一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚烯烃电缆料技术领域，涉及一种聚烯烃电缆料及其制备方法，尤其涉及一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料及其制备方法。


背景技术：

2.随着光缆、电缆使用数量的增加，其外护套遭受生物破坏的问题也显得日益突出，白蚁的危害尤为突出。据国外科学家统计，每年全球由于蚁害所造成的经济损失高达1000亿美元。美国每年因白蚁破坏造成直接经济损失20-30亿美元，欧洲每年约损失2亿欧元，澳大利亚每年约损失1亿澳元。中国每年因白蚁危害造成的经济损失最少17亿元人民币。温带、亚热带和热带广大地区很适合白蚁的生存和活动，白蚁对这些地区的埋地电缆危害很大。在我国，特别是南方地区电缆防蚁问题，需引起高度重视。
3.防鼠有物理方法和化学方法，化学法是在材料中添加辣味素，但加工时气味极重，机头需要抽风，人员也要做好防护。因为环保要求，化学方法逐渐被淘汰，物理法受到行业内越来越多的青睐。物理法是利用材料的物理硬度防鼠，白鼠在啃蚀电缆时，如果电缆的硬度高，白鼠不能咬破护套层，起到保护作用。
4.cn106317580a公开了一种防鼠防蚁无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备方法；按重量份计，主要由以下组分组成：pe25-30份，eva树脂10-15份，氢氧化铝50-60份，氢氧化镁0-10份，辣椒素正-壬酸香草酰胺0.2-0.3份，白炭黑0.5份，硅烷1份，其它加工助剂1-2份；包括以下步骤：前处理-密炼-双螺杆挤出-单螺杆挤出造粒-风冷-包装；该方法不但保证电缆料产品的延伸率符合要求，使得电缆料制成的产品硬度更高，硬度为d50，防鼠防蚁效果好。但是，该聚烯烃电缆料中加入了辣椒素正-壬酸香草酰胺，加工时气味重，防护设备要求较高。
5.cn105646998a公开了一种抗紫外线防鼠防蚁耐低温环保型聚烯烃材料及制备方法，制得的材料具有阻燃性好等优点，以满足特种电线电缆生产的需求；该材料的制备方法、工艺简单，材料成本较低该发明的抗紫外线防鼠防蚁耐低温环保型聚烯烃材料，包括的原料为：以防鼠蚁剂，乙烯-醋酸乙烯共聚物等。该方法制得的聚烯烃材料具有阻燃性好、稳定性好、无烟无毒、防鼠蚁、耐老化等优点，用于制作的电线电缆护套具有防紫外线、防鼠蚁的功能。但是，该方法同样加入了正-壬酸香草酰胺防鼠蚁剂，且该聚烯烃材料的强度有待进一步提高。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料及其制备方法，本发明的聚烯烃电缆料无需加入防鼠蚁剂，可有效防鼠防蚁，硬度高，强度高，耐环境应力开裂性能优越，成本低、尺寸稳定性高。
7.本发明的目的之一在于提供一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，按重量份计，包括如下组分：
[0009][0010][0011]
本发明的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，无需加入防鼠蚁剂，以超高硬度