[发明专利]一种高强度特种电缆用复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于特种电缆用复合材料领域，具体涉及一种高强度特种电缆用复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电力技术的发展，电缆的应用领域不断扩展，应用的地域也日益广博。根据使用环境的不同，对电缆的技术参数要求逐渐发生偏向性的要求，从而发展起来种类繁多，技术参数侧重不同的各种特种电缆。常见的特种电缆有：防火电缆、发热电缆、环保电缆等等。现有技术中，根据特种电缆的需求，往往采用新结构、新材料、新工艺制备形成适合需求的特种电缆。

现有技术中，往往采用改变电缆的结构来提高电缆的强度，例如：CN201520224571.3公开了一种高强度耐高温抗压电缆，包括电缆主体、电缆缆芯和导体，电缆主体内部水平均匀设有四个电缆缆芯，电缆缆芯内部设有七个导体，七个导体中的一个位于电缆缆芯中心处，另外六个导体围绕电缆缆芯圆心均匀排布，每个导体外壁上都包裹有聚氯乙烯绝缘层，电缆缆芯内部填充有石棉填充层，电缆缆芯外壁上包裹有聚对苯二甲酸丁二醇酯绝缘层，电缆主体内部填充有氮化硅颗粒填充层，电缆主体内部上下两侧都水平设有钛合金板，本实用新型高强度耐高温抗压电缆，具有较好的耐高温性能、抗干扰性能，工作安全而稳定，电缆的使用寿命长，并且在电缆内部加入了钛合金板，大大的提供了电缆的抗压能力和抗折弯能力。也有采用对材料的改进提高电缆的强度的事例，例如：CN201510505332.X公开了一种耐老化耐油高强度复合电缆材料，其原料包括以下组分：丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、硬脂酸、氧化锌、硫磺、煅烧陶土、滑石粉、硼酸锌、纳米氢氧化铝、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、促进剂DM、促进剂TMTD、防老剂RD、抗氧剂、环氧糠油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、磷酸三辛酯、硅烷偶联剂。本发明所述耐老化耐油高强度复合电缆材料，具有强度高，耐老化性、耐油性能优异的特点，用其制作的电缆能满足多种场合的要求，应用前景广阔。

尤其是在材料领域的改进，多是依赖添加各种无机填料来实现，然而，必然导致有机、无机界面的增多，常常在使用过程中这种界面恰恰是缺陷容易发生的区域。因此，现有技术中亟需提供一种能够降低有机、无机界面缺陷产生率的新的采用，使其提高特种电缆在满足其他需求的条件下，能够保证较高的强度要求。

发明内容

本发明旨在解决但不限于如下技术问题：保证特种电缆用复合材料的耐高温、耐火等性能，同时减少有机、无机界面缺陷产生率，提高特种电缆的强度，保证使用过程中特种电缆的耐用性和可靠性。

首先，本发明提供了一种高强度特种电缆用复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）氮化硅晶须、氧化锆晶须的改性

将氮化硅晶须、氧化锆晶须、硅烷偶联剂、乙烯-乙酸乙烯共聚物按质量比：100:(30~150):(1~2.5):(20~55)于70~110℃下熔融混炼约5~25min，形成乙烯-乙酸乙烯共聚物改性的氮化硅晶须和氧化锆晶须；

（2）三氧化钼、氧化镁的改性

将三氧化钼、氧化镁、硅烷偶联剂、超支化聚氨酯单体、引发剂按质量比：10:(50~160):(0.3~1.8):(6~18):(0.01~0.09)于95~100℃下熔融混炼约10~60min，形成超支化聚氨酯改性的三氧化钼和氧化镁；

（3）高强度特种电缆用复合材料的制备

将聚醚醚酮、聚乙烯、聚酰亚胺、超支化聚氨酯改性的三氧化钼和氧化镁、过氧化二异丙苯、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性的氮化硅晶须和氧化锆晶须按比例在高速混合机中混合均匀，经双螺杆挤出机熔融共混挤出，经切粒机造粒获得高强度特种电缆用复合材料。

作为基础聚合物材料，为使耐低温、抗冲击性能提高，本发明将高性能的工程用聚醚醚酮、聚乙烯和聚酰亚胺按比例进行复合并进行相应的改性能够大幅度提升其作为耐低温特种电缆护套材料的性能。步骤（3）中各原料的比例按重量份为：

聚醚醚酮30-50

聚乙烯15-30

聚酰亚胺45-60

超支化聚氨酯改性的三氧化钼和氧化镁8-12

过氧化二异丙苯0.3-0.8

乙烯-乙酸乙烯共聚物改性的氮化硅晶须和氧化锆晶须3-7.5。