一种用于矿用电缆护套材料的改性粒子及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于矿用电缆护套材料的改性粒子及其制备方法，属于聚合物加 工技术领域。
【背景技术】
[0002] 母粒，别名母料，是20世纪80年代发展站起来的一种塑料/橡胶加工助剂，它是由 超量的化学助剂、载体树脂/橡胶和分散剂等所组成。母粒是指在塑料/橡胶加工成型过程 中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂/橡胶先进行混合混炼， 经过挤出机等设备计量、混合、熔融、挤出、切粒等加工过程制得的颗粒料，母粒在薄膜、塑 料/橡胶制品、化纤、电缆、建筑材料等塑料产品领域广泛应用。目前市场上用于电缆的传统 母粒存在着产品结构单一、功能增强不高的缺点，随着电缆行业的高速发展，现有母粒已无 法满足市场的需求，因此，急需开发一种产品结构丰富的高性能功能增强母粒。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种用于矿用电缆护套材料的改性粒子及其制备方法，该 改性粒子可以显著提高矿用电缆护套材料的耐磨性、耐老化性、耐油性、抗撕裂性、耐高温 性等性能。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种用于矿用电缆护套材料的改性粒子，由以下重量份的原料制成:碳纳米纤维 5-10、SMC晶须8-12、聚醚型热塑性聚氨酯弹性体20-30、氯丁橡胶18-26、妥尔油改性酚醛树 脂10-15、改性填料10-15、六次甲基四胺1-1.5、γ-巯丙基三乙氧基硅烷0.8-1.2、超细云母 粉6-12、碱式碳酸铅2-3、邻苯二甲酸丁酯5-10、3,3'_二氯_4,4'_二氨基二苯基甲烷1-2、硫 化交联剂SQS634 1-2、二甲基丙烯酸锌2-3;
[0006 ]所述改性填料的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:核桃砂18-26、方镁石12-19、废瓷片10-15、醋酸乙烯酯15-25、苯乙烯20-30、丙烯酸丁酯5-10、过硫酸铵0.2-0.4、碳 酸氢钠 0.1-0.2、十二烷基硫酸钠 0.6-1.2、乳化剂0P-100.4-0.8、γ -甲基丙烯酰氧基丙基 三甲氧基硅烷1-2、乙烯基三乙氧基硅烷0.8-1.6、羊毛蜡25-35、琥珀酸单甘油酯10-15、聚 己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇10-15、异鲸蜡醇棕榈酸酯3-6、异丙基三(二辛基焦磷 酸酰氧基)钛酸酯2-3、蒸馏水100-150;b、取核桃砂、方镁石、废瓷片混合均匀，粉碎，过100-150目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂0P-10混合均匀，加入蒸馏水，充分搅拌均匀，然 后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉体，搅拌均匀后水浴加热至60-70°C，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌20-30min后升温至70-80°C，加入γ -甲基丙烯酰氧 基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1-2h，降温至40°C以下，用氨水调节pH值至7-8,过滤，烘干;d、将 羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇混合均匀，加热至完全熔 化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基） 钛酸酯，在温度为80_90°C，转速为1000-1500r/min的条件下搅拌15-20min，降温至常温，即 得。
[0007] 上述改性填料采用核桃砂、方镁石、废瓷片三种无机填料复合，再采用有机硅改性 的苯乙烯-丙烯酸丁酯-醋酸乙烯酯三元共聚乳液包覆复合料，最后再用羊毛蜡、琥珀酸单 甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇进行二次包覆，经过上次处理的复合填料， 不仅可以提高填料在高聚物基体中的分散性，改性与高聚物间的相容性，还可以提高母粒 的功能增强，使其具有优异的耐水性、耐候性和耐久性。
[0008] -种用于矿用电缆护套材料的改性粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)将碳纳米纤维、SMC晶须、超细云母粉加入高速搅拌机内搅拌至70-80°C时，加 入妥尔油改性酚醛树脂、六次甲基四胺、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸丁酯，搅拌4-8min，待物料温度降至45°C以下时出料；
