[发明专利]一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料

说明书

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，尤其涉及一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料。

背景技术

聚合物由于其价格低廉、质地轻、比强度大，导热系数小和化学稳定性好等特点被广泛的应用于生产生活的各个领域。大多数的聚合物都是良好的电绝缘体，电阻率高，容易产生静电，从而限制其应用。抗静电的危害越来越大，如干扰飞机无线电设备的正常运转，影响飞机的运行，制药厂设备聚合物外壳容易静电吸附尘埃，影响药品纯度等，近几年，国家铁路交通发展迅速，铁路系统的控制越来越复杂，电气控制设备越来越多，对电缆需求量也越来越大。其中抗静电性显得尤其重要。

《导电_抗静电聚合物纳米复合材料的制备及其性能研究》一文中作者利用低熔点金属、碳纳米管等导电填料制备得到导电抗静电聚合物复合材料及纤维，提出了新的制备方法和新原理，采用电导率高、易加工的低熔点金属作为导电填料，通过熔融共混以及固相拉伸等方法，制备出复合纤维，得出聚合物/低熔点导电金属复合纤维具有电阻率随着拉伸倍率的提高而降低的性质，与未含有低导电熔点纤维的复合纤维比较，其复合纤维的强度和断裂伸长率都有所提高。通过在复合纤维中添加碳纳米管和纳米蒙脱土显著降低了金属颗粒粒径，使得复合纤维获得了更加优异的电性能和力学性能。虽然本发明能够解决电缆导电抗静电等方面的要求，但是随着机车技术的发展，对电缆的铺设环境和使用性能要求越来越高，单纯的单一性能已不能满足市场需求，本发明在这基础上进行改进，以期达到耐弯曲性能好、防火阻燃、绿色环保、耐老化等的特性，使其达到铁路工程中对电缆的使用要求。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料，由以下重量份的原料制备制成：聚α烯烃60-68、导电硅微粉9-12、氧化铝5-6、三氧化钼4-6、炭黑8-13、硬脂酸钡2-3、锡铋合金粉6-8、聚丙烯26-33、聚四氟乙烯27-36、二甲基锡3-4、环氧酚醛树脂55-60、去离子水适量。

所述一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料，由以下具体步骤制备制成：

（1）将导电硅微粉、氧化铝和炭黑加到球磨罐中用无水乙醇作为介质球磨2-3h，喷雾干燥后备用；将水性聚氨酯用5-7倍量的去离子水稀释，搅拌均匀后加到上述混合球磨料中，以1400-1600转/分的转速快速搅拌，时间为20-30min，然后转移到水热反应晶化釜中，加入硅烷偶联剂kh550在90-110℃下反应2-3h，反应结束后烘干备用；

（2）将聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6-8h，冷却后切成颗粒，将三氧化钼、锡铋合金粉、硬脂酸钡和预处理的聚丙烯粒料按照配比在高速搅拌机中混合均匀，然后加到双螺杆挤出机挤出造粒，再将颗粒在80℃下烘干4-5h，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸纤维；

（3）将剩余其余的成分按照配方量和步骤（1）制备的产物通过密炼机熔融共混，温度为160-175℃，时间为15-25min，再使用开炼机将步骤（2）制备的产物混入上述复合材料中，最后通过单螺杆挤出机造粒，再将粒子在10-15m/min的挤出速率下，通过挤压模挤出成缆材冷却至常温即可。

本发明的优点是：本发明通过使用低熔点金属作为导电填料，结合熔融混合和固相拉伸的手段，制备了导电、抗静电复合纤维，使其拥有良好的强度和断裂伸长率，且具有优异的导电性能和力学性能，解决了金属与基体材料相容性差、容易氧化导致电导率下降的问题，利用水性聚氨酯对导电填料进行改性，提高了其在高分子基体材料中分散性和相容性，并且在基体材料中形成良好的导电网络，抗静电能力好，避免发生安全隐患，本发明制备的电缆材料原料来源广泛，制备工艺简单，操作简便，成本低，效率高，具有很高的社会效益和经济效益，值得推广。

具体实施方式

一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：聚α烯烃60、导电硅微粉9、氧化铝5、三氧化钼4、炭黑8、硬脂酸钡2、锡铋合金粉6、聚丙烯26、聚四氟乙烯27、二甲基锡3、环氧酚醛树脂55、去离子水适量。

所述一种具有PTC特性的机车用复合电缆材料，由以下具体步骤制备制成：