本發(fā)明屬于電力材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種抗老化的電纜護(hù)套材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
電纜護(hù)套是電纜不可缺少的中間結(jié)構(gòu)部分，起著保護(hù)電纜的作用，保證電纜的通電安全，讓銅絲和水、空氣等介質(zhì)隔絕，避免出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要使用電纜的場所變得多樣化，對電纜用護(hù)套材料的性能指標(biāo)有了更加嚴(yán)格和多樣的要求，比如絕緣性、拉伸強(qiáng)度、使用溫度、阻燃性能等指標(biāo)均有嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的護(hù)套材料多存在阻燃性差、化學(xué)穩(wěn)定性差，高溫易變形、力學(xué)性能差、使用壽命短等問題，特別是在高溫、多雨、紫外線、臭氧強(qiáng)烈的地區(qū)，容易過早發(fā)生變形、龜裂等老化現(xiàn)象，而老化進(jìn)一步加速電纜護(hù)套的絕緣性、拉伸強(qiáng)度等機(jī)械性能變差，嚴(yán)重影響電纜的使用性能，給實(shí)際使用帶來很多不便，因此，急需改變原有護(hù)套材料配方，改良材料性能，以適應(yīng)電纜市場多樣的需求。
因此，需要研發(fā)一種抗老化的電纜料護(hù)套材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種抗老化的電纜護(hù)套材料及制備方法。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，所述的抗老化的電纜護(hù)套材料包括如下重量份數(shù)的原料：改性聚氨酯樹脂52-64份、氯化聚乙烯13-22份、順丁烯二酸二丁酯7-22份、有機(jī)納米蒙脫土12-19份、酞青藍(lán)2-5份、氯化石蠟2-5份、抗老化劑1-4份、偶聯(lián)劑0.6-2.8份、紫外線吸收劑1.3-3.4份、增塑劑1.6-2.9份；其中，所述改性聚氨酯樹脂的改性方法具體如下：
(1)、將側(cè)鏈帶磺酸基的陰離子型聚氨酯、質(zhì)量濃度為11％的丙酮溶液和質(zhì)量濃度為9％的鹽酸溶液加入到反應(yīng)釜中，所述陰離子型聚氨酯、丙酮溶液和鹽酸溶液用量的體積比為2:65:0.4，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度升高到65-70℃時(shí)，將去離子水緩慢加入到混合溶液中進(jìn)行水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述陰離子型聚氨酯用量的質(zhì)量百分比為6-7％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1-1.5h，得到一次水解液；
(2)、將鈦酸四正丁酯溶解于所述丙酮溶液中，得到鈦酸四正丁酯溶解液；
(3)、往所述(1)中的一次水解液緩慢滴加到(2)中的鈦酸四正丁酯溶解液，加熱溫度為65-80℃，然后繼續(xù)滴加去離子水進(jìn)行二次水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述一次水解液用量的質(zhì)量百分比為8-12％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1-1.9h，得到二次水解液；
(4)、將(3)中的二次水解液進(jìn)行減壓蒸餾，所述減壓蒸餾的壓強(qiáng)為0.04-0.05mpa，溫度為80-120℃，得到的餾出物即為改性聚氨酯樹脂。
優(yōu)選地，所述有機(jī)納米蒙脫土平均晶片厚度小于20nm，蒙脫石含量大于95％。
優(yōu)選地，所述減壓蒸餾的蒸餾頭采用克氏蒸餾頭。
優(yōu)選地，所述增塑劑為三乙二醇二異辛酸酯或己二酸二己酯。
優(yōu)選地，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑uv-p。
優(yōu)選地，所述抗老化劑包括如下重量份數(shù)的原料：芳烴油35-55份、α-萘胺30-50份、乳化劑5-10份和水5-10份。
優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種抗老化的電纜護(hù)套材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯、有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑；
步驟二、將改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯共混均勻后，加入有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑，送入高速捏合機(jī)中，在90-110℃溫度條件下捏合10-25min，待捏合料冷卻后，送入雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、本發(fā)明提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，具備耐老化的特點(diǎn)，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本發(fā)明的電纜護(hù)套材料由于使用了改性聚氨酯樹脂作為主要原料，輔以有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、紫外線吸收劑，從而使得所制備的電纜護(hù)套材料具有優(yōu)良的耐老化性能。
