一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料的制作方法

xiaoxiao2021-1-7  89

一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于电力材料领域,具体涉及一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料。
[0003]
【背景技术】
[0004] 电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成,将电力或信息从一 处传输到另一处的导线。输电线路中最重要的组成部分是电力电缆。近年来随着生产生活 电线电缆的运用日益发展和普及,电线电缆的需要量增加很快,而且随着经济的发展,对其 材料的要求也越来越高,它要求柔软、耐磨、耐腐蚀以及耐高低温等性能。
[0005] 而无论从机械性、热火化学耐受性以及灾害防护角度考虑,电缆外层绝缘材料在 防护内部原料受损以维持其正常运行方面均起到至关重要的作用,在具体应用过程中,电 缆外层绝缘材料必须能都抵抗日晒、UV辐射、臭氧老化、化学药品侵蚀,同时在意外灾害情 况下仍能保证或暂时保证其正常运行,随着电气火灾事故的频繁发生,电线电缆的阻燃问 题逐渐引起世界各国的重视;电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾 中危险因素,在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作,使生命财产遭到严重损失,同时 随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展,特别是航空导线、汽车用线、高温仪表电缆、 石油钻井平台电缆等许多场合,越来越需要使用阻燃、热稳定性能好、热变形温度高的电缆 外层绝缘材料。为了提升电缆的高温预警功能,需要研究一种温度记忆变色绝缘材料来作 为电缆绝缘外层。
[0006]

