一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及电缆制备技术领域，尤其涉及一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料及其制备方法。

背景技术：

2.随着经济的发展，各个行业的发展越来越精细化，电缆行业为适应不同的行业要求，开发出多种不同的电缆，以适应不同行业的要求。电缆在生产时，一般是要求绝缘护套包覆在绝缘线芯外，且与绝缘线芯紧密结合，但在实际生产过程中，发现绝缘线芯在与绝缘护套包覆时，容易产生粘连现象，粘连现象不但严重影响电缆的柔软性，影响电缆的后续加工和敷设安装，而且在电缆弯曲时甚至会导致绝缘层撕裂，降低电缆使用寿命。
3.目前，在电缆生产时，为防止粘连现象产生，第一种操作为在包覆的过程中，将硅油或滑石粉喷洒在绝缘线芯的外表面或绝缘护套上，这样的操作，虽然能够避免粘连现象的产生，但容易造成硅油和滑石粉的浪费，以及污染生产车间。第二种操作为在包覆前，将pet薄膜缠绕在绝缘线芯上，再进行绝缘线芯与绝缘护套的包覆，这样虽然也能够避免粘连现象，但增加了生产步骤，提高了企业成本。第三种操作为在包覆过程中，将隔离剂喷洒在绝缘线芯的外表面，但在实际操作过程中发现，电缆生产的前50m左右还是会产生部分粘连现象，虽然一定程度上减少了电缆的损耗，但粘连现象没有完全解决。
4.申请号为cn202210375923.x的专利公开了一种绝缘隔离护套不粘材料及其制备方法，原料包括聚四氟乙烯、改性三元乙丙橡胶、改性填充剂、分散剂、增塑剂、润滑剂和硅烷偶联剂。该技术方案虽然通过对绝缘护套进行改进，使电缆生产时，绝缘护套不会与绝缘线芯产生粘连现象，同时，使绝缘护套具有良好的耐热性、导热性和机械性能，使电缆在使用时，不会由于外界的挤压以及线芯发热，导致绝缘护套与绝缘线芯产生粘连现象。但是上述方案经过申请人再进一步研究发现，如果将上述的这种绝缘隔离护套不粘材料运用于比如对电缆绝缘隔离护套的抗拉性能要求较高的港机电缆上时，其还存在抗拉性能达不到要求的问题。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料及其制备方法，其不仅使得电缆绝缘隔离护套具有较好的不粘性能，且还就有更好的抗拉伸性能，满足比如港机电缆需要的抗拉伸性能。
6.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
7.一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，包括以下质量份数的原材料：60-80份聚四氟乙烯、8-10份三元乙丙橡胶、1-2份分散剂、1-2份增塑剂、0.5-1.5份润滑剂、0.3-0.5份抗氧剂、1-2份硅烷偶联剂、0.2-0.6份改性环糊精和0.2-0.4份3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为二甲醚改性的β-环糊精。
8.进一步，所述电缆绝缘隔离护套的原材料中，所述聚四氟乙烯为70份、三元乙丙橡
40min，搅拌均匀后，在150-170℃的温度条件下，再搅拌10-20min，搅拌均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌10-20min；
26.c4、搅拌均匀后，转入螺杆挤出机中，设置主机温度163-175℃，模具温度170-190℃，挤出、造粒、冷却、定型，得到具有抗拉不粘性能的绝缘隔离护套材料。
27.本发明先制备改性环糊精，改性环糊精上具有若干个分子环，而聚四氟乙烯作为直链分子，其直链分子可以穿过改性环糊精的分子环的空腔，并且改性环糊精的分子两端结合大分子的3-硝基苯磺酸钠，可以防止聚四氟乙烯直链分子的滑出，如此，可以使得绝缘隔离护套在拉伸时，聚四氟乙烯分子不易断裂，从而提升整个绝缘隔离护套的拉伸强度。
28.另外，本发明将三元乙丙橡胶与改性填充剂制备成三元乙丙橡胶母粒，使三元乙丙橡胶充分吸收填充剂，再将三元乙丙橡胶与聚四氟乙烯混炼挤出，利用三元乙丙橡胶增强聚四氟乙烯的表面不粘性，同时，利用三元乙丙橡胶在硫化时，由于吸收过多填充剂，在常规的硫化条件时，容易喷霜的情况，使部分填充剂出现在绝缘护套的表面，进一步避免电缆在生产过程中，绝缘线芯与绝缘护套发现粘连现象；且由于三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯和改性填料的相互配合，使制备出的绝缘隔离护套不仅具备不粘性，且能够增强其绝缘性能、耐热性能、导热性能和机械性能，从而减少电缆在使用过程中，由于外界的挤压以及线芯发热，导致绝缘护套与绝缘线芯产生粘连现象。
