一种聚丁烯基线缆半导电屏蔽层阻燃专用料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于改性塑料领域，涉及一种线缆半导电屏蔽层阻燃材料，具体涉及一种 聚丁烯基线缆半导电屏蔽层阻燃专用料，本发明还涉及这种PB基线缆半导电屏蔽层阻燃 专用料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 作为21世纪的新材料，炭黑填充聚合物制备的线缆半导电屏蔽层材料具有诱人 的发展前景。应用领域已经涉及到日常生活、家用电器、石油化工、家用医疗、机械制造及汽 车工业等各行各业中，线缆半导电屏蔽层材料受到各国科研工作者越来越多的关注。高压 线缆与超高压线缆是现在发展的一个趋势。随着人们对线缆要求的提高，线缆对基体材料 性能的要求也越来越高。聚丁烯因其热稳定性好、抗蠕变性能良好、耐化学试剂腐蚀性能优 异，同时耐环境应力开裂性极为突出，所以在塑料领域有"塑料黄金"之称，应用前景极为广 阔。作为珍贵的(；资源产物，聚丁烯在我国的利用率比较低，当前国内有很大一部分是作 为燃料直接燃烧，造成资源的极大浪费，只有很小一部分主要应用在热水管方面。因此，为 了更好的利用C4资源，同时拓展聚丁烯的应用领域，提高1- 丁烯的利用率，促进我国聚丁 烯产业的发展，具有较好的实际意义。因此本文主要以聚丁烯作为基体，添加导电炭黑与阻 燃剂制备聚丁烯基线缆半导电屏蔽层材料。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种聚丁烯基线缆半导电 屏蔽层阻燃专用料及其制备方法，在保持力学性能的前提下，提供一种导电性能良好且具 有阻燃性能的聚丁烯基半导电屏蔽层阻燃专用料。
[0004] 为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
[0005] 一种半导电屏蔽层阻燃专用料，以重量百分数计，由以下原料组成聚丁烯或改性 聚丁烯50 %?89 %，炭黑为6 %?20 %，阻燃剂为5 %?30 %，原料的总量为100 %，其中：
[0006] 所述的聚丁烯全同含量为70%?98% ;
[0007] 所述的改性聚丁烯为添加 EVA、POE、EPDM、纳米BaSO4对聚丁烯增韧改性，其中聚 丁烯与EVA按质量比8 :2组成改性聚丁稀，聚丁烯与POE按质量比8 :2组成改性聚丁稀，聚 丁烯与EPDM按质量比8 :2组成改性聚丁烯，聚丁烯与纳米8&504按质量比92:8组成改性 聚丁烯；
[0008] 所述的炭黑为复配炭黑，炭黑的种类为V200、V500、HKXE2B、SC159、高导电炭黑B 或 ZY6800 ;
[0009] 所述的阻燃剂为MPP、PEPA、NC、ZB、红磷复合阻燃剂、十溴二苯醚、Sb20 3。
[0010] 一种制备如上所述的半导电屏蔽层阻燃专用料的方法，该方法按照以下步骤进 行：
[0011] 步骤一，将聚丁烯或改性聚丁烯、炭黑与阻燃剂置于40°C?60°C的真空干燥箱中 干燥24h ;
[0012] 步骤二，按比例称取干燥后的原料，倒入保鲜自封袋中手动摇匀，其中：
[0013] 所述的配方比例以重量百分数计，由以下原料组成：聚丁烯为50%?89%，导电 填料为6 %?20 %，阻燃剂为5 %?30 %，原料的总量为100 % ;
[0014] 步骤三，将步骤二得到的预混料加入双辊开炼机中进行混炼，加工温度为90°C? l〇〇°C，将摇匀后的原料倒入辊间距中，炼制IOmin后下料；
[0015] 步骤四，裁剪炼制后的半成品，然后放入平板硫化机中进行压片，热压温度为 165°C?180°C，热压时间为lOmin，冷压温度为10°C?20°C，冷压时间为5min。
[0016] 其中改性聚丁烯的制备方法按照以下步骤进行：
[0017] 步骤一，EVA、POE、EPDM或纳米8&504四者之一，及聚丁烯置于40°C?60°C的真空 干燥箱干燥24h ;
[0018] 步骤二，按比例称取干燥后的原料，倒入保鲜自封袋中手动摇匀；
[0019] 步骤三，将步骤二得到的预混料加入双辊开炼机中进行混炼，加工温度为90°C? l〇〇°C，将摇匀后的原料倒入辊间距中，炼制IOmin后下料；
[0020] 步骤四，将步骤三中制好的半成品用粉碎机粉碎制成母料。
