高,丙烯酸甲酯会在共聚物内部起到“内润滑”的效果,能够促使聚丙烯与羟丙基甲基纤维素分子产生更好的相容性,降低共聚物分子链间作用力,从而提高分子链的伸展和活动能力,能够有效提升电缆填充绳的力学性能,但也由于丙烯酸甲酯对共聚物分子链间作用力的削弱效果,如果继续增加共聚物中丙烯酸甲酯所占比例,导致电缆填充绳抗撕拉强度逐渐下降。如果丙烯酸甲酯所占组分过量,在较高温度下共聚物内部会产生大量不饱和碳碳双键与羟基,会破坏共聚物的结晶能力,进而导致电缆填充绳的热稳定性下降。如果聚丙烯含量过高,在热氧化效果的带动下将导致共聚物内部分子链间交联并可能发生分子链断链,导致载体材料在较高温度下内部结构产生位错与不规则的分子摩擦,进而导致电缆填充绳的热稳定性下降。
35、界面粘附性能对材料的物理结构与力学性能有显著影响,对材料表面改性,能够有效地改善材料的界面键合。将松香结构引入分子侧链能够显著提高材料的硬度、附着强度。氢化松香醇是经过加氢处理的松香衍生物,其分子结构保留了可反应的羧基,同时双键含量显著降低,其分子结构空间体积大,使得刚性分子链得到改善。协同上述改性助剂的作用,避免了过量的不饱和双键结构影响材料的耐老化性。
36、协同缚酸剂三乙胺,本发明通过微波固化的方式,将纤维表面的改性材料重新排列,强化纤维材料的结构特性,确保改性助剂与羟丙基甲基纤维素充分交联反应。在微波过程中,极性基团自由移动,分子链段延长,当材料表面接近完全固化时,大分子链段间相互交联,形成复杂的三维网状结构。在较小的空间内,形成以纳米碳酸钙为中心粒子的树枝状结构。这一结构使得分子链之间形成纤维-凝聚粒子体系,此时体系趋向于聚集,密度增加,提高了材料的抗拉伸强度。而且微波固化的方式可以确保材料热固化过程的稳定性,避免材料内部出现应力梯度,避免材料弯曲、开裂。
37、本发明的有益效果如下:
38、(1)本发明制备的电缆填充绳有较好的耐溶剂性;
39、(2)本发明制备的电缆填充绳耐高温,在较高的使用温度下,可以确保电缆正常运行;
40、(3)本发明制备的电缆填充绳抗撕拉,便于对其加工、使用。
1.一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
3.根据权利要求1或2所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
5.根据权利要求1或4所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
7.根据权利要求1或6所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
8.根据权利要求1所述的一种电缆填充绳的制备方法,其特征在于,
9.一种由权利要求1至8任一方法所制得的电缆填充绳。