[0010] (2)将聚醚型热塑性聚氨酯弹性体、氯丁橡胶加入高速搅拌机内搅拌至80-90°C 时，加入改性填料以及步骤（1)制得的混合料，搅拌至90-100°C时转入冷混机内，再加入余 下原料，搅拌至50_60°C时，出料；
[0011] (3)将步骤(2)制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得 所述改性粒子。
[0012] 本发明的有益效果：
[0013] 本发明改性粒子中聚醚型热塑性聚氨酯弹性体、氯丁橡胶相互配合，可以很好地 保证矿用电缆的耐磨性、耐油性、耐老化性，添加的妥尔油改性酚醛树脂、碳纳米纤维、SMC 晶须等，能够提高矿用电缆的抗撕裂强度和抗疲劳性，添加的超细云母粉、邻苯二甲酸丁 酯，可明显改善矿用电缆的耐高温性。本发明制得的改性粒子对矿用电缆护套材料的填充 功能高，增韧增强效果显著，方法简单易行，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0014] -种用于矿用电缆护套材料的改性粒子，由以下重量(kg)的原料制成:碳纳米纤 维8、SMC晶须10、聚醚型热塑性聚氨酯弹性体25、氯丁橡胶22、妥尔油改性酚醛树脂12、改性 填料13、六次甲基四胺1、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1、超细云母粉8、碱式碳酸铅2.5、邻苯二 甲酸丁酯8、3，3 ' -二氯-4，4 ' -二氨基二苯基甲烷1.5、硫化交联剂SQS634 1.5、二甲基丙烯 酸锌2.5;
[0015] 所述改性填料的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:核桃砂22、方镁石15、 废瓷片11、醋酸乙烯酯20、苯乙烯25、丙烯酸丁酯8、过硫酸铵0.3、碳酸氢钠0.1十二烷基硫 酸钠0.8、乳化剂0P-10 0.6、γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.5、乙烯基三乙氧基 硅烷1.2、羊毛蜡30、琥珀酸单甘油酯12、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇12、异鲸蜡 醇棕榈酸酯4、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2.5、蒸馏水120;b、取核桃砂、方镁 石、废瓷片混合均匀，粉碎，过150目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂0P-10混合均匀， 加入蒸馏水，充分搅拌均匀，然后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉 体，搅拌均勾后水浴加热至65°C，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌25min后升温至75°C，加入 γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1.5h，降温至40°C以下，用氨水调节pH值至7， 过滤，烘干;d、将羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇混合均 匀，加热至完全熔化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三(二辛 基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，在温度为85°C，转速为1200r/min的条件下搅拌18min，降温至常 温，即得。
[0016] -种用于矿用电缆护套材料的改性粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)将碳纳米纤维、SMC晶须、超细云母粉加入高速搅拌机内搅拌至70°C时，加入妥 尔油改性酚醛树脂、六次甲基四胺、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸丁酯，搅拌6min， 待物料温度降至45°C以下时出料；
[0018] (2)将聚醚型热塑性聚氨酯弹性体、氯丁橡胶加入高速搅拌机内搅拌至85°C时，加 入改性填料以及步骤（1)制得的混合料，搅拌至95°C时转入冷混机内，再加入余下原料，搅 拌至50°C时，出料；
[0019] (3)将步骤(2)制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得 所述改性粒子。
[0020] 上述实施例制得的改性粒子用于填充矿用电缆CPE护套材料的性能测试结果如下 表所示：
[0021] 表1填充改性粒子的矿用电缆CPE护套材料的性能测试结果
[0022]
【主权项】
