一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯 78-94、聚对苯二甲酰对苯二胺 20-30、玄武岩纤维 22-28、乙酰基柠檬酸三正丁酯 15-20、复合阻燃剂 18-24、三羟甲基丙烷椰油酯4-6、异硬脂醇月桂酸酯3-5、二月桂酸二丁基锡3-4、亚磷酸一苯二异辛酯2-3、二硬脂酸羟基铝2-3、钛酸钾晶须13-17、软木粉10-15、间苯二酚单苯甲酸酯2-3、二丁基二硫代氨基甲酸镍1-2。本发明电缆料不仅具有优异的抗开裂性，在低温、冲击力等长期作用下不易开裂，同时具有较高的机械强度、较好的电绝缘性和优良的阻燃性能，实现了电性能、阻燃性能、机械性能和抗开裂性的有机统一，且制造容易，取材广泛，成本较低，使用性能好。

1.  一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯 78-94、聚对苯二甲酰对苯二胺 20-30、玄武岩纤维 22-28、乙酰基柠檬酸三正丁酯 15-20、复合阻燃剂 18-24、三羟甲基丙烷椰油酯4-6、异硬脂醇月桂酸酯3-5、二月桂酸二丁基锡3-4、亚磷酸一苯二异辛酯2-3、二硬脂酸羟基铝2-3、钛酸钾晶须13-17、软木粉10-15、间苯二酚单苯甲酸酯2-3、二丁基二硫代氨基甲酸镍1-2；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
    （1）按质量比4-5:2-3:1的比例称取硬硼钙石、蒙脱土和钼酸镁，混合均匀，粉碎，过80-120目筛，然后500-600r/min球磨1-2h；
    （2）将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为40-50g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L AlCl₃溶液，使 AlCl₃与步骤（1）球磨得到的粉末的质量比为1:1-2；超声分散10-15min，然后水浴加热至70-80℃，在搅拌和超声的同时滴加2mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH=8-9，停止滴加，恒温搅拌1-2h，过滤，烘干，研磨，过100-150目筛，即得氢氧化铝一次包覆处理的粉体；
    （3）按摩尔比7-10:7-10:2-3:1-1.5的比例称取硫酸锌、硼砂、聚丙烯酰胺、氧化锌，取硫酸锌加5-10倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量40-50%的步骤（2）制得的粉体，300-500r/min分散0.5-1h，然后加入硼砂、氧化锌、聚丙烯酰胺，搅拌升温至90-100℃，并保持反应体系PH=5-6，保温反应6-8h，过滤，烘干，即得硼酸锌二次包覆处理的粉体；
（4）上述步骤（3）制得的粉体中加入5-10%的邻苯二甲酸二乙酯、3-6%的羊毛脂、2-3%的鳄梨油酸聚氧乙烯酯、1-2%的亚磷酸二正丁酯，1500-2000r/min高速分散5-10min，烘干，研磨，过100-150目筛即可。

2.      根据权利要求1所述的铁路机车车辆用抗开裂电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将线性低密度聚乙烯、玄武岩纤维、乙酰基柠檬酸三正丁酯、三羟甲基丙烷椰油酯、二硬脂酸羟基铝加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到80-100℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；得混合料A；
（2）将聚对苯二甲酰对苯二胺、异硬脂醇月桂酸酯、亚磷酸一苯二异辛酯、钛酸钾晶须加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-90℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至35-45℃时出料；得混合料B；
（3）将上述制得的混合料A、混合料B以及余下原料一同加入到高速混合机中高速混合5-8min 后放料，再转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。

