一种高柔耐曲绕的机器人电缆的制作方法

1.本发明涉及机器人电缆领域，具体涉及一种高柔耐曲绕的机器人电缆。

背景技术：

2.随着自动化技术不断地发展进步，在工业化生产过程中，越来越多的工作通过机器人来取代人工。对于机器人而言，其动作需要依靠电力、控制信号来保障，电力信号通过相应的电力电缆来实现，信号传输通过相应的信号电缆来实现，机器人电缆对于机器人而言尤为重要。机器人电缆之于机器人就像是中枢系统之于人类，任何一环出现问题，整个系统就无法正常运作。由于使用环境通常较为苛刻，机器人电缆必须具备一系列特殊性能，如机械性能、耐酸碱、耐弯曲、抗扭、漂浮等。
3.现有的机器人电缆材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料、氯化聚醚和聚酰胺等，这类高分子材料具有轻质、耐化学腐蚀、易加工成型、电绝缘性能优异、力学及抗疲劳性能优良等特点。其中，聚氯乙烯(pvc)材质的电缆是我们日常生活中最常见的一种，它具有质轻、不易燃、耐腐蚀、绝缘性好等优点，但是其耐高低温性不好，柔韧性也表现较差。而机器人电缆需要电缆材料具有足够耐用性和柔韧性，才可以承受多次弯曲循环和扭转或扭曲应力，此外还有许多使用机器人电缆的应用都有各种额外的要求，例如极端温度范围、耐油性和耐化学性。因此，需要对现有的机器人电缆进行改进，以满足其在较为恶劣环境下的应用。

技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种柔性耐火的机器人电缆。
5.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
6.一种柔性耐火的机器人电缆，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：
7.60-100份聚氯乙烯树脂、12-18份热塑性高分子材料、6-12份低密度聚乙烯、22-35份填料、5-10份改性剂、7-11份阻燃剂、26-40份增塑剂、0.5-1份抗氧剂和0.6-1.2份光稳定剂；
8.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.2-5.8:0.4-0.8；改性剂为聚合改性六硼化钇。
9.优选地，所述聚氯乙烯树脂的型号为pvc-sg4，粘度为119-126ml/g，k值为69-70，平均聚合度为1136-1250。
10.优选地，所述热塑性高分子材料为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)，选用的是台湾奇美的abs pa-727树脂。
11.优选地，所述低密度聚乙烯选用的是陶氏低密度聚乙烯ldpe-740e。
12.优选地，所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙；轻质碳酸钙的粒径为1-3μm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3，重质碳酸钙的粒径为5-10μm，堆积密度为0.8-1.3g/cm3，轻质碳
酸钙和重质碳酸钙的质量比例是5-8:1-2。
13.优选地，所述碳纤维选用的是碳纤维短切丝，直径为7μm，长度是5-8mm。
14.优选地，所述聚合改性六硼化钇的制备过程包括：
15.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
16.使用4-羟基苯乙烯、甲基丙烯酰氯在溶液中混合，加入缚酸剂，在一定条件下反应，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
17.(2)制备双键活化六硼化钇：
18.使用乙烯基硅烷偶联剂在溶液状态下处理六硼化钇粉末，得到双键活化六硼化钇；
19.(3)制备聚合改性六硼化钇：
20.将双键活化六硼化钇与苯烯烃基甲基丙烯酸酯在有机溶剂内混合，加入引发剂，升温反应，得到聚合改性六硼化钇。
21.优选地，所述阻燃剂为氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的混合物，其中，氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的质量比例是2-4:1-2:3-5。
22.优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
23.优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括chemnox 1076、chemnox 626、chemnox 168、chemnox 1010中的至少一种。
24.优选地，所述光稳定剂包括紫外线吸收剂uv-326、紫外线吸收剂uv-327、紫外线吸收剂uv-1130中的至少一种。
25.优选地，所述聚合改性六硼化钇的制备过程具体包括：
26.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