[0021] 该线缆半导电屏蔽层阻燃专用料可以通过传统的双辊开炼机法制得。本发明的材 料在达到导电性能时还具有良好的力学性能与阻燃效果。以炭黑作为导电填料，从炭黑粒 径、结构、表面官能团对炭黑进行筛选，以便控制炭黑在聚合物中的分布以及对聚丁烯基体 的影响进而精确控制线缆半导电屏蔽层材料的体积电阻率，除此之外还应考虑聚丁烯基材 本身结晶度对导电能力的影响，因其结晶度不同，无定形区的比例不同，炭黑的局部浓缩能 力不同，形成导电网络的难易程度也就不同，进而导致导电能力不同。并在此基础上减小炭 黑添加量的同时保证较低的体积电阻率与良好的机械及加工性能且对体系的阻燃性能影 响较小。同时添加阻燃剂使其具备良好的阻燃效果，且保证加入阻燃剂的同时不破坏炭黑 与聚丁烯基体之间形成导电的网络结构，不影响导电性能且尽量减小对体系的力学性能的 影响。在线缆半导电屏蔽层材料导电性能、力学性能、加工性能、阻燃性能及工艺成本之间 找到平衡点。除此之外遵循低碳、环保的原则以聚丁烯作为基体制备线缆半导电屏蔽层材 料，以此为高压线缆提供一种新的可参考基体材料，具有较好的实际意义。
[0022] 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0023] 本发明的半导电屏蔽层阻燃专用料在达到较高的体积电阻率的同时还具有良好 的力学性能与阻燃效果。以炭黑作为导电填料制备线缆半导电屏蔽层材料，是根据已知的 聚丁烯的相应特性制备半导电屏蔽料，以此来拓宽聚丁烯应用领域、促进我国聚丁烯产业 的发展，具有较好的实际意义。
【具体实施方式】
[0024] 遵从上述技术方案，下述实施例给出一种半导电屏蔽层阻燃专用料的方法，以重 量百分数计，由以下原料组成：聚丁烯或改性聚丁烯50%?89%，炭黑为6%?20%，阻燃 剂为5%?30%，原料的总量为100%，其中：
[0025] 所述的聚丁烯全同含量为70%?98% ;
[0026] 所述的改性聚丁烯为添加 EVA、POE、EPDM、纳米BaSO4对聚丁烯增韧改性，其中聚 丁烯与EVA按质量比8 :2组成改性聚丁稀，聚丁烯与POE按质量比8 :2组成改性聚丁稀，聚 丁烯与EPDM按质量比8 :2组成改性聚丁烯，聚丁烯与纳米BaS04按质量比92:8组成改性 聚丁烯；
[0027] 所述的炭黑为V200、V500、HKXE2B、SC159、高导电炭黑B或ZY6800;
[0028] 所述的阻燃剂为MPP、PEPA、NC、ZB、红磷复合阻燃剂、十溴二苯醚、Sb20 3。
[0029] 一种制备如上所述半导电屏蔽层阻燃专用料的方法，该方法按照以下步骤进行：
[0030] 步骤一，将实验所用聚丁烯或改性聚丁烯、炭黑与阻燃剂置于40°C?60°C的真空 干燥箱中干燥24h ;
[0031] 步骤二，按比例称取干燥后的原料，倒入保鲜自封袋中手动摇匀，其中：
[0032] 所述的配方比例以重量百分数计，由以下原料组成：聚丁烯为50%?89%，导电 填料为6 %?20 %，阻燃剂为5 %?30 %，原料的总量为100 % ;
[0033] 步骤三，将步骤二得到的预混料加入双辊开炼机中进行混炼，加工温度为90°C? l〇〇°C，将摇匀后的原料倒入辊间距中，炼制IOmin后下料；
[0034] 步骤四，裁剪炼制后的半成品，然后放入平板硫化机中进行压片，热压温度为 165°C?180°C，热压时间为lOmin，冷压温度为10°C?20°C，冷压时间为5min。
[0035] 其中改性聚丁烯的制备方法按照以下步骤进行：
[0036] 步骤一，将实验所用的EVA或POE或EPDM或纳米BaSO4及聚丁烯置于40°C?60°C 的真空干燥箱干燥24h ;
[0037] 步骤二，按比例称取干燥后的原料，倒入保鲜自封袋中手动摇匀；
[0038] 步骤三，将步骤二得到的预混料加入双辊开炼机中进行混炼，加工温度为90°C? l〇〇°C，将摇匀后的原料倒入辊间距中，炼制IOmin后下料；
[0039] 步骤四，将步骤三中制好的半成品用粉碎机粉碎制成母料。
[0040] 本实验所用仪器为：
[0041] 电子天平：ES-300,长沙湘平科技发展有限公司；
[0042] 真空干燥箱：真空干燥箱，天津泰斯特仪器有限公司；
[0043] 开炼机：SK_160B，上海橡胶机械厂双辊筒炼塑机；
[0044] 平板硫化机：XH-406,东莞锡华精密检测仪器公司；
[0045] 电子万能材料试验机！CMT4204,美斯特工业系统有限公司；
[0046] 数字式四探针测试仪：SX1934(SZ-82)，苏州华仪电讯和科技有限公司。
[0047] 本实验所用原料为：
[0048] 炭黑：V200,上海卡博特化工有限公司；
[0049] V500,上海卡博特化工有限公司；
[0050] 高