[发明专利]一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆材料领域，具体涉及一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法。

背景技术

电缆是用一根或多根导线经过绞合制作成导体线芯，再在导体上施以相应的绝缘层，外面包上密封护套而形成的导线，主要由线芯、绝缘层、屏蔽层和护套层构成。电缆具有占用地面和空间少；供电安全可靠，触电可能性小；有利于提高电力系统的功率因数；运行、维护工作简单方便；有利于美化城市，具有保密性等诸多优点，被广泛应用于生活和生产中的各个领域。

电缆护套层的作用是密封保护电缆免受外界杂质和水分的侵入，防止外力直接损坏电缆绝缘层。电缆护套层材料不仅要求密封性好、防腐性高、机械强度高、阻燃性好，还应当具有一定的耐磨性。聚己内酰胺材料也可作为电缆护套层材料，虽然聚己内酰胺耐磨性较好，用于电缆护套层后，电缆也不适合在高磨损环境中长期使用。因此，现有技术中采用了多种改性方法来提高聚己内酰胺材料的耐磨性，如：添加耐磨的无机材料、对聚己内酰胺进行交联、参杂耐磨树脂材料等方法，但由于原材料选择的针对性差或聚己内酰胺聚合度没进行控制等，造成得到的聚己内酰胺材料要么耐磨性达不到要求，要么耐磨性高却加工性差，不利于电缆护套层的加工等，严重影响了该类电缆的生产和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电缆护套层使用的聚己内酰胺材料耐磨性不足的缺陷，提供一种聚己内酰胺改性电缆材料及其制备方法；本发明将经过改性处理的陶瓷颗粒添加到聚己内酰胺中并进行混合改性，显著的提高了聚己内酰胺的耐磨性能，且保留了较好的加工性，将该聚己内酰胺材料用于电缆的护套层，能显著增加电缆在高磨损环境中的使用寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚己内酰胺改性电缆材料，包括以下重量份原材料制备而成：10-18份的陶瓷颗粒、0.001-0.003份的石墨烯，12-15份的改性剂、15-25份的聚氟乙烯、45-60份的聚己内酰胺、0.3-0.8份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂。

本发明一种聚己内酰胺改性电缆材料，根据陶瓷颗粒和交联能增加聚己内酰胺耐磨性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高陶瓷颗粒与聚己内酰胺之间的相容性，使陶瓷颗粒对聚己内酰胺的耐磨性增强作用更好，还通过控制聚己内酰胺的聚合度来使改性后的聚己内酰胺材料在耐磨性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚己内酰胺材料在具有优异的耐磨性的条件下，也符合制备电缆护套层所需要的加工性，从而能大量生产在高磨损环境中的使用寿命更长的电缆。

上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中石墨烯能与陶瓷颗粒协同作用，在不明显影响聚己内酰胺材料电性能的前提下，显著增加聚己内酰胺材料的耐磨性；石墨烯的量需要控制在规定范围内，用量过大，聚己内酰胺材料电阻率大幅降低，绝缘性降低，不适合用于电缆护套层；用量过少，对聚己内酰胺材料耐磨性增加作用小，作用效果不明显；优选的，所述的石墨烯用量为0.002份。

上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，所述的陶瓷颗粒粒径为0.01-2μm；陶瓷颗粒粒径越小，分散性越差，对聚己内酰胺耐磨性的增强作用降低，陶瓷颗粒粒径越大，在聚己内酰胺相中相容性越差，容易出现界面分离，影响聚己内酰胺材料的耐磨性；优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.1-1μm；最优选的，所述的陶瓷颗粒粒径为0.3-0.6μm。

其中，优选的，所述的陶瓷颗粒为氧化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷中的一种或多种；该陶瓷颗粒在多种原料的作用下，与聚己内酰胺的相容性更好，对聚己内酰胺的耐磨性增强作用最佳。

上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，所述的改性剂为聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈组成的混合物；所述的改性剂既改善陶瓷颗粒与聚己内酰胺的相容性，还能增加材料耐磨性；优选的，所述的改性剂中聚丙烯酸酯与聚丁二烯丙烯腈的物质的量之比为1︰2。

上述一种聚己内酰胺改性电缆材料，其中，聚氟乙烯的聚合度越大，交联后得到的聚己内酰胺耐磨性越差，加工性越好，聚氟乙烯的聚合物越小，则交联后聚丙烯酸耐磨性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚氟乙烯聚合度，是平衡耐磨性和加工性的重要手段。所述的聚氟乙烯聚合度为80-180；优选的，所述的聚氟乙烯的聚合度为100-150；最优的，所述的聚氟乙烯的聚合度为120；通过优选，得到的聚己内酰胺既具有优异的耐磨性，也具有较好的加工性，适合用于制备电缆护套层。