27.s1.称取4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环混合，4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环的质量比例是3.08:100，充分溶解后，配置成4-羟基苯乙烯溶液；称取甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环混合，甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环的质量比例是3.75:100，充分溶解后，配置成甲基丙烯酰氯溶液；
28.s2.将4-羟基苯乙烯溶液倒入反应容器内，再加入缚酸剂，在0-5℃的条件下搅拌至少半小时后，逐滴地加入甲基丙烯酰氯溶液，在半小时内加完之后，逐渐升温至20-25℃，继续搅拌20-30h，加入去离子水结束反应，将得到的混合反应液依次经过洗涤、萃取、干燥和柱层析后，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
29.其中，缚酸剂为三乙胺，加入量是4-羟基苯乙烯溶液质量的6％-8％；萃取是使用乙酸乙酯进行萃取两次，取有机相；干燥是除去去离子水；柱层析采用乙酸乙酯与石油醚按照质量比1:6混合得到。
30.(2)制备双键活化六硼化钇：
31.将六硼化钇粉末(yb6，20-40μm，购买自中诺新材，纯度＞99.9％)混合在去离子水内，同时加入乙烯基硅烷偶联剂，在室温条件下超声4-8h，然后分离出纳米粉末，干燥后，即形成双键活化六硼化钇；
32.其中，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂a-172，六硼化钇粉末、乙烯基硅烷偶联剂与去离子水的质量比例是1:0.1-0.3:10。
33.(3)制备聚合改性六硼化钇：
34.将双键活化六硼化钇混合在dmf内，双键活化六硼化钇与dmf的质量比例是1:30-50，充分分散以形成均匀地混合液，即双键活化六硼化钇混合液；将苯烯烃基甲基丙烯酸酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至60-70℃，搅拌反应8-12h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合改性六硼化钇；
35.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的3％-5％；苯烯烃基甲基丙烯酸酯、双键活化六硼化钇混合液与dmf的质量比例是1:6-10:20-40。
36.优选地，所述改性聚氯乙烯材料的制备过程为：
37.第1步，分别称取聚氯乙烯树脂、热塑性高分子材料、低密度聚乙烯与改性剂混合在密炼机内，升温并混合均匀，得到第一混合料；
38.第2步，分别称取填料、阻燃剂、增塑剂、抗氧剂和光稳定剂，依次加入至第一混合料内，再次混合均匀，得到第二混合料；
39.第3步，将第二混合料置于双螺杆挤出机内，经过挤出、造粒，得到改性聚氯乙烯材料。
40.优选地，所述第1步中，温度为125-135℃，混合速度是500-600r/min，混合时间是10-20min。
41.优选地，所述第2步中，温度为125-135℃，混合速度是1000-1200r/min，混合时间是10-20min。
42.第2步中，双螺杆挤出机包括四段区间和机头，依次为：第一区间温度是155-165℃，第二区间温度是165-175℃，第三区间温度是175-180℃，第四区间温度是185-190℃，机头温度是185-190℃，螺杆转速为45-50r/min。
43.本发明的有益效果为：
44.1、本发明设计了一种新型的机器人电缆线的材料，是在现有的pvc电缆材料的基础上进行改进后得到的，不仅保持了pvc材料质轻、不易燃、耐腐蚀、绝缘性好等优点，还增强了pvc材料的可加工性、柔韧性、耐高低温性、耐冲击性和耐老化性能。
45.2、在本发明中，以聚氯乙烯树脂作为主要原料，在此基础上加入了abs热塑性高分子材料和低密度聚乙烯ldpe，该两种材料与pvc结合，能够改善pvc的可加工性，同时一定程度上提升了pvc材料的热稳定性和耐冲击性。
46.3、在本发明中，填料选择了碳酸钙和碳纤维的复合物，碳酸钙中包括了轻质碳酸钙和重质碳酸钙，两者配合能够起到更好的填充作用，对pvc材料能够起到更好的增容和增量作用，而碳纤维作为一种增强填充剂使用，用于一定程度上加强pvc材料的力学性能。
47.4、为了能够进一步增强电缆材料的可使用性，在本发明中，除去添加剂外还加入了改性剂，改性剂为聚合改性六硼化钇，这是本发明经过自制得到的改性剂。改性剂的制备过程为：选择了同时含有羟基和双键的4-羟基苯乙烯，与甲基丙烯酰氯进行结合反应，在该反应过程中，甲基丙烯酰氯中的酰氯能够与4-羟基苯乙烯中的羟基反应生成丙烯酰氧基，进而生成苯环一端为双键，一端为丙烯酰氧基的苯烯烃基甲基丙烯酸酯；然后使用双键活化后的六硼化钇与苯烯烃基甲基丙烯酸酯创造聚合反应条件，使苯烯烃基甲基丙烯酸酯聚
合在六硼化钇的表面，形成聚合改性六硼化钇。
48.5、在本发明改性剂的制备过程中得到的苯烯烃基甲基丙烯酸酯，区别于常规的直接将苯乙烯与丙烯酸组成的混合物，其作为一种单体同时具备两种化合物的优点，这些特性有助于其在后续参与反应聚合时稳定性更强，从而具有更加良好的交联性以及形成更强的耐老化界面。
49.6、在本发明中后续的性能检测中，针对常规的直接将苯乙烯与丙烯酸组成的混合物，然后与无机材料混合聚合的产物，与本发明中使用制备得到的聚合改性六硼化钇进行了对比发现，以聚合改性六硼化钇作为改性剂，对于聚氯乙烯材料的增强效果更大，比如在力学表现以及柔韧性和耐老化性等方面明显具有更大的优势。
