一种耐低温高强度电缆料及其电缆
技术领域
本发明属于电线电缆的制备技术领域，具体涉及一种耐低温高强度电缆料及其电缆。
背景技术
电缆护套是电缆的最外层，作为电缆中保护内部结构安全的重要屏障，保护电缆在安装时间和安装后不受机械破损。电缆护套原料有聚氯乙烯、聚乙烯等。但是，这些材料的缺陷是不耐寒，在寒冷的条件下容易脆化折断或者老化。
耐寒电缆广泛应用在低温环境设备上，是各产业、国防建设和重大建设工程中不可或缺的重要配套设施。尤其在在高寒地区使用耐寒电缆时，对电缆的力学性能都有较高的要求，只有符合要求，才能保证电缆使用的安全性。电缆护套作为电缆最后的保护屏障，普遍不抗寒，急需开发在低温条件下具有高力学性能的电缆护套料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温高强度电缆料及其电缆。
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯60-90份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物20-40份、耐寒剂8-15份、润滑剂3-5份、硫化剂3-5份、促进剂1-2份。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入150-200份氯乙烯单体、10-20份硅烷偶联剂kh560、3-5份聚氧乙烯醚、3-6份过硫酸钠和800-1200份去离子水，边搅拌边升温至75-85℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入150-200份饱和食盐水进行破乳，静置1-2h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.2-2.2％。
所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、PE蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
所述硫化剂为2-巯基-1,3,4-噻二唑、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化剂DCBP中的一种或几种。
所述促进剂为四苄基二硫代秋兰姆和/或N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯60-90份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物20-40份、耐寒剂8-15份于密炼机的上辅机中混合1-4min得到第一混合物；取润滑剂3-5份、硫化剂3-5份、促进剂1-2份于密炼机的下辅机中进行混合1-4min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼3-5次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为50-70℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置10-15h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于70-90℃下进行混炼1-3min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
所述步骤(1)密炼机内的温度控制在90-120℃。
一种耐低温高强度电缆，导体外挤包绝缘层形成线芯，平行布置的2-6根线芯外依次绕包无纺布绕包层和护套，线芯之间以及线芯与无纺布绕包层之间填充填充物；所述护套材料的材质为所述耐低温高强度电缆料。
本发明的有益效果：本发明制备的耐低温高强度电缆料，在-50℃条件下仍然能保持较高的力学性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率。改性聚氯乙烯和马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物主料的复合使用，协同增加力学性能。本发明加入的复合抗寒剂，也显著增加了材料在低温下的力学性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、耐寒剂12份、石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.8％；所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入180份氯乙烯单体、15份硅烷偶联剂kh560、4份聚氧乙烯醚、5份过硫酸钠和1000份去离子水，边搅拌边升温至80℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入180份饱和食盐水进行破乳，静置1.5h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、耐寒剂12份于密炼机的上辅机中混合2min得到第一混合物；取石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份于密炼机的下辅机中进行混合2min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在100℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼4次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为60℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置12h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于80℃下进行混炼2min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
实施例2
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯65份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物25份、耐寒剂10份、硬脂酸钙3份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺3份、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.4％；所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入150份氯乙烯单体、12份硅烷偶联剂kh560、3份聚氧乙烯醚、3份过硫酸钠和800份去离子水，边搅拌边升温至75℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入150份饱和食盐水进行破乳，静置1h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯65份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物25份、耐寒剂10份于密炼机的上辅机中混合4min得到第一混合物；取硬脂酸钙3份、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺3份、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺1份于密炼机的下辅机中进行混合4min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在120℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼5次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为70℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置15h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于90℃下进行混炼3min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
实施例3