29.本发明的有益效果：
30.1、本发明的改性环糊精上具有若干个分子环，而聚四氟乙烯作为直链分子，其直链分子可以穿过改性环糊精的分子环的空腔，并且改性环糊精的分子两端结合大分子的3-硝基苯磺酸钠，可以防止聚四氟乙烯直链分子的滑出，如此，可以使得绝缘隔离护套在拉伸时，聚四氟乙烯分子不易断裂，从而提升整个绝缘隔离护套的拉伸强度。
31.2、本发明通过三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯和改性填料的相互配合，使制备出的绝缘隔离护套不仅具备不粘性，且能够增强其绝缘性能、耐热性能、导热性能和机械性能，从而减少电缆在使用过程中，由于外界的挤压以及线芯发热，导致绝缘护套与绝缘线芯产生粘连现象。
具体实施方式
32.以下将结合实施例对本发明进行详细说明：
33.实施例1、
34.本实施例为改性环糊精的制备，包括以下步骤：
35.a1、取2kg的β-环糊精溶解于20l的氢氧化钾溶液中，搅拌完全溶解后，以0.3l/min的速度缓慢加入1kg的硫酸二甲酯，然后在10℃的温度下搅拌3h，得到第一反应液，其中氢氧化钾溶液的浓度为2mol/l，所述硫酸二甲酯的质量为β-环糊精质量的20％；
36.a2、然后在第一反应液中加入0.5kg的二甲醚，再在10℃的温度下搅拌3h，得到第二反应液；
37.a3、向第二反应液中加入浓氨水，再在10℃的温度下搅拌3h，得到本实施例的改性环糊精。
38.实施例2、
39.本实施例为改性环糊精的制备，包括以下步骤：
40.a1、取2.5kg的β-环糊精溶解于25l的氢氧化钾溶液中，搅拌完全溶解后，以0.4l/min的速度缓慢加入2kg的硫酸二甲酯，然后在150℃的温度下搅拌4.5h，得到第一反应液，其中氢氧化钾溶液的浓度为2.5mol/l，所述硫酸二甲酯的质量为β-环糊精质量的25％；
41.a2、然后在第一反应液中加入0.75kg的二甲醚，再在15℃的温度下搅拌4.5h，得到第二反应液；
42.a3、向第二反应液中加入浓氨水，再在15℃的温度下搅拌4.5h，得到本实施例的改性环糊精。
43.实施例3、
44.本实施例为改性环糊精的制备，包括以下步骤：
45.a1、取3kg的β-环糊精溶解于30l的氢氧化钾溶液中，搅拌完全溶解后，以0.5l/min的速度缓慢加入3kg的硫酸二甲酯，然后在20℃的温度下搅拌6h，得到第一反应液，其中氢氧化钾溶液的浓度为3mol/l，所述硫酸二甲酯的质量为β-环糊精质量的30％；
46.a2、然后在第一反应液中加入1kg的二甲醚，再在20℃的温度下搅拌6h，得到第二反应液；
47.a3、向第二反应液中加入浓氨水，再在20℃的温度下搅拌6h，得到本实施例的改性环糊精。
48.实施例4、
49.本实施例为改性填充剂的制备
50.，包括以下步骤：
51.b1、将蒙脱土置于与蒙脱土质量2倍的丙酮溶液中，搅拌均匀，加入蒙脱土质量0.6倍的鲸蜡硬脂基葡糖苷，继续搅拌1h，搅拌完成后，过滤、洗涤、干燥，得到改性蒙脱土；
52.b2、将滑石粉置于水溶液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂，于40℃的条件下继续搅拌10min，搅拌完成后，加入氮化硼，继续搅拌40min，搅拌完成后加入改性蒙脱土，搅拌1h，搅拌完成后，超声波分散20min，超声波分散后，过滤、洗涤、干燥，得到改性填充剂。
53.本实施例中改性填充剂制备中使用的原料：滑石粉为5kg、氮化硼为5kg、蒙脱土为20kg、硅烷偶联剂为1kg；本实施例的滑石粉的粒径为1500目，氮化硼的为立方氮化硼，立方氮化硼的粒径为2000目。
54.实施例5、
55.本实施例为改性填充剂的制备，包括以下步骤：
56.b1、将蒙脱土置于与蒙脱土质量2.5倍的丙酮溶液中，搅拌均匀，加入蒙脱土质量0.7倍的鲸蜡硬脂基葡糖苷，继续搅拌2h，搅拌完成后，过滤、洗涤、干燥，得到改性蒙脱土；
57.b2、将滑石粉置于水溶液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂，于50℃的条件下继续搅拌20min，搅拌完成后，加入氮化硼，继续搅拌80min，搅拌完成后加入改性蒙脱土，搅拌2h，搅拌完成后，超声波分散30min，超声波分散后，过滤、洗涤、干燥，得到改性填充剂。