具体实施方式
50.为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
51.下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
52.实施例1
53.一种柔性耐火的机器人电缆，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：
54.80份聚氯乙烯树脂、15份热塑性高分子材料、9份低密度聚乙烯、28份填料、8份改性剂、9份阻燃剂、32份增塑剂、0.8份抗氧剂和0.8份光稳定剂；
55.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.6:0.6；改性剂为聚合改性六硼化钇。
56.所述热塑性高分子材料为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)，选用的是台湾奇美的abs pa-727树脂。
57.所述低密度聚乙烯选用的是陶氏低密度聚乙烯ldpe-740e。
58.所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙；轻质碳酸钙的粒径为1-3μm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3，重质碳酸钙的粒径为5-10μm，堆积密度为0.8-1.3g/cm3，轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比例是6:1。
59.所述碳纤维选用的是碳纤维短切丝，直径为7μm，长度是5-8mm。
60.所述阻燃剂为氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的混合物，其中，氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的质量比例是3:1:4。
61.所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述抗氧剂为chemnox 1076。所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-32。
62.所述聚合改性六硼化钇的制备过程包括：
63.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
64.s1.称取4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环混合，4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环的质量比例是3.08:100，充分溶解后，配置成4-羟基苯乙烯溶液；称取甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环混合，甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环的质量比例是3.75:100，充分溶解后，配置成甲基丙烯酰氯溶液；
65.s2.将4-羟基苯乙烯溶液倒入反应容器内，再加入缚酸剂，在0-5℃的条件下搅拌至少半小时后，逐滴地加入甲基丙烯酰氯溶液，在半小时内加完之后，逐渐升温至25℃，继续搅拌20h，加入去离子水结束反应，将得到的混合反应液依次经过洗涤、萃取、干燥和柱层析后，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
66.其中，缚酸剂为三乙胺，加入量是4-羟基苯乙烯溶液质量的7％；萃取是使用乙酸乙酯进行萃取两次，取有机相；干燥是除去去离子水；柱层析采用乙酸乙酯与石油醚按照质量比1:6混合得到。
67.(2)制备双键活化六硼化钇：
68.将六硼化钇粉末(yb6，20-40μm，购买自中诺新材，纯度＞99.9％)混合在去离子水内，同时加入乙烯基硅烷偶联剂，在室温条件下超声6h，然后分离出纳米粉末，干燥后，即形成双键活化六硼化钇；
69.其中，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂a-172，六硼化钇粉末、乙烯基硅烷偶联剂与去离子水的质量比例是1:0.2:10。
70.(3)制备聚合改性六硼化钇：
71.将双键活化六硼化钇混合在dmf内，双键活化六硼化钇与dmf的质量比例是1:40，充分分散以形成均匀地混合液，即双键活化六硼化钇混合液；将苯烯烃基甲基丙烯酸酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至60℃，搅拌反应10h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合改性六硼化钇；
72.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的4％；苯烯烃基甲基丙烯酸酯、双键活化六硼化钇混合液与dmf的质量比例是1:8:30。
73.所述改性聚氯乙烯材料的制备过程为：
74.第1步，分别称取聚氯乙烯树脂、热塑性高分子材料、低密度聚乙烯与改性剂混合在密炼机内，升温并混合均匀，得到第一混合料；其中，温度为130℃，混合速度是500r/min，混合时间是15min。
