一种铁路机车车辆用氟塑料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氟塑料电缆料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：聚全氟乙丙烯树脂57-81、乙烯-辛烯共聚物22-36、碳酸丙烯酯8-14、水合硅酸镁超细粉17-23、锂长石粉14-18、三聚磷酸二氢铝10-15、二缩三乙二醇二苯甲酸酯12-17、对二甲氨基苯甲酸乙酯 7-11、复合阻燃剂13-19、二马来酸单丁酯二正辛基锡1.5-2.5、三聚甘油单硬脂酸酯2-3、液体石蜡5-8、对苯二甲基二甲醚2-3、二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯1-2。本发明制得的电缆料综合性能优异，不仅具有较高的机械强度和较好的电绝缘性能，还具有优良的阻燃性、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性、热稳定性、耐老化等性能，应用前景广阔。

1.  一种铁路机车车辆用氟塑料电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚全氟乙丙烯树脂57-81、乙烯-辛烯共聚物22-36、碳酸丙烯酯 8-14、水合硅酸镁超细粉 17-23、锂长石粉14-18、三聚磷酸二氢铝 10-15、二缩三乙二醇二苯甲酸酯12-17、对二甲氨基苯甲酸乙酯 7-11、复合阻燃剂13-19、二马来酸单丁酯二正辛基锡1.5-2.5、三聚甘油单硬脂酸酯2-3、液体石蜡5-8、对苯二甲基二甲醚2-3、二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯 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氟塑料电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将聚全氟乙丙烯树脂、碳酸丙烯酯、水合硅酸镁超细粉、二缩三乙二醇二苯甲酸酯、二马来酸单丁酯二正辛基锡加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到85-105℃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A；
（2）将乙烯-辛烯共聚物、三聚磷酸二氢铝、对二甲氨基苯甲酸乙酯、三聚甘油单硬脂酸酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到90-110℃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3-7min 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氟塑料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氟塑料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强度低、耐化学腐蚀性差、耐热性、耐磨性差的缺点，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综合性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种机械强度高、耐热性好、耐磨性好、耐化学腐蚀性好的铁路机车车辆用氟塑料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氟塑料电缆料，由以下重量份的原料制成：聚全氟乙丙烯树脂57-81、乙烯-辛烯共聚物22-36、碳酸丙烯酯8-14、水合硅酸镁超细粉17-23、锂长石粉14-18、三聚磷酸二氢铝10-15、二缩三乙二醇二苯甲酸酯12-17、对二甲氨基苯甲酸乙酯7-11、复合阻燃剂13-19、二马来酸单丁酯二正辛基锡1.5-2.5、三聚甘油单硬脂酸酯2-3、液体石蜡5-8、对苯二甲基二甲醚2-3、二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯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氟塑料电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚全氟乙丙烯树脂、碳酸丙烯酯、水合硅酸镁超细粉、二缩三乙二醇二苯甲酸酯、二马来酸单丁酯二正辛基锡加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到85-105℃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A；
(2)将乙烯-辛烯共聚物、三聚磷酸二氢铝、对二甲氨基苯甲酸乙酯、三聚甘油单硬脂酸酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到90-110℃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3-7min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：
本发明制得的电缆料综合性能优异，不仅具有较高的机械强度和较好的电绝缘性能，还具有优良的阻燃性、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性、热稳定性、耐老化等性能，应用前景广阔。
具体实施方式
一种铁路机车车辆用氟塑料电缆料，由以下重量(kg)的原料制成：聚全氟乙丙烯树脂76、乙烯-辛烯共聚物28、碳酸丙烯酯10、水合硅酸镁超细粉19、锂长石粉16、三聚磷酸二氢铝11、二缩三乙二醇二苯甲酸酯14、对二甲氨基苯甲酸乙酯9、复合阻燃剂15、二马来酸单丁酯二正辛基锡2、三聚甘油单硬脂酸酯2.5、液体石蜡6、对苯二甲基二甲醚2.5、二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯1.5；
所述复合阻燃剂的制备方法如下：
(1)按质量比5:2:1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500r/min球磨1.5h；
(2)将上述球磨得到的粉末加水搅拌配制成浓度为44g/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1:1.5；超声分散12min，然后水浴加热至75℃，在搅拌和超声的同时滴加2mol/L氢氧化钠溶液，直至溶液PH＝8.5，停止滴加，恒温搅拌1h，过滤，烘干，研磨，过100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5倍量的去离子水，搅拌均匀后再加入相当于溶液重量40％的步骤(2)制得的粉体，350r/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7％的邻苯二甲酸二乙酯、4.5％的羊毛脂、3％的鳄梨油酸聚氧乙烯酯、1.5％的亚磷酸二正丁酯，2000r/min高速分散5min，烘干，研磨，过100目筛即可。
一种铁路机车车辆用氟塑料电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚全氟乙丙烯树脂、碳酸丙烯酯、水合硅酸镁超细粉、二缩三乙二醇二苯甲酸酯、二马来酸单丁酯二正辛基锡加入到高速混合机中高速搅拌，当物 料温度达到85-105℃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A；
(2)将乙烯-辛烯共聚物、三聚磷酸二氢铝、对二甲氨基苯甲酸乙酯、三聚甘油单硬脂酸酯加入到高速混合机中高速搅拌，当物料温度达到90-110℃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3-7min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：