58.本实施例中改性填充剂制备中使用的原料：滑石粉为7.5kg、氮化硼为12.5kg、蒙脱土为35kg、硅烷偶联剂为4kg；本实施例的滑石粉的粒径为1800目，氮化硼的为立方氮化硼，立方氮化硼的粒径为2300目。
59.实施例6、
60.本实施例为改性填充剂的制备，包括以下步骤：
61.b1、将蒙脱土置于与蒙脱土质量3倍的丙酮溶液中，搅拌均匀，加入蒙脱土质量0.8倍的鲸蜡硬脂基葡糖苷，继续搅拌3h，搅拌完成后，过滤、洗涤、干燥，得到改性蒙脱土；
62.b2、将滑石粉置于水溶液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂，于60℃的条件下继续搅拌30min，搅拌完成后，加入氮化硼，继续搅拌120min，搅拌完成后加入改性蒙脱土，搅拌3h，搅拌完成后，超声波分散40min，超声波分散后，过滤、洗涤、干燥，得到改性填充剂。
63.本实施例中改性填充剂制备中使用的原料：滑石粉为10kg、氮化硼为20kg、蒙脱土为50kg、硅烷偶联剂为5kg；本实施例的滑石粉的粒径为2000目，氮化硼的为立方氮化硼，立方氮化硼的粒径为2500目。
64.实施例7、
65.本实施例为绝缘隔离护套不粘材料的制备，本实施例的原材料为60kg的聚四氟乙烯、8kg的三元乙丙橡胶、1kg的分散剂、1kg的增塑剂、0.5kg的润滑剂、0.3kg的抗氧剂、1kg的硅烷偶联剂、0.2kg的改性环糊精、6kg的改性填充剂、0.2kg的3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为实施例1制备的β-环糊精，改性填充剂为实施例4制备的改性填充剂。
66.所述分散剂为硬脂酸胺和高级醇的混合物，混合质量比例为1:1；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯；所述润滑剂为硬脂酸；所述抗氧剂为碳基-4，4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物。
67.包括以下步骤：
68.c1、将四氟乙烯和三元乙丙橡胶加热熔解，然后加入改性环糊精，搅拌均匀后，再加入3-硝基苯磺酸钠，在熔融状态下搅拌1h，得到第一熔融液；
69.c2、将第一熔融液加入到混料机中，于100℃的搅拌条件下先加入分散剂和改性填充剂，再搅拌1h后加入抗氧剂和硅烷偶联剂，再在熔融状态下搅拌20min，得到第二熔融液；
70.c3、搅拌均匀后，将第二熔融液置于高速混料机中，于110℃的条件下搅拌20min，搅拌均匀后，在150℃的温度条件下，再搅拌10min，搅拌均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌10min；
71.c4、搅拌均匀后，转入螺杆挤出机中，设置主机温度163℃，模具温度170℃，挤出、造粒、冷却、定型，得到具有抗拉不粘性能的绝缘隔离护套材料。
72.实施例8、
73.本实施例为绝缘隔离护套不粘材料的制备，本实施例的原材料为70kg的聚四氟乙烯、9kg的三元乙丙橡胶、1.5kg的分散剂、1.5kg的增塑剂、1.0kg的润滑剂、0.4kg的抗氧剂、1.5kg的硅烷偶联剂、0.4kg的改性环糊精、8kg的改性填充剂、0.3kg的3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为实施例2制备的β-环糊精，改性填充剂为实施例5制备的改性填充剂。
74.所述分散剂为硬脂酸胺和高级醇的混合物，混合质量比例为1:2；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和烷基磺酸酯的混合物，质量比为1:1:1:1；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的混合物，量比为1:1:1:1；所述抗氧剂为碳基-4，4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物。
75.包括以下步骤：
76.c1、将四氟乙烯和三元乙丙橡胶加热熔解，然后加入改性环糊精，搅拌均匀后，再加入3-硝基苯磺酸钠，在熔融状态下搅拌1.5h，得到第一熔融液；