75.第2步，分别称取填料、阻燃剂、增塑剂、抗氧剂和光稳定剂，依次加入至第一混合料内，再次混合均匀，得到第二混合料；其中，温度为130℃，混合速度是1000r/min，混合时间是15min。
76.第3步，将第二混合料置于双螺杆挤出机内，经过挤出、造粒，得到改性聚氯乙烯材料；其中，双螺杆挤出机包括四段区间和机头，依次为：第一区间温度是160℃，第二区间温度是170℃，第三区间温度是175℃，第四区间温度是190℃，机头温度是190℃，螺杆转速为50r/min。
77.实施例2
78.一种柔性耐火的机器人电缆，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：
79.60份聚氯乙烯树脂、12份热塑性高分子材料、6份低密度聚乙烯、22份填料、5份改性剂、7份阻燃剂、26份增塑剂、0.5份抗氧剂和0.6份光稳定剂；
80.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.2:0.4；改性剂为聚合改性六硼化钇。
81.所述热塑性高分子材料为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)，选用的是台湾奇美的abs pa-727树脂。所述低密度聚乙烯选用的是陶氏低密度聚乙烯ldpe-740e。
82.所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙；轻质碳酸钙的粒径为1-3μm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3，重质碳酸钙的粒径为5-10μm，堆积密度为0.8-1.3g/cm3，轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比例是5:1。
83.所述碳纤维选用的是碳纤维短切丝，直径为7μm，长度是5-8mm。
84.所述阻燃剂为氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的混合物，其中，氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的质量比例是2:1:3。
85.所述增塑剂为邻苯二甲酸二戊酯。所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂chemnox 626。所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-327。
86.所述聚合改性六硼化钇的制备过程包括：
87.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
88.s1.称取4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环混合，4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环的质量比例是3.08:100，充分溶解后，配置成4-羟基苯乙烯溶液；称取甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环混合，甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环的质量比例是3.75:100，充分溶解后，配置成甲基丙烯酰氯溶液；
89.s2.将4-羟基苯乙烯溶液倒入反应容器内，再加入缚酸剂，在0-5℃的条件下搅拌至少半小时后，逐滴地加入甲基丙烯酰氯溶液，在半小时内加完之后，逐渐升温至20℃，继续搅拌20h，加入去离子水结束反应，将得到的混合反应液依次经过洗涤、萃取、干燥和柱层析后，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
90.其中，缚酸剂为三乙胺，加入量是4-羟基苯乙烯溶液质量的6％；萃取是使用乙酸乙酯进行萃取两次，取有机相；干燥是除去去离子水；柱层析采用乙酸乙酯与石油醚按照质量比1:6混合得到。
91.(2)制备双键活化六硼化钇：
92.将六硼化钇粉末(yb6，20-40μm，购买自中诺新材，纯度＞99.9％)混合在去离子水内，同时加入乙烯基硅烷偶联剂，在室温条件下超声4h，然后分离出纳米粉末，干燥后，即形成双键活化六硼化钇；
93.其中，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂a-172，六硼化钇粉末、乙烯基硅烷偶联剂与去离子水的质量比例是1:0.1:10。
94.(3)制备聚合改性六硼化钇：
95.将双键活化六硼化钇混合在dmf内，双键活化六硼化钇与dmf的质量比例是1:30，充分分散以形成均匀地混合液，即双键活化六硼化钇混合液；将苯烯烃基甲基丙烯酸酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至60℃，搅拌反应8h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合改性六硼化钇；
96.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的3％；苯烯烃基甲基丙烯酸酯、双键活化六硼化钇混合液与dmf的质量比例是1:6:20。