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯90份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物40份、耐寒剂15份、季戊四醇硬脂酸酯5份、硫化剂DCBP%205份、四苄基二硫代秋兰姆2份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.8％；所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入200份氯乙烯单体、20份硅烷偶联剂kh560、5份聚氧乙烯醚、6份过硫酸钠和1200份去离子水，边搅拌边升温至85℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入200份饱和食盐水进行破乳，静置2h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯90份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物40份、耐寒剂15份于密炼机的上辅机中混合3min得到第一混合物；取季戊四醇硬脂酸酯5份、硫化剂DCBP%205份、四苄基二硫代秋兰姆2份于密炼机的下辅机中进行混合3min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在115℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼5次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为55℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置15h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于75℃下进行混炼3min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
对比例1
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯100份、耐寒剂12份、石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份；所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入180份氯乙烯单体、15份硅烷偶联剂kh560、4份聚氧乙烯醚、5份过硫酸钠和1000份去离子水，边搅拌边升温至80℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入180份饱和食盐水进行破乳，静置1.5h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯100份、耐寒剂12份于密炼机的上辅机中混合2min得到第一混合物；取石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份于密炼机的下辅机中进行混合2min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在100℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼4次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为60℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置12h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于80℃下进行混炼2min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
对比例2
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物100份、耐寒剂12份、石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.8％；所述耐寒剂为聚异丁烯和磷酸三甲酚酯按照质量比1：1的混合物。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物100份、耐寒剂12份于密炼机的上辅机中混合2min得到第一混合物；取石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份于密炼机的下辅机中进行混合2min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在100℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼4次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为60℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置12h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于80℃下进行混炼2min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
对比例3
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、聚异丁烯12份、石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.8％。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入180份氯乙烯单体、15份硅烷偶联剂kh560、4份聚氧乙烯醚、5份过硫酸钠和1000份去离子水，边搅拌边升温至80℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入180份饱和食盐水进行破乳，静置1.5h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、聚异丁烯12份于密炼机的上辅机中混合2min得到第一混合物；取石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份于密炼机的下辅机中进行混合2min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在100℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼4次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为60℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置12h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于80℃下进行混炼2min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
对比例4
一种耐低温高强度电缆料，由如下重量份数的原料制成：改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、磷酸三甲酚酯12份、石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份；所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物的接枝率为1.8％。
所述改性聚氯乙烯的制备方法为：按照重量份数，在反应釜中依次加入180份氯乙烯单体、15份硅烷偶联剂kh560、4份聚氧乙烯醚、5份过硫酸钠和1000份去离子水，边搅拌边升温至80℃，进行乳液聚合，反应结束后，加入180份饱和食盐水进行破乳，静置1.5h后抽滤，经水洗、干燥后，即得到改性聚氯乙烯。
所述耐低温高强度电缆料的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)按重量份数，取改性聚氯乙烯70份、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物30份、磷酸三甲酚酯12份于密炼机的上辅机中混合2min得到第一混合物；取石蜡4份、2-巯基-1,3,4-噻二唑4份、四苄基二硫代秋兰姆1.5份于密炼机的下辅机中进行混合2min得到第二混合物；将所述第一混合物和所述第二混合物在密炼机中进行混炼得到第三混合物；密炼机内的温度控制在100℃；
(2)所述第三混合物自动卸料至开炼机上，翻炼4次后得到第一胶料，控制开炼机的滚轴温度为60℃；将所述第一胶料于压延机上压延出片；
(3)将压延后的所述第一胶料于室温下放置12h得到第二胶料，将所述第二胶料置于所述密炼机中于80℃下进行混炼2min；
(4)将所述第三胶料重复操作步骤(2)进行所述翻炼与所述压延出片，最后得到耐低温高强度电缆料。
实验例：
分别在0℃、-25℃和﹣50℃温度环境下放置实施例1-3及对比例1-4的电缆料，100h后采用GB/T1040-1992标准进行拉伸强度和断裂伸长率检测，结果如表1-2所示：
表1拉伸强度测试(单位MPa)
注：*代表与实施例1比较P<0.05。
表2断裂伸长率(单位％)
注：*代表与实施例1比较P<0.05。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
