[发明专利]一种电线电缆用铁氟龙半导体薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯薄膜，尤其涉及一种电线电缆用铁氟龙半导体薄膜及其制备方法。

背景技术

半导体材料在电线电缆中主要起着均衡电场的作用，此半导体材料最为普通的如PE、TPE等，但是PE、TPE电线电缆阻燃性能差，随着市场的发展和人们对环保安全意识及高性能需求的提高，现有的PE、TPE电线电缆不能满足要求。

铁氟龙(化学名称聚四氟乙烯，英文简称PFFE)具有耐高低温，不燃烧等特点是一个很好的绝缘和阻燃的材料。现有国内多家企业具有生产铁氟龙薄膜的能力，制备方法和生产工艺大同小异，由于铁氟龙半导体膜是PTFE树脂(白色)按照一定比例加入导电材料(大多为黑色)，PTFE作为基材的一种混合体，两者混合的比例和均匀程度直接影响的产品的品质和使用效果，目前国内的混合效果和配方基本上达不到要求，大部分出现炭黑在PTFE粉末中分散不均匀，白点现象严重，其中白点就是PTFE颗粒，所以市面上大多数产品只适合普通用途领域诸如防腐、绝缘、耐高温、耐磨等场合的使用，没有专业针对电线电缆所需半导体材料的研发运用。

我对铁氟龙膜做为半导体材料的研发，通过一定比例的配方加入一些导电材料将其铁氟龙具有半导体特性，再经过机械加工成为薄膜，将其薄膜缠绕在电线电缆里面均衡电场又起到阻燃的效果，替代了PE、TPE电线电缆在阻燃方面的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电线电缆用铁氟龙半导体薄膜，在具有半导体特性的同时，具有良好的阻燃性，克服了PE、TPE电线电缆阻燃性能差的缺陷，且可达到超薄厚度。本发明还提供了所述电线电缆用铁氟龙半导体薄膜的制备方法。

本发明的第一个方面是提供一种用于半导体的聚四氟乙烯组合物，按照重量百分比计，所述聚四氟乙烯组合物由聚四氟乙烯92～98wt％和炭黑2～8wt％组成。

进一步地，所述聚四氟乙烯的平均粒径为20～35μm，所述炭黑的粒径为800～1000目。

本发明的第二个方面是提供一种电线电缆用铁氟龙半导体薄膜，采用权利要求1～2中任意一项所述的聚四氟乙烯组合物制备而成。

本发明的第三个方面是提供本发明第二个方面所述的电线电缆用铁氟龙半导体薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，取聚四氟乙烯和炭黑，混合均匀；

步骤2，模压成型；

步骤3，高温烧结；

步骤4，机械加工成膜，延压定向即得。

进一步地，步骤1中，混合经过初混、预混、高速混合和过筛四道工序，混合过程控制0.5～3min内。

进一步地，步骤2模压成型过程中，压制速度控制在20～50mm/min，排气次数15～30次，至压力达到预定压力开始保压5～20min，其中，预定压力F＝制品截面积S/油缸活塞面积s×单位压力P，P＝250～300kgf。

进一步地，步骤3高温烧结包括升温、最高保温温度下保温和降温三个阶段；其中，升温过程中升温速度为30～60℃/h，且升温过程中有3～5段保温段，每次保温30～180min；最高保温温度为360～380℃，保温600～900min；降温速度为20～40℃/h，且降温过程中有3～5段保温段，在325±5℃时保温至少60min，其余每次保温30～180min。

进一步地，步骤4中延压定向时，两辊的温度在90～180℃，压延倍数为1.2～2.5倍。

本发明的第四个方面是提供本发明第一个方面所述的聚四氟乙烯组合物在电线电缆中的应用。

本发明提供优化组分配比，选择合适粒径大小保证混合均匀，通过一定的混合方式，解决了炭黑在聚四氟乙烯粉末中混合分散不均的问题，使产品的品质高、效果好，在具有半导体特性的同时，具有良好的阻燃性，将本发明薄膜缠绕在电线电缆里面可以均衡电场又起到阻燃的效果，解决了PE、TPE电线电缆阻燃性能差的缺陷，且价格同比进口便宜了30％以上，填补了国内空白，本发明的薄膜还可以做到超薄厚度(可达到0.02mm)，本发明打破了现有市面上流通的填充黑色的铁氟龙薄膜基本用在其它普通的功能性要求不高的领域的局面。

具体实施方式

铁氟龙半导体膜是PTFE树脂(白色)按照一定比例加入导电材料(大多为黑色)，PTFE作为基材的一种混合体，两者混合的比例和均匀程度直接影响的产品的品质和使用效果。