97.所述改性聚氯乙烯材料的制备过程为：
98.第1步，分别称取聚氯乙烯树脂、热塑性高分子材料、低密度聚乙烯与改性剂混合
在密炼机内，升温并混合均匀，得到第一混合料；其中，温度为125℃，混合速度是500r/min，混合时间是10min。
99.第2步，分别称取填料、阻燃剂、增塑剂、抗氧剂和光稳定剂，依次加入至第一混合料内，再次混合均匀，得到第二混合料；其中，温度为125℃，混合速度是1000r/min，混合时间是10min。
100.第3步，将第二混合料置于双螺杆挤出机内，经过挤出、造粒，得到改性聚氯乙烯材料；其中，双螺杆挤出机包括四段区间和机头，依次为：第一区间温度是155℃，第二区间温度是165℃，第三区间温度是175℃，第四区间温度是185℃，机头温度是185℃，螺杆转速为45r/min。
101.实施例3
102.一种柔性耐火的机器人电缆，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：
103.100份聚氯乙烯树脂、18份热塑性高分子材料、12份低密度聚乙烯、35份填料、10份改性剂、11份阻燃剂、40份增塑剂、1份抗氧剂和1.2份光稳定剂；
104.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是5.8:0.8；改性剂为聚合改性六硼化钇。
105.所述热塑性高分子材料为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)，选用的是台湾奇美的abs pa-727树脂。所述低密度聚乙烯选用的是陶氏低密度聚乙烯ldpe-740e。
106.所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙；轻质碳酸钙的粒径为1-3μm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3，重质碳酸钙的粒径为5-10μm，堆积密度为0.8-1.3g/cm3，轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比例是8:2。
107.所述碳纤维选用的是碳纤维短切丝，直径为7μm，长度是5-8mm。
108.所述阻燃剂为氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的混合物，其中，氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的质量比例是4:2:5。
109.所述增塑剂为邻苯二甲酸二戊酯。所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂chemnox 168。所述光稳定剂为紫外线吸收剂uv-1130。
110.所述聚合改性六硼化钇的制备过程包括：
111.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
112.s1.称取4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环混合，4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环的质量比例是3.08:100，充分溶解后，配置成4-羟基苯乙烯溶液；称取甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环混合，甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环的质量比例是3.75:100，充分溶解后，配置成甲基丙烯酰氯溶液；
113.s2.将4-羟基苯乙烯溶液倒入反应容器内，再加入缚酸剂，在0-5℃的条件下搅拌至少半小时后，逐滴地加入甲基丙烯酰氯溶液，在半小时内加完之后，逐渐升温至20-25℃，继续搅拌30h，加入去离子水结束反应，将得到的混合反应液依次经过洗涤、萃取、干燥和柱层析后，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
114.其中，缚酸剂为三乙胺，加入量是4-羟基苯乙烯溶液质量的8％；萃取是使用乙酸乙酯进行萃取两次，取有机相；干燥是除去去离子水；柱层析采用乙酸乙酯与石油醚按照质量比1:6混合得到。
115.(2)制备双键活化六硼化钇：
116.将六硼化钇粉末(yb6，20-40μm，购买自中诺新材，纯度＞99.9％)混合在去离子水内，同时加入乙烯基硅烷偶联剂，在室温条件下超声8h，然后分离出纳米粉末，干燥后，即形成双键活化六硼化钇；
117.其中，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂a-172，六硼化钇粉末、乙烯基硅烷偶联剂与去离子水的质量比例是1:0.3:10。
118.(3)制备聚合改性六硼化钇：
119.将双键活化六硼化钇混合在dmf内，双键活化六硼化钇与dmf的质量比例是1:50，充分分散以形成均匀地混合液，即双键活化六硼化钇混合液；将苯烯烃基甲基丙烯酸酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至70℃，搅拌反应12h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合改性六硼化钇；