1. 一种用于矿用电缆护套材料的改性粒子，其特征在于，由以下重量份的原料制成:碳 纳米纤维5-10、SMC晶须8-12、聚醚型热塑性聚氨酯弹性体20-30、氯丁橡胶18-26、妥尔 油改性酚醛树脂10-15、改性填料10-15、六次甲基四胺1 -1.5、γ-巯丙基三乙氧基硅烷 0.8-1.2、超细7^母粉6-12、喊式碳酸铅2-3、邻苯二甲酸丁酯5_10、3,3'-二氣-4,4'-二氛 基二苯基甲烷1-2、硫化交联剂SQS634 1-2、二甲基丙烯酸锌2-3; 所述改性填料的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:核桃砂18-26、方镁石12-19、 废瓷片10-15、醋酸乙烯酯15-25、苯乙烯20-30、丙烯酸丁酯5-10、过硫酸铵0.2-0.4、碳酸 氢钠0.1-0.2、十二烷基硫酸钠0.6-1.2、乳化剂0P-10 0.4-0.8、γ-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷1-2、乙烯基三乙氧基硅烷0.8-1.6、羊毛蜡25-35、琥珀酸单甘油酯10- 15、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇10-15、异鲸蜡醇棕榈酸酯3-6、异丙基三(二辛 基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2-3、蒸馏水100-150;b、取核桃砂、方镁石、废瓷片混合均匀，粉 碎，过100-150目，待用；c、将十二烷基硫酸钠和乳化剂0P-10混合均匀，加入蒸馏水，充分搅 拌均匀，然后再加入醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和步骤b制得的粉体，搅拌均匀后水浴 加热至60-70°C，加入过硫酸铵和碳酸氢钠，搅拌20-30min后升温至70-80°C，加入γ-甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌l-2h，降温至40°C以下，用氨水调节pH值至7-8,过滤， 烘干;d、将羊毛蜡、琥珀酸单甘油酯、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇混合均匀，加 热至完全熔化，然后加入步骤c制得的包覆粉体、异鲸蜡醇棕榈酸酯、异丙基三(二辛基焦 磷酸酰氧基)钛酸酯，在温度为80_90°C，转速为1000-1500r/min的条件下搅拌15-20min，降 温至常温，即得。2. 根据权利要求1所述的用于矿用电缆护套材料的改性粒子的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 将碳纳米纤维、SMC晶须、超细云母粉加入高速搅拌机内搅拌至70-80°C时，加入妥 尔油改性酚醛树脂、六次甲基四胺、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸丁酯，搅拌4-8min，待物料温度降至45°C以下时出料； (2) 将聚醚型热塑性聚氨酯弹性体、氯丁橡胶加入高速搅拌机内搅拌至80-90°C时，加 入改性填料以及步骤（1)制得的混合料，搅拌至90-100°C时转入冷混机内，再加入余下原 料，搅拌至50_60°C时，出料； (3) 将步骤(2)制得的混合料加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，即得所述 改性粒子。
【专利摘要】本发明公开了一种用于矿用电缆护套材料的改性粒子及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：碳纳米纤维？5-10、SMC晶须？8-12、聚醚型热塑性聚氨酯弹性体？20-30、氯丁橡胶18-26、妥尔油改性酚醛树脂10-15、改性填料10-15、六次甲基四胺？1-1.5、γ-巯丙基三乙氧基硅烷？0.8-1.2、超细云母粉？6-12、碱式碳酸铅2-3、邻苯二甲酸丁酯？5-10、3,3ˊ-二氯-4,4ˊ-二氨基二苯基甲烷？1-2、硫化交联剂SQS634？1-2、二甲基丙烯酸锌？2-3。本发明制得的改性粒子可以显著提高矿用电缆护套材料的耐磨性、耐老化性、耐油性、抗撕裂性、耐高温性等性能。
【IPC分类】H01B7/29, C08K9/06, H01B3/30, C08L11/00, C08K7/06, C08L61/14, C08L67/02, C08L75/08, C08K5/098, C08K5/548, C08F212/08, C08K7/08, C08F218/08, C08K3/34, C08K9/04, C08F220/18, C08K5/12, C08K13/06
【公开号】CN105440656
【申请号】CN201510929517
【发明人】陈亦峰, 彭永领
【申请人】中冠电缆有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月11日