一種皂石改性電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術領域，尤其涉及一種皂石改性電纜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚乳酸是環(huán)境友好材料，具有良好的物理性能，生物相容性和可降解性能.但是，聚乳酸耐熱性、韌性和結(jié)晶性能較差，制約了它的應用，因此，聚乳酸改性一直是聚乳酸研究的熱點，主要改性方法有共聚改性、共混改性和摻雜填料技術等，其中采用共混改性較為常用，近年來通過制備聚乳酸/層狀硅酸鹽納米復合材料，以提高聚合物材料的綜合性能已成為研究熱點，皂石是我國新疆所特有的三八面體結(jié)構(gòu)的層狀硅酸鹽，因具有優(yōu)異的表面性能、膨脹性能、陽離子交換能力而備受關注，為了提高皂石和聚合物的界面相容性，皂石有機化改性非常關鍵，由于有機化改性后皂石的層間距增大，有利于聚合物獲得插層或剝離的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對聚合物材料的納米改性，從而提高聚合物的性能，目前研究最多的皂石改性劑主要是烷基季銨鹽，而黃腐植酸季銨鹽改性皂石等方面的研究則很少報道。
[0003]電纜料如果耐熱性差，就容易老化、脫落，這樣不僅造成維修的難度，消耗更多資源，還會造成電纜工作異常，引起不確定的災害，本發(fā)明將聚乳酸改性的皂石作為填料加入到電纜護套材料中，主要是為了改善其耐熱性能，提高安全系數(shù)，延遲使用壽命。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種皂石改性電纜料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種皂石改性電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
氯化石蠟2-3、羥基硬脂酸2-3、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉0.06-0.1、異丙醇40-50、皂石70-100、sp802-3、丙交酯20-30、L-精氨酸0.2-0.25、二苯基硅二醇3.7-5、四丁基溴化銨1-2、8_羥基喹啉3-5。
[0006]—種所述的皂石改性的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述8-羥基喹啉加入到2-3倍無水乙醇中，攪拌溶解，升高溫度為78-90°C，加入氯化石蠟，保溫攪拌10-20分鐘，得醇溶液；
(2)將上述羥基硬脂酸、二苯基硅二醇混合，送入80-90°C的水浴中，滴加95-98%的濃硫酸，調(diào)節(jié)PH為1-2，加入四丁基溴化銨，保溫反應1-2小時，出料，加入上述醇溶液重量的60-70%、上述聚氯乙烯重量的10-20%，加熱到120-130°C，在100-200轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得改性聚氯乙烯；
(3)將黃腐植酸加入到2-3倍25-28%的氨水中，在150_160°C下保溫反應50-60分鐘，得黃腐植酸酰胺；
(4)將黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70-100°C下反應20-25小時，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽； (5)將黃腐植酸季銨鹽加入到46-50倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液；
(6)將皂石磨成細粉，加入到40-45倍水中，加入sp80，超聲攪拌20-24小時，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50-60°C的水浴中攪拌8-10小時，出料，在30-35°C、頻率18_20kHz下超聲輻照10-12小時，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石；
(7)將上述丙交酯、季銨鹽插層皂石、L-精氨酸混合，加入到反應釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150-165°C，保溫反應45-50小時，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入剩余的醇溶液、適量去離子水，攪拌后靜置10-12小時，過濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石；
(8)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80-100°C下預熱攪拌7-10分鐘，送入擠出機，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的季銨鹽插層皂石與聚乳酸產(chǎn)生較強的界面相互作用，與聚乳酸基體形成納米級的微觀相界面，無機相與聚合物有機相之間形成穩(wěn)固的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使聚乳酸分子間運動受阻，另一方面，當材料內(nèi)部發(fā)生熱分解時，由于皂石的片層結(jié)構(gòu)具有良好的阻隔性能，片層對層間及層外的聚合物分子具有保護作用，從而延緩了熱分解速率，提高了熱分解溫度；
細菌的細胞壁主要是由帶負電荷的肽聚糖組成，因此細菌的細胞壁帶負電荷，而且皂石屬于層狀硅酸鹽，對細菌也有一定的吸附作用，當皂石與黃腐植酸季銨鹽發(fā)生離子交換后，片層表面被烷基長鏈覆蓋，從而使皂石的表面微環(huán)境由親水性變?yōu)橛H油性，因而黃腐植酸季銨鹽插層皂石可能通過親油作用吸附細菌，吸附到黃腐植酸季銨鹽插層皂石上的細菌被黃腐植酸季銨鹽離子慢慢殺死或阻礙了細菌呼吸導致細菌變形死亡，黃腐植酸季銨鹽插層皂石添加到聚乳酸中賦予了其抗菌性能，在聚乳酸改性季銨鹽插層皂石材料中皂石呈剝離態(tài)，表面積比較大，表面的黃腐植酸季銨鹽是一類具有較強陽離子表面活性的抗菌劑，其帶正電的季銨鹽基團通過靜電作用被帶負電荷的細菌選擇性吸附，然后通過滲透和擴散作用進入細菌內(nèi)部達到殺死細菌的作用，因此可以很好的提高成品材料的抑菌抗菌性能。
[0008]本發(fā)明的電纜護套料可以降低煙密度，提高電纜的光潔度，耐高低溫，耐老化性好，比重低，表面強度高。
【具體實施方式】
[0009]一種皂石改性電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
氯化石蠟2、羥基硬脂酸2、聚氯乙烯570、黃腐植酸17、碘化鈉0.06、異丙醇40、皂石70、sp802、丙交酯20、L精氨酸0.2、二苯基硅二醇3.7、四丁基溴化銨1、8羥基喹啉3。