120.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的5％；苯烯烃基甲基丙烯酸酯、双键活化六硼化钇混合液与dmf的质量比例是1:10:40。
121.所述改性聚氯乙烯材料的制备过程为：
122.第1步，分别称取聚氯乙烯树脂、热塑性高分子材料、低密度聚乙烯与改性剂混合在密炼机内，升温并混合均匀，得到第一混合料；其中，温度为135℃，混合速度是600r/min，混合时间是20min。
123.第2步，分别称取填料、阻燃剂、增塑剂、抗氧剂和光稳定剂，依次加入至第一混合料内，再次混合均匀，得到第二混合料；其中，温度为135℃，混合速度是1200r/min，混合时间是20min。
124.第3步，将第二混合料置于双螺杆挤出机内，经过挤出、造粒，得到改性聚氯乙烯材料；其中，双螺杆挤出机包括四段区间和机头，依次为：第一区间温度是165℃，第二区间温度是175℃，第三区间温度是180℃，第四区间温度是190℃，机头温度是190℃，螺杆转速为50r/min。
125.对比例1
126.一种电缆料，与实施例1的区别在于，在电缆料成分中未加入改性剂，成分按照重量份数计算，包括：
127.80份聚氯乙烯树脂、15份热塑性高分子材料、9份低密度聚乙烯、28份填料、8份改性剂、9份阻燃剂、32份增塑剂、0.8份抗氧剂和0.8份光稳定剂。
128.对比例2
129.一种电缆料，与实施例1的区别在于，在电缆料成分中未加入的改性剂制备方式不同，成分按照重量份数计算，包括：
130.80份聚氯乙烯树脂、15份热塑性高分子材料、9份低密度聚乙烯、25份填料、8份改性剂、9份阻燃剂、32份增塑剂、0.8份抗氧剂和0.8份光稳定剂；
131.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.6:0.6。
132.所述改性剂的制备过程包括：
133.(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
134.s1.称取4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环混合，4-羟基苯乙烯与1,4-二氧六环的质
量比例是3.08:100，充分溶解后，配置成4-羟基苯乙烯溶液；称取甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环混合，甲基丙烯酰氯与1,4-二氧六环的质量比例是3.75:100，充分溶解后，配置成甲基丙烯酰氯溶液；
135.s2.将4-羟基苯乙烯溶液倒入反应容器内，再加入缚酸剂，在0-5℃的条件下搅拌至少半小时后，逐滴地加入甲基丙烯酰氯溶液，在半小时内加完之后，逐渐升温至25℃，继续搅拌20h，加入去离子水结束反应，将得到的混合反应液依次经过洗涤、萃取、干燥和柱层析后，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
136.其中，缚酸剂为三乙胺，加入量是4-羟基苯乙烯溶液质量的7％；萃取是使用乙酸乙酯进行萃取两次，取有机相；干燥是除去去离子水；柱层析采用乙酸乙酯与石油醚按照质量比1:6混合得到。
137.(2)制备聚合苯烯烃基甲基丙烯酸酯：
138.将苯烯烃基甲基丙烯酸酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至60℃，搅拌反应10h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合苯烯烃基甲基丙烯酸酯；
139.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的4％；苯烯烃基甲基丙烯酸酯与dmf的质量比例是1:30。
140.对比例3
141.一种电缆料，与实施例1的区别在于，在电缆料成分中未加入的改性剂制备方式不同，成分按照重量份数计算，包括：
142.80份聚氯乙烯树脂、15份热塑性高分子材料、9份低密度聚乙烯、25份填料、8份改性剂、9份阻燃剂、32份增塑剂、0.8份抗氧剂和0.8份光稳定剂；
143.其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.6:0.6。
144.所述改性剂的制备过程包括：
145.(1)制备双键活化六硼化钇：
146.将六硼化钇粉末(yb6，20-40μm，购买自中诺新材，纯度＞99.9％)混合在去离子水内，同时加入乙烯基硅烷偶联剂，在室温条件下超声6h，然后分离出纳米粉末，干燥后，即形成双键活化六硼化钇；
147.其中，乙烯基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂a-172，六硼化钇粉末、乙烯基硅烷偶联剂与去离子水的质量比例是1:0.2:10。
148.(2)制备聚合改性六硼化钇：
149.将双键活化六硼化钇混合在dmf内，双键活化六硼化钇与dmf的质量比例是1:40，充分分散以形成均匀地混合液，即双键活化六硼化钇混合液；将苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯混合在dmf内，然后缓慢倒入双键活化六硼化钇混合液，充分混合后，通入氮气作为保护气，加入引发剂，升温至60℃，搅拌反应10h，然后除去溶剂，经过洗涤和干燥处理后，即得到聚合改性六硼化钇；