2、本發(fā)明提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，側(cè)鏈帶磺酸基的陰離子型聚氨酯和鈦酸四正丁酯通過分步水解，能夠有效控制聚氨酯樹脂的交聯(lián)度，從而改善電纜護(hù)套材料的彈性，與有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、紫外線吸收劑復(fù)配，有效提高了耐老化性。
3、本發(fā)明提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，電纜料配方中添加的有機(jī)納米蒙脫土具有較大的比表面積，吸附性極大，增強(qiáng)了材料配方中各組分間的相容性，可明顯提高護(hù)套材料的強(qiáng)度、硬度，使得護(hù)套材料的力學(xué)性能得到顯著提高，降低了老化率。
4、本發(fā)明提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，電纜料配方中的抗老化劑與其他原料復(fù)合使用，進(jìn)而提高護(hù)套材料的抗老化性能，延長使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，所述的抗老化的電纜護(hù)套材料包括如下重量份數(shù)的原料：改性聚氨酯樹脂64份、氯化聚乙烯13份、順丁烯二酸二丁酯22份、有機(jī)納米蒙脫土12份、酞青藍(lán)5份、氯化石蠟2份、抗老化劑4份、偶聯(lián)劑0.6份、紫外線吸收劑3.4份、增塑劑1.6份；其中，所述改性聚氨酯樹脂的改性方法具體如下：
(1)、將側(cè)鏈帶磺酸基的陰離子型聚氨酯、質(zhì)量濃度為11％的丙酮溶液和質(zhì)量濃度為9％的鹽酸溶液加入到反應(yīng)釜中，所述陰離子型聚氨酯、丙酮溶液和鹽酸溶液用量的體積比為2:65:0.4，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度升高到70℃時(shí)，將去離子水緩慢加入到混合溶液中進(jìn)行水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述陰離子型聚氨酯用量的質(zhì)量百分比為6％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1.5h，得到一次水解液；
(2)、將鈦酸四正丁酯溶解于所述丙酮溶液中，得到鈦酸四正丁酯溶解液；
(3)、往所述(1)中的一次水解液緩慢滴加到(2)中的鈦酸四正丁酯溶解液，加熱溫度為80℃，然后繼續(xù)滴加去離子水進(jìn)行二次水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述一次水解液用量的質(zhì)量百分比為8％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1.9h，得到二次水解液；
(4)、將(3)中的二次水解液進(jìn)行減壓蒸餾，所述減壓蒸餾的壓強(qiáng)為0.05mpa，溫度為80℃，得到的餾出物即為改性聚氨酯樹脂。
其中，所述有機(jī)納米蒙脫土平均晶片厚度小于20nm，蒙脫石含量大于95％。
其中，所述減壓蒸餾的蒸餾頭采用克氏蒸餾頭。
其中，所述增塑劑為三乙二醇二異辛酸酯或己二酸二己酯。
其中，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑uv-p。
其中，所述抗老化劑包括如下重量份數(shù)的原料：芳烴油55份、α-萘胺30份、乳化劑10份和水5份。
其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種抗老化的電纜護(hù)套材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯、有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑；
步驟二、將改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯共混均勻后，加入有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑，送入高速捏合機(jī)中，在110℃溫度條件下捏合10min，待捏合料冷卻后，送入雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，所述的抗老化的電纜護(hù)套材料包括如下重量份數(shù)的原料：改性聚氨酯樹脂52份、氯化聚乙烯22份、順丁烯二酸二丁酯7份、有機(jī)納米蒙脫土19份、酞青藍(lán)2份、氯化石蠟5份、抗老化劑1份、偶聯(lián)劑2.8份、紫外線吸收劑1.3份、增塑劑2.9份；其中，所述改性聚氨酯樹脂的改性方法具體如下：
(1)、將側(cè)鏈帶磺酸基的陰離子型聚氨酯、質(zhì)量濃度為11％的丙酮溶液和質(zhì)量濃度為9％的鹽酸溶液加入到反應(yīng)釜中，所述陰離子型聚氨酯、丙酮溶液和鹽酸溶液用量的體積比為2:65:0.4，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度升高到65℃時(shí)，將去離子水緩慢加入到混合溶液中進(jìn)行水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述陰離子型聚氨酯用量的質(zhì)量百分比為7％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1h，得到一次水解液；
(2)、將鈦酸四正丁酯溶解于所述丙酮溶液中，得到鈦酸四正丁酯溶解液；