【发明内容】

[0007] 本发明的目的是解决现有技术中用于电缆的绝缘材料的诸多缺陷,经过大量试验 和探索,改变现有的原料组成及制备方法,提供一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,该 绝缘材料具备较好的绝缘性能、耐腐蚀性能、阻燃性能以及机械性能,并且具备高温记忆变 色功能;上述绝缘材料的制备工艺简单,适合大规模工业化生产。
[0008] 为了实现上述目的,本发明的技术方案通过如下方式来实现的: 一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,其由如下重量份的原料制备而成: 三氧化二锑1-2份,氢氧化镁1-2份,氢氧化铝2-3份,硼砂2-3份,磷酸三苯酯2-3份, 硼酸锌2-3份,玻璃纤维2-3份,感温变色粉3-4份,坡缕石3-4份,硬脂酸4-6份,鸡蛋壳 5-7份,高岭土 5-7份,氮化铝8-10份,三聚氰酸三烯丙酯8-10份,氯化聚乙烯12-15份,三 元乙丙橡胶16-20份,氢化丁腈橡胶16-20份。
[0009] 优选地,三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭土以及氮化 铝的粒径均控制在100目;玻璃纤维的直径为10-20um,长度为30-50um。
[0010] 上述绝缘材料的制备方法包括如下步骤: 步骤1)制备物料1 :将硼砂、坡缕石以及鸡蛋壳依次添加到破碎机中进行破碎,然后进 行研磨,获得粒径为100目的粉末,即为物料1 ; 步骤2)制备物料2 :将玻璃纤维、硬脂酸以及氮化铝投入到搅拌反应器中,200转/min 搅拌lOmin,然后加热到70°C,保温3min,最后降至30°C,得到物料2 ; 步骤3)制备物料3 :将磷酸三苯酯、三聚氰酸三烯丙酯、氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶以 及氢化丁腈橡胶,混合均匀,加入密炼机,在温度为90°C下混炼5分钟,得到物料3 ; 步骤4)制备绝缘材料:将三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭 土,物料1,物料2以及物料3依次投入到离心机中,1200转/min离心搅拌3分钟,混合均 匀后,进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,注塑成型即 得。
[0011] 本发明取得的有益效果主要包括: 添加了感温变色粉,不同的温度提示不同颜色,对高温起到一定的预警功能;三聚氰酸 三烯丙酯能显著提高产品的强度、刚性和耐热性能,可使制品在250°c左右长期使用。三元 乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共辄二烯烃的共聚物,耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能 优异。氢化丁腈橡胶具良好的耐热性能,优良的耐化学腐蚀性能(对氟利昂、酸、碱的具有良 好的抗耐性),优异的耐臭氧性能,较高的抗压缩永久变形性能。玻璃纤维优点是绝缘性好、 耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高。鸡蛋壳属于生活废弃物,本发明对其进行了有效利用, 原料低廉,提高了机械性能,变废为宝,一举两得。氮化铝是良好的耐热冲击材料,其稳定性 好、强度高、导热性好、热膨胀系数小,但是其与橡胶基体的相容性差,本发明对其进行了改 性,使得氮化铝的表面得到了改善,其团聚趋势减弱,其与橡胶基体之间的相容性增强,提 高了电缆材料的机械性能、耐热老化性能以及耐磨性能;本发明制备的绝缘材料具备绝缘 性能、耐腐蚀性能、阻燃性能以及机械性能;本发明制备工艺简单,适合大规模工业化生产。
[0012]
【具体实施方式】
[0013] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请具 体实施例,对本发明进行更加清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部 分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0014] 实施例1 一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,其由如下重量份的原料制备而成: 三氧化二锑1份,氢氧化镁1份,氢氧化铝2份,硼砂2份,磷酸三苯酯2份,硼酸锌2 份,玻璃纤维2份,感温变色粉3份,坡缕石3份,硬脂酸4份,鸡蛋壳5份,高岭土 5份,氮 化铝8份,三聚氰酸三烯丙酯8份,氯化聚乙烯12份,三元乙丙橡胶16份,氢化丁腈橡胶16 份。
[0015] 其中,三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭土以及氮化铝 的粒径均控制在100目;玻璃纤维的直径为l〇um,长度为30um。
[0016] 上述绝缘材料的制备方法包括如下步骤: 步骤1)制备物料1 :将硼砂、坡缕石以及鸡蛋壳依 次添加到破碎机中进行破碎,然后进 行研磨,获得粒径为100目的粉末,即为物料1 ; 步骤2)制备物料2 :将玻璃纤维、硬脂酸以及氮化铝投入到搅拌反应器中,200转/min 搅拌lOmin,然后加热到70°C,保温3min,最后降至30°C,得到物料2 ; 步骤3)制备物料3 :将磷酸三苯酯、三聚氰酸三烯丙酯、氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶以 及氢化丁腈橡胶,混合均匀,加入密炼机,在温度为90°C下混炼5分钟,得到物料3 ; 步骤4)制备绝缘材料:将三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭 土,物料1,物料2以及物料3依次投入到离心机中,1200转/min离心搅拌3分钟,混合均 匀后,进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,注塑成型即 得。