[0010]—種所述的皂石改性的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述8羥基喹啉加入到2倍無水乙醇中，攪拌溶解，升高溫度為78°C，加入氯化石蠟，保溫攪拌10分鐘，得醇溶液；
(2)將上述羥基硬脂酸、二苯基硅二醇混合，送入80°C的水浴中，滴加95%的濃硫酸，調(diào)節(jié)PH為1，加入四丁基溴化銨，保溫反應I小時，出料，加入上述醇溶液重量的60%、上述聚氯乙烯重量的10%，加熱到120°C，在100轉(zhuǎn)/分下攪拌30分鐘，得改性聚氯乙烯；
(3)將黃腐植酸加入到2倍25%的氨水中，在150°C下保溫反應50分鐘，得黃腐植酸酰胺；
(4)將黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70°C下反應20小時，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽；
(5)將黃腐植酸季銨鹽加入到46倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液；
(6)將皂石磨成細粉，加入到40倍水中，加入sp80，超聲攪拌20小時，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50°C的水浴中攪拌8小時，出料，在30°C、頻率18kHz下超聲輻照10小時，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石；
(7)將上述丙交酯、季銨鹽插層皂石、L精氨酸混合，加入到反應釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150°C，保溫反應45小時，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入剩余的醇溶液、適量去離子水，攪拌后靜置10小時，過濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石；
(8)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80°C下預熱攪拌7分鐘，送入擠出機，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
[0011]性能測試:
拉伸強度:18.5MPa ；
斷裂伸長率:357% ；
在水里浸泡2小時，材料增重率..( 0.01% ；
熱老化性能(100C、170h):拉伸強度變化率-8.3%、斷裂伸長率變化率-8.9%。
【主權項】
1.一種皂石改性電纜料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 氯化石蠟2-3、羥基硬脂酸2-3、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉0.06-0.1、異丙醇40-50、皂石70-100、sp802-3、丙交酯20-30、L-精氨酸0.2-0.25、二苯基硅二醇3.7-5、四丁基溴化銨1-2、8_羥基喹啉3-5。2.一種如權利要求1所述的皂石改性的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將上述8-羥基喹啉加入到2-3倍無水乙醇中，攪拌溶解，升高溫度為78-90°C，加入氯化石蠟，保溫攪拌10-20分鐘，得醇溶液； (2)將上述羥基硬脂酸、二苯基硅二醇混合，送入80-90°C的水浴中，滴加95-98%的濃硫酸，調(diào)節(jié)PH為1-2，加入四丁基溴化銨，保溫反應1-2小時，出料，加入上述醇溶液重量的60-70%、上述聚氯乙烯重量的10-20%，加熱到120-130°C，在100-200轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得改性聚氯乙烯； (3)將黃腐植酸加入到2-3倍25-28%的氨水中，在150_160°C下保溫反應50-60分鐘，得黃腐植酸酰胺； (4)將黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70-100°C下反應20-25小時，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽； (5)將黃腐植酸季銨鹽加入到46-50倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液； (6)將皂石磨成細粉，加入到40-45倍水中，加入sp80，超聲攪拌20-24小時，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50-60°C的水浴中攪拌8-10小時，出料，在30-35°C、頻率18_20kHz下超聲輻照10-12小時，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石； (7)將上述丙交酯、季銨鹽插層皂石、L-精氨酸混合，加入到反應釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150-165°C，保溫反應45-50小時，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入剩余的醇溶液、適量去離子水，攪拌后靜置10-12小時，過濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石； (8)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80-100°C下預熱攪拌7-10分鐘，送入擠出機，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種皂石改性電纜料，它是由下述重量份的原料組成的：氯化石蠟2-3、羥基硬脂酸2-3、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉0.06-0.1、異丙醇40-50、皂石70-100、sp802-3、丙交酯20-30、L-精氨酸0.2-0.25、二苯基硅二醇3.7-5、四丁基溴化銨1-2、8-羥基喹啉3-5。本發(fā)明的電纜護套料可以降低煙密度，提高電纜的光潔度，耐高低溫，耐老化性好，比重低，表面強度高。
【IPC分類】C08G63/08, C08K3/34, C08K9/04, C08L27/06, H01B3/44, C08H99/00
【公開號】CN105086225
【申請?zhí)枴緾N201510470850
【發(fā)明人】尚廣東
【申請人】合肥市深朝電子有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月4日