(3)、往所述(1)中的一次水解液緩慢滴加到(2)中的鈦酸四正丁酯溶解液，加熱溫度為65℃，然后繼續(xù)滴加去離子水進(jìn)行二次水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述一次水解液用量的質(zhì)量百分比為12％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1h，得到二次水解液；
(4)、將(3)中的二次水解液進(jìn)行減壓蒸餾，所述減壓蒸餾的壓強(qiáng)為0.04mpa，溫度為120℃，得到的餾出物即為改性聚氨酯樹脂。
其中，所述有機(jī)納米蒙脫土平均晶片厚度小于20nm，蒙脫石含量大于95％。
其中，所述減壓蒸餾的蒸餾頭采用克氏蒸餾頭。
其中，所述增塑劑為三乙二醇二異辛酸酯或己二酸二己酯。
其中，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑uv-p。
其中，所述抗老化劑包括如下重量份數(shù)的原料：芳烴油35份、α-萘胺50份、乳化劑5份和水10份。
其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種抗老化的電纜護(hù)套材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯、有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑；
步驟二、將改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯共混均勻后，加入有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑，送入高速捏合機(jī)中，在90℃溫度條件下捏合25min，待捏合料冷卻后，送入雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種抗老化的電纜護(hù)套材料，所述的抗老化的電纜護(hù)套材料包括如下重量份數(shù)的原料：改性聚氨酯樹脂57份、氯化聚乙烯19份、順丁烯二酸二丁酯11份、有機(jī)納米蒙脫土17份、酞青藍(lán)3份、氯化石蠟4份、抗老化劑3份、偶聯(lián)劑1.3份、紫外線吸收劑2.4份、增塑劑2.3份；其中，所述改性聚氨酯樹脂的改性方法具體如下：
(1)、將側(cè)鏈帶磺酸基的陰離子型聚氨酯、質(zhì)量濃度為11％的丙酮溶液和質(zhì)量濃度為9％的鹽酸溶液加入到反應(yīng)釜中，所述陰離子型聚氨酯、丙酮溶液和鹽酸溶液用量的體積比為2:65:0.4，進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度升高到68℃時(shí)，將去離子水緩慢加入到混合溶液中進(jìn)行水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述陰離子型聚氨酯用量的質(zhì)量百分比為6％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1.5h，得到一次水解液；
(2)、將鈦酸四正丁酯溶解于所述丙酮溶液中，得到鈦酸四正丁酯溶解液；
(3)、往所述(1)中的一次水解液緩慢滴加到(2)中的鈦酸四正丁酯溶解液，加熱溫度為70℃，然后繼續(xù)滴加去離子水進(jìn)行二次水解反應(yīng)，所述去離子水的用量占所述一次水解液用量的質(zhì)量百分比為9％，水解反應(yīng)的時(shí)間為1.5h，得到二次水解液；
(4)、將(3)中的二次水解液進(jìn)行減壓蒸餾，所述減壓蒸餾的壓強(qiáng)為0.05mpa，溫度為90℃，得到的餾出物即為改性聚氨酯樹脂。
其中，所述有機(jī)納米蒙脫土平均晶片厚度小于20nm，蒙脫石含量大于95％。
其中，所述減壓蒸餾的蒸餾頭采用克氏蒸餾頭。
其中，所述增塑劑為三乙二醇二異辛酸酯或己二酸二己酯。
其中，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑uv-p。
其中，所述抗老化劑包括如下重量份數(shù)的原料：芳烴油45份、α-萘胺35份、乳化劑7份和水7份。
其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種抗老化的電纜護(hù)套材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯、有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑；
步驟二、將改性聚氨酯樹脂、氯化聚乙烯、順丁烯二酸二丁酯共混均勻后，加入有機(jī)納米蒙脫土、酞青藍(lán)、氯化石蠟、抗老化劑、偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、增塑劑，送入高速捏合機(jī)中，在95℃溫度條件下捏合19min，待捏合料冷卻后，送入雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得。
性能測試：
按照實(shí)施例1-3所述的原料及配比，制備抗老化電纜護(hù)套材料，并用上述材料通過常規(guī)方法制備電纜，將制備的電纜分為1組、2組、3組，取市售普通的電纜為對照組。對上述各組電纜進(jìn)行紫外光老化試驗(yàn)，老化試驗(yàn)條件是uvb313型紫外燈，輻射能為0.63w/m2/nm；曝光條件為先在黑板溫度為60℃輻射4h，后停止輻射，在50℃下冷凝4h；暴露時(shí)間為1000h。
測試指標(biāo)為拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度的測試結(jié)果如表1所示。
表1測試結(jié)果一覽表
由此可見，該電纜的基本性能均能達(dá)到或超過指定標(biāo)準(zhǔn)，具備較好的機(jī)械性能，說明該電纜材料具有較好的耐老化性能。
以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。