[0017] 实施例2 一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,其由如下重量份的原料制备而成: 三氧化二锑2份,氢氧化镁2份,氢氧化铝3份,硼砂3份,磷酸三苯酯3份,硼酸锌3 份,玻璃纤维3份,感温变色粉4份,坡缕石4份,硬脂酸6份,鸡蛋壳7份,高岭土 7份,氮 化铝10份,三聚氰酸三烯丙酯10份,氯化聚乙烯15份,三元乙丙橡胶20份,氢化丁腈橡胶 20份。
[0018] 其中,三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭土以及氮化铝 的粒径均控制在100目;玻璃纤维的直径为20um,长度为50um。
[0019] 上述绝缘材料的制备方法包括如下步骤: 步骤1)制备物料1 :将硼砂、坡缕石以及鸡蛋壳依次添加到破碎机中进行破碎,然后进 行研磨,获得粒径为100目的粉末,即为物料1 ; 步骤2)制备物料2 :将玻璃纤维、硬脂酸以及氮化铝投入到搅拌反应器中,200转/min 搅拌lOmin,然后加热到70°C,保温3min,最后降至30°C,得到物料2 ; 步骤3)制备物料3 :将磷酸三苯酯、三聚氰酸三烯丙酯、氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶以 及氢化丁腈橡胶,混合均匀,加入密炼机,在温度为90°C下混炼5分钟,得到物料3 ; 步骤4)制备绝缘材料:将三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭 土,物料1,物料2以及物料3依次投入到离心机中,1200转/min离心搅拌3分钟,混合均 匀后,进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,注塑成型即 得。
[0020] 实施例3 本发明制备的绝缘材料的性能测试: 1.实施例和实施例2制备的绝缘材料的机械性能抗腐蚀性能以及绝缘性能较好,具体 检测结果可见表1,其中绝缘层厚度均为2mm : 表1
2.抗腐蚀性能测试:将试验材料浸泡到10%的氯化钠溶液中100天,各主要性能参数 测定,见表2。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描 述都是示例性的,并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精 神和原理对本发明做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本发明的范围内。
【主权项】
1. 一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,其特征在于,所述绝缘材料由如下重量份 的原料制备而成: 三氧化二锑1-2份,氢氧化镁1-2份,氢氧化铝2-3份,硼砂2-3份,磷酸三苯酯2-3份, 硼酸锌2-3份,玻璃纤维2-3份,感温变色粉3-4份,坡缕石3-4份,硬脂酸4-6份,鸡蛋壳 5-7份,高岭土 5-7份,氮化铝8-10份,三聚氰酸三烯丙酯8-10份,氯化聚乙烯12-15份,三 元乙丙橡胶16-20份,氢化丁腈橡胶16-20份。2. 根据权利要求1所述的绝缘材料,其特征在于,优选地,三氧化二锑,氢氧化镁,氢氧 化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭土以及氮化铝的粒径均控制在100目;玻璃纤维的直径为 10_20um,长度为 30_50um。3. 根据权利要求1-2所述的绝缘材料,其特征在于,所述绝缘材料的制备方法包括如 下步骤: 步骤1)制备物料1 :将硼砂、坡缕石以及鸡蛋壳依次添加到破碎机中进行破碎,然后进 行研磨,获得粒径为100目的粉末,即为物料1 ; 步骤2)制备物料2 :将玻璃纤维、硬脂酸以及氮化铝投入到搅拌反应器中,200转/min 搅拌lOmin,然后加热到70°C,保温3min,最后降至30°C,得到物料2 ; 步骤3)制备物料3 :将磷酸三苯酯、三聚氰酸三烯丙酯、氯化聚乙烯、三元乙丙橡胶以 及氢化丁腈橡胶,混合均匀,加入密炼机,在温度为90°C下混炼5分钟,得到物料3 ; 步骤4)制备绝缘材料:将三氧化二铺,氢氧化镁,氢氧化铝,硼酸锌,感温变色粉,高岭 土,物料1,物料2以及物料3依次投入到离心机中,1200转/min离心搅拌3分钟,混合均 匀后,进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态,待混料完全熔融后挤出到注塑机中,注塑成型即 得。
【专利摘要】本发明属于电力材料领域,公开了一种用于电缆的温度记忆变色绝缘材料,其由如下重量份的原料制备而成:三氧化二锑1-2份,氢氧化镁1-2份,氢氧化铝2-3份,硼砂2-3份,磷酸三苯酯2-3份,硼酸锌2-3份,玻璃纤维2-3份,感温变色粉3-4份,坡缕石3-4份,硬脂酸4-6份,鸡蛋壳5-7份,高岭土5-7份,氮化铝8-10份,三聚氰酸三烯丙酯8-10份,氯化聚乙烯12-15份,三元乙丙橡胶16-20份,氢化丁腈橡胶16-20份。本发明绝缘材料针对不同的温度提示不同颜色,对高温起到一定的预警功能。
【IPC分类】C08L23/28, C08K7/14, C08K3/22, C08K13/06, C08L23/16, C08K5/3492, C08L15/00, H01B3/28, C08K3/38, C08K3/28
【公开号】CN105504420
【申请号】CN201510510453
【发明人】李文峰, 隋树法, 刘斐, 苏永义, 张庆伟, 相鑫
【申请人】国网山东省电力公司临沂供电公司, 国家电网公司, 国网山东费县供电公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年8月19日

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