一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆料，具体涉及一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料及其制备方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，电线电缆在铁路机车车辆行业中得到了广泛的应用。近几年铁路机车车辆电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视。电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体严重妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。同时目前市场上的铁路机车车辆电缆料还普遍存在着抗开裂性差的缺点，导致其使用寿命短，无法满足市场需求。因此，急需改变传统铁路机车车辆电缆料配方，开发一种全新的铁路机车车辆电缆料，以提高铁路机车车辆电线电缆的抗开裂性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料，由以下重量份的原料制成：线性低密度聚乙烯78-94、聚对苯二甲酰对苯二胺20-30、玄武岩纤维22-28、乙酰基柠檬酸三正丁酯15-20、复合阻燃剂18-24、三羟甲基丙烷椰油酯4-6、异硬脂醇月桂酸酯3-5、二月桂酸二丁基锡3-4、亚磷酸一苯二异辛酯2-3、二硬脂酸羟基铝2-3、钛酸钾晶须13-17、软木粉10-15、间苯二酚单苯甲酸酯2-3、二丁基二硫代氨基甲酸镍1-2；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
(1)按质量比4-5:2-3:1的比例称取硬硼钙石、蒙脱土和钼酸镁，混合均匀，粉碎，过80-120目筛，然后500-600r/min球磨1-2h；
(2)将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为40-50g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L AlCl₃溶液，使AlCl₃与步骤(1)球磨得到的粉末的质量比为1:1-2；超声分散10-15min，然后水浴加热至70-80℃，在搅拌和超声的 同时滴加2mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH＝8-9，停止滴加，恒温搅拌1-2h，过滤，烘干，研磨，过100-150目筛，即得氢氧化铝一次包覆处理的粉体；
(3)按摩尔比7-10:7-10:2-3:1-1.5的比例称取硫酸锌、硼砂、聚丙烯酰胺、氧化锌，取硫酸锌加5-10倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量40-50％的步骤(2)制得的粉体，300-500r/min分散0.5-1h，然后加入硼砂、氧化锌、聚丙烯酰胺，搅拌升温至90-100℃，并保持反应体系PH＝5-6，保温反应6-8h，过滤，烘干，即得硼酸锌二次包覆处理的粉体；
(4)上述步骤(3)制得的粉体中加入5-10％的邻苯二甲酸二乙酯、3-6％的羊毛脂、2-3％的鳄梨油酸聚氧乙烯酯、1-2％的亚磷酸二正丁酯，1500-2000r/min高速分散5-10min，烘干，研磨，过100-150目筛即可。
上述复合阻燃剂是先将硬硼钙石、蒙脱土和钼酸镁三种无机物混合制成粉体，然后再依次在混合粉体表面包覆氢氧化铝、硼酸锌，最后用邻苯二甲酸二乙酯、羊毛脂、鳄梨油酸聚氧乙烯酯、亚磷酸二正丁酯对包覆粉体进行表面改性，提高包覆粉体与高分子聚合物的相容性，该方法实现了硬硼钙石、蒙脱土、钼酸镁、氢氧化铝和硼酸锌这几种无机阻燃剂的化学复合，最大程度地发挥上述无机组分的协同阻燃抑烟效应，显著提高复合无机阻燃剂的阻燃效果。
本发明的铁路机车车辆用抗开裂电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、玄武岩纤维、乙酰基柠檬酸三正丁酯、三羟甲基丙烷椰油酯、二硬脂酸羟基铝加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到80-100℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；得混合料A；
(2)将聚对苯二甲酰对苯二胺、异硬脂醇月桂酸酯、亚磷酸一苯二异辛酯、钛酸钾晶须加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-90℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至35-45℃时出料；得混合料B；
(3)将上述制得的混合料A、混合料B以及余下原料一同加入到高速混合机中高速混合5-8min后放料，再转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。
本发明的有益效果：
本发明电缆料不仅具有优异的抗开裂性，在低温、冲击力等长期作用下不易 开裂，同时具有较高的机械强度、较好的电绝缘性和优良的阻燃性能，实现了电性能、阻燃性能、机械性能和抗开裂性的有机统一，且制造容易，取材广泛，成本较低，使用性能好。
具体实施方式
一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料，由以下重量(kg)的原料制成：线性低密度聚乙烯85、聚对苯二甲酰对苯二胺25、玄武岩纤维26、乙酰基柠檬酸三正丁酯18、复合阻燃剂20、三羟甲基丙烷椰油酯5、异硬脂醇月桂酸酯4、二月桂酸二丁基锡3、亚磷酸一苯二异辛酯2.5、二硬脂酸羟基铝3、钛酸钾晶须15、软木粉12、间苯二酚单苯甲酸酯2.5、二丁基二硫代氨基甲酸镍1；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
(1)按质量比4:3:1的比例称取硬硼钙石、蒙脱土和钼酸镁，混合均匀，粉碎，过80目筛，然后600r/min球磨1h；
(2)将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为40g/L的悬浮液，再加入一定体积的1mol/L AlCl₃溶液，使AlCl₃与步骤(1)球磨得到的粉末的质量比为1:1；超声分散10min，然后水浴加热至80℃，在搅拌和超声的同时滴加2mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH＝9，停止滴加，恒温搅拌1h，过滤，烘干，研磨，过120目筛，即得氢氧化铝一次包覆处理的粉体；
(3)按摩尔比7:7:2:1的比例称取硫酸锌、硼砂、聚丙烯酰胺、氧化锌，取硫酸锌加6倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量45％的步骤(2)制得的粉体，400r/min分散1h，然后加入硼砂、氧化锌、聚丙烯酰胺，搅拌升温至100℃，并保持反应体系PH＝5，保温反应6h，过滤，烘干，即得硼酸锌二次包覆处理的粉体；
(4)上述步骤(3)制得的粉体中加入8％的邻苯二甲酸二乙酯、5％的羊毛脂、2％的鳄梨油酸聚氧乙烯酯、2％的亚磷酸二正丁酯，1600r/min高速分散8min，烘干，研磨，过150目筛即可。
一种铁路机车车辆用抗开裂电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将线性低密度聚乙烯、玄武岩纤维、乙酰基柠檬酸三正丁酯、三羟甲基丙烷椰油酯、二硬脂酸羟基铝加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到80-100℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至40-50℃时出料；得 混合料A；
(2)将聚对苯二甲酰对苯二胺、异硬脂醇月桂酸酯、亚磷酸一苯二异辛酯、钛酸钾晶须加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到70-90℃时，将物料放入冷混机中低速搅拌，当物料冷却至35-45℃时出料；得混合料B；
(3)将上述制得的混合料A、混合料B以及余下原料一同加入到高速混合机中高速混合5-8min后放料，再转入双螺杆挤出机挤出造粒，粒料经干燥、筛选、包装后即得成品。
上述制得的电缆料的性能测试结果如下：