77.c2、将第一熔融液加入到混料机中，于110℃的搅拌条件下先加入分散剂和改性填
充剂，再搅拌1.5h后加入抗氧剂和硅烷偶联剂，再在熔融状态下搅拌25min，得到第二熔融液；
78.c3、搅拌均匀后，将第二熔融液置于高速混料机中，于118℃的条件下搅拌30min，搅拌均匀后，在160℃的温度条件下，再搅拌15min，搅拌均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌15min；
79.c4、搅拌均匀后，转入螺杆挤出机中，设置主机温度170℃，模具温度180℃，挤出、造粒、冷却、定型，得到具有抗拉不粘性能的绝缘隔离护套材料。
80.实施例9、
81.本实施例为绝缘隔离护套不粘材料的制备，本实施例的原材料为80kg的聚四氟乙烯、10kg的三元乙丙橡胶、2kg的分散剂、2kg的增塑剂、1.5kg的润滑剂、0.5kg的抗氧剂、2kg的硅烷偶联剂、0.6kg的改性环糊精、10kg的改性填充剂、0.4kg的3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为实施例3制备的β-环糊精，改性填充剂为实施例6制备的改性填充剂。
82.所述分散剂为硬脂酸胺和高级醇的混合物，质量比为2:1；所述增塑剂为脂肪酸酯、烷基磺酸酯的组合，质量比为1:1。
83.所述润滑剂为硬油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的组合，质量比为1:1；所述抗氧剂为碳基-4，4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物。
84.包括以下步骤：
85.c1、将四氟乙烯和三元乙丙橡胶加热熔解，然后加入改性环糊精，搅拌均匀后，再加入3-硝基苯磺酸钠，在熔融状态下搅拌2h，得到第一熔融液；
86.c2、将第一熔融液加入到混料机中，于120℃的搅拌条件下先加入分散剂和改性填充剂，再搅拌2h后加入抗氧剂和硅烷偶联剂，再在熔融状态下搅拌30min，得到第二熔融液；
87.c3、搅拌均匀后，将第二熔融液置于高速混料机中，于125℃的条件下搅拌40min，搅拌均匀后，在170℃的温度条件下，再搅拌120min，搅拌均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌20min；
88.c4、搅拌均匀后，转入螺杆挤出机中，设置主机温度175℃，模具温度190℃，挤出、造粒、冷却、定型，得到具有抗拉不粘性能的绝缘隔离护套材料。
89.对比实施例、
90.对比实施例为申请号为cn202210375923.x的专利的方案中，实施例2制备得到的绝缘隔离护套不粘材料。
91.下面是对实施例7-实施例9，以及对比实施例制备出的绝缘隔离护套不粘材料进行粘性、绝缘性能、耐热性、导热性、拉伸强度进行测试，测试结果如下表所示：
92.93.通过上述表中的数据可知，实施例7-9和对比实施例中制备出的绝缘隔离护套不粘材料均具有良好的剥离力，且其剥离强度均相差不大；并且在耐电压击穿强度、耐热性能和导热性等常规性能上均相差不大。
94.但从实施例7-9与对比实施例的抗拉强度指标上进行对比，可以明显的发现，本发明制备方法中的实施例7-实施例9制备的绝缘隔离护套不粘材料的抗拉强度明显高于对比实施例电缆绝缘隔离护套不粘材料的性能，适合用于制备比如港机等对电缆的绝缘隔离护套不粘材料具有更高要求的电缆制作。
95.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

1.一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于，包括以下质量份数的原材料：60-80份聚四氟乙烯、8-10份三元乙丙橡胶、1-2份分散剂、1-2份增塑剂、0.5-1.5份润滑剂、0.3-0.5份抗氧剂、1-2份硅烷偶联剂、0.2-0.6份改性环糊精和0.2-0.4份3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为二甲醚改性的β-环糊精。2.根据权利要求1所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述电缆绝缘隔离护套的原材料中，所述聚四氟乙烯为70份、三元乙丙橡胶为9份、分散剂为1.5份、增塑剂为1.5份、润滑剂为1.0份、抗氧剂为0.4份、硅烷偶联剂为1.5份、改性环糊精为0.4份、3-硝基苯磺酸钠为0.3份。