[发明专利]一种复合高分子绝缘材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，特别是涉及一种复合高分子绝缘材料及其制备方法。

背景技术

电线电缆、护套料、电器配件等所用的绝缘材料通常为聚烯烃类绝缘材料，其所使用的原料基体通常为纯聚烯烃，抗日光老化剂、颜料和补强剂通常为炭黑，具有价格昂贵、显著降低基体绝缘性能和力学性能等缺点，尤其是户外使用的电线电缆、护套料等，由于寒冷地区冬夏温差较大，容易损坏。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种复合高分子绝缘材料及其制备方法，能够降低原材料的价格，且不影响绝缘材料的电性能和力学性能，且显著其提高耐低温性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合高分子绝缘材料，其成分包括：基体材料、润滑剂、抗氧剂、交联剂，所述基体材料包括：聚乙烯、煤和聚氯乙烯；所述复合高分子电绝缘材料的成分还包括耐寒性增塑剂，可耐-35～-10℃的寒冷温度。

在本发明一个较佳实施例中，所述耐寒增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯中的至少一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述各组分的重量份组成为：聚乙烯 25、煤30、聚氯乙烯45、润滑剂10、抗氧剂 2、交联剂4，耐寒性增塑剂 5。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种复合高分子绝缘材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）煤的表面改性：在带搅拌、加热、回流装置的不锈钢反应容器中放入正辛烷和煤，再加入催化剂AlCl₃，在搅拌下加入十六醇，然后加热升温至100℃，反应8h后，过滤得到改性煤；

（2）制备复合高分子母粒：按配方向高速混合机中加入步骤（1）中改性的煤、润滑剂、抗氧剂和耐寒性增塑剂，混合10min后，用双螺杆挤出机挤出造粒；

（3）共混：按配方将步骤（2）中制备的母粒和聚氯乙烯加入130℃的双辊开炼机，熔融包辊后，加入交联剂，混炼10min至均匀，打包下片；

（4）硫化成型：将步骤（3）中得到的混炼片置于平板硫化机上在180℃×10MPa×20min的条件下硫化成型，室温停放24h后测试性能。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述AlCl₃和煤质量比例为1:100。

本发明的有益效果是：本发明一种复合高分子绝缘材料，其制备方法科学合理，有效提高了各组分的分散性能，通过煤和耐寒剂的创造性加入，在不降低材料的力学性能和绝缘性能的前提下降低了原料成本，使复合绝缘材料的脆性温度显著降低，有效提高了其耐低温性能，解决了含量地区因温差造成的绝缘电线电缆使用寿命低的难题。 

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

聚乙烯 25、煤30、聚氯乙烯45、润滑剂10、抗氧剂 2、交联剂4，邻苯二甲酸二辛酯2、邻苯二甲酸二丁酯1、己二酸二辛酯2；制备方法如下： 

（1）煤的表面改性：在带搅拌、加热、回流装置的不锈钢反应容器中放入正辛烷和100煤，使煤全部进入正辛烷中，再加入1g催化剂AlCl₃，在搅拌下加入500mL十六醇，然后加热升温至100℃，反应8h后，过滤得到改性煤；

（2）制备复合高分子母粒：按配方向高速混合机中加入步骤（1）中改性的煤、润滑剂、抗氧剂和耐寒性增塑剂，混合10min后，用双螺杆挤出机挤出造粒；双螺杆挤出机的挤出温度为220℃，螺杆转速为100r/min。

（3）共混：按配方将步骤（2）中制备的母粒和聚氯乙烯加入130℃的双辊开炼机，熔融包辊后，加入交联剂，混炼10min至均匀，打包下片；

（4）硫化成型：将步骤（3）中得到的混炼片置于平板硫化机上在180℃×10MPa×20min的条件下硫化成型，室温停放24h后测试性能。

上述方法制备的复合高分子绝缘材料的性能如下：

拉伸强度27MPa、断裂伸长率 230%、缺口冲击强度12kJ/m²、电阻率6.0×10¹⁵Ω·cm、脆性温度-25℃。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。