[发明专利]一种聚苯乙烯耐高温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，具体涉及一种聚苯乙烯耐高温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高温性能。

聚苯乙烯是由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，因为其具有电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等优点，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，聚苯乙烯材料也可作为电缆护套层材料。随着电缆在更多领域中的应用，电缆的应用环境也越来越复杂，因而，对电缆的各项性能的要求也越来越高，用单一的聚苯乙烯材料制备得到的电缆性能已不能满足电缆性能的要求，对电缆用聚苯乙烯材料进行改性成为必要。

耐高温性能是电缆需要具备的特殊性能之一，随着电缆应用的范围不断增加，电缆也在更多高温环境中得到应用，因而，对电缆的耐高温性能要求也越来越高，对电缆用聚苯乙烯材料的耐高温性能要求也越来越高。现有技术中也采用了多种方法来提高聚苯乙烯材料的耐高温性，如：添加无机填料和对聚苯乙烯进行交联的方法，但由于原材料选择的针对性较差或没有对聚苯乙烯聚合度进行控制等因素的影响，得到的改性聚苯乙烯材料耐高温性能并没有达到预想的要求，要么加工性好但耐高温性差，要么耐高温性好却加工性变差，从而严重影响了电缆的生产和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电缆用聚苯乙烯材料耐高温性不足的缺陷，提供一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料及其制备方法；本发明将复合热稳定剂添加到聚苯乙烯中并在控制聚苯乙烯聚合度的条件下进行交联改性，显著的提高了聚苯乙烯的耐高温性能，且保留了较好的加工性，将该聚苯乙烯材料用于电缆，能显著增加电缆的耐高温性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料，包括以下重量份原材料制备而成：12-15份的填料、0.3-0.8份的复合热稳定剂、15-20份的聚氟乙烯、40-55份的聚苯乙烯、0.3-0.8份的偶联剂、0.1-0.3份的交联剂。

本发明一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料，根据填料、热稳定剂和交联能增加聚苯乙烯耐高温的基本原理，不仅通过针对性的筛选复合热稳定剂、填料和交联剂的种类，来提高各原料之间的相容性，使填料和热稳定剂对聚苯乙烯的耐高温性能增强作用更好，还通过控制聚苯乙烯材料的聚合度来使改性后的聚苯乙烯材料在耐高温性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚苯乙烯材料在具有优异的耐高温性能的条件下，也满足制备电缆所需要的加工性，从而能大量生产耐高温性好的电缆。

上述一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料，其中，所述的填料为云母粉和玻璃微珠的混合物；填料不仅能影响聚苯乙烯的耐高温性能，还直接影响聚苯乙烯加工性，通过复合使用，能最大程度增加聚苯乙烯的耐高温性，对加工性的影响降低；优选的，所述的填料中云母粉与玻璃微珠的物质的量之比为2︰1；其中，所述的填料粒径为0.01-0.5μm；填料粒径和长度越小，分散性越差，对聚苯乙烯耐高温性能的增强作用降低，填料粒径和长度越大，在聚苯乙烯相中相容性越差，容易出现界面分离，影响聚苯乙烯材料的性能；优选的，所述的填料粒径为0.05-0.2μm；最优选的，所述的填料粒径为0.1μm。

上述一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料，其中，所述的复合热稳定剂为硬脂酸钙与二苯甲酰甲烷组成的混合物；所述的复合热稳定剂之间形成协同增效作用，能显著改善聚苯乙烯材料的耐高温性能；优选的，所述的复合热稳定剂中硬脂酸钙与二苯甲酰甲烷的物质的量之比为2︰1。

上述一种聚苯乙烯耐高温改性电缆材料，其中，聚苯乙烯的聚合度越大，交联后耐高温性能越差，加工性越好，聚苯乙烯的聚合物越小，则交联后耐高温性能越好，加工性越差，因此，选择合理的聚苯乙烯聚合度，是平衡耐高温性能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130；通过优选，得到的聚苯乙烯既具有优异的耐高温性能，也具有较好的加工性，适合用于制备电缆护套层。