3.根据权利要求2所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸胺和高级醇的混合物；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和烷基磺酸酯中的一种或者多种的组合。4.根据权利要求3所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或者多种的组合；所述抗氧剂为碳基-4，4-二异叉-脂肪醇-磷酸酯螯合化合聚合物。5.根据权利要求4所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述电缆绝缘隔离护套的原材料还包括6-10份的改性填充剂，所述改性填充剂包括以下重量份原料：5-10份滑石粉、5-20份氮化硼、20-50份蒙脱土和1-5份硅烷偶联剂；所述滑石粉的粒径为1500-2000目，所述氮化硼的为立方氮化硼，所述立方氮化硼的粒径为2000-2500目。6.根据权利要求5所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述改性环糊精的制备方法，包括以下步骤：a1、按质量份数，取20-30份的β-环糊精溶解于氢氧化钾溶液中，搅拌完全溶解后，缓慢加入1-3份的硫酸二甲酯，然后在10-20℃的温度下搅拌3-6h，得到第一反应液；a2、然后在第一反应液中加入5-10份的二甲醚，再在10-20℃的温度下搅拌3-6h，得到第二反应液；a3、向第二反应液中加入浓氨水，再在10-20℃的温度下搅拌3-6h，得到改性环糊精。7.根据权利要求6所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述步骤a1中氢氧化钾溶液的浓度为2-3mol/l，所述硫酸二甲酯的质量为β-环糊精质量的20-30％。8.根据权利要求7所述的一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料，其特征在于：所述改性填充剂的制备方法，包括以下步骤：b1、将蒙脱土置于丙酮溶液中，搅拌均匀，加入鲸蜡硬脂基葡糖苷，继续搅拌1-3h，搅拌完成后，过滤、洗涤、干燥，得到改性蒙脱土；b2、将滑石粉置于水溶液中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂，于40-60℃的条件下继续搅拌10-30min，搅拌完成后，加入氮化硼，继续搅拌40-120min，搅拌完成后加入改性蒙脱土，搅拌1-3h，搅拌完成后，超声波分散20-40min，超声波分散后，过滤、洗涤、干燥，得到改性填充剂。9.一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料的制备方法，其特征在于：使用权利要求1所述的原材料，包括以下步骤：c1、将四氟乙烯和三元乙丙橡胶加热熔解，然后加入改性环糊精，搅拌均匀后，再加入3-硝基苯磺酸钠，在熔融状态下搅拌1-2h，得到第一熔融液；
c2、将第一熔融液加入到混料机中，于100-120℃的搅拌条件下先加入分散剂和改性填充剂，再搅拌1-2h后加入抗氧剂和硅烷偶联剂，再在熔融状态下搅拌20-30min，得到第二熔融液；c3、搅拌均匀后，将第二熔融液置于高速混料机中，于110-125℃的条件下搅拌20-40min，搅拌均匀后，在150-170℃的温度条件下，再搅拌10-20min，搅拌均匀后加入增塑剂和润滑剂，继续搅拌10-20min；c4、搅拌均匀后，转入螺杆挤出机中，设置主机温度163-175℃，模具温度170-190℃，挤出、造粒、冷却、定型，得到抗拉绝缘隔离护套不粘材料。

技术总结

本发明涉及电缆制备技术领域，公开了一种抗拉电缆绝缘隔离护套不粘材料及其制备方法，包括以下质量份数的原材料：60-80份聚四氟乙烯、8-10份三元乙丙橡胶、1-2份分散剂、1-2份增塑剂、0.5-1.5份润滑剂、0.3-0.5份抗氧剂、1-2份硅烷偶联剂、0.2-0.6份改性环糊精和0.2-0.4份3-硝基苯磺酸钠，所述改性环糊精为二甲醚改性的β-环糊精。本发明不仅使得电缆绝缘隔离护套具有较好的不粘性能，且还就有更好的抗拉伸性能，满足比如港机电缆需要的抗拉伸性能。满足比如港机电缆需要的抗拉伸性能。