150.其中，引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂的加入量是苯烯烃基甲基丙烯酸酯质量的4％；苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、双键活化六硼化钇混合液与dmf的质量比例是0.5:0.5:8:30。
151.为了能够更加清楚地说明本发明，将本发明实施例1、对比例1-3制备的电缆料的
材料进行了检测比较，结果如表1所示：
152.表1不同方法制备得到的电缆材料的性能比较
[0153] 实施例1对比例1对比例2对比例3拉伸强度(mpa)47.233.440.243.5断裂伸长率(％)153.4108.3137.8142.6冲击强度(kj/m2)52.532.938.445.1热变形温度(℃)116.984.5104.6103.7低温脆性(℃)＜-40-32-33-36老化后拉伸强度变化率(％)-11.2-23.6-19.5-13.4老化后断裂伸长率变化率(％)-18.5-27.9-26.1-19.3
[0154]
注：拉伸强度、断裂伸长率检测参考标准gb/t 1040，冲击强度参考标准gb/t 1043，老化的条件是在60℃下处理120h。
[0155]
能够看出，实施例1制备的电缆料相比较于其他对比例具有更高的强度和柔韧性，同时还具有更强的耐高低温性以及耐老化性。
[0156]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

技术特征：

1.一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：60-100份聚氯乙烯树脂、12-18份热塑性高分子材料、6-12份低密度聚乙烯、22-35份填料、5-10份改性剂、7-11份阻燃剂、26-40份增塑剂、0.5-1份抗氧剂和0.6-1.2份光稳定剂；其中，填料包括碳酸钙和碳纤维，碳酸钙和碳纤维的质量比例是4.2-5.8:0.4-0.8；改性剂为聚合改性六硼化钇。2.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述热塑性高分子材料为丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)，选用的是台湾奇美的abs pa-727树脂。3.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述低密度聚乙烯选用的是陶氏低密度聚乙烯ldpe-740e。4.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙；轻质碳酸钙的粒径为1-3μm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3，重质碳酸钙的粒径为5-10μm，堆积密度为0.8-1.3g/cm3，轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比例是5-8:1-2。5.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述碳纤维选用的是碳纤维短切丝，直径为7μm，长度是5-8mm。6.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述聚合改性六硼化钇的制备过程包括：(1)制备苯烯烃基甲基丙烯酸酯：使用4-羟基苯乙烯、甲基丙烯酰氯在溶液中混合，加入缚酸剂，在一定条件下反应，得到产物苯烯烃基甲基丙烯酸酯；(2)制备双键活化六硼化钇：使用乙烯基硅烷偶联剂在溶液状态下处理六硼化钇粉末，得到双键活化六硼化钇；(3)制备聚合改性六硼化钇：将双键活化六硼化钇与苯烯烃基甲基丙烯酸酯在有机溶剂内混合，加入引发剂，升温反应，得到聚合改性六硼化钇。7.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的混合物，其中，氢氧化镁、硬脂酸镁和聚磷酸铵的质量比例是2-4:1-2:3-5。8.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。9.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，包括chemnox 1076、chemnox 626、chemnox 168、chemnox 1010中的至少一种。10.根据权利要求1所述的一种柔性耐火的机器人电缆，其特征在于，所述光稳定剂包括紫外线吸收剂uv-326、紫外线吸收剂uv-327、紫外线吸收剂uv-1130中的至少一种。

技术总结

本发明涉及机器人电缆领域，具体涉及一种柔性耐火的机器人电缆，包括导电料以及包裹在电缆料表面的电缆料，其中，电缆料由改性聚氯乙烯材料制备得到，成分按照重量份数计算，包括：60-100份聚氯乙烯树脂、12-18份热塑性高分子材料、6-12份低密度聚乙烯、22-35份填料、5-10份改性剂、7-11份阻燃剂、26-40份增塑剂、0.5-1份抗氧剂和0.6-1.2份光稳定剂；其中，改性剂为聚合改性六硼化钇。本发明设计了一种新型的机器人电缆线的材料，不仅保持了PVC材料质轻、不易燃、耐腐蚀、绝缘性好等优点，还增强了PVC材料的可加工性、柔韧性、耐高低温性、耐冲击性和耐老化性能。冲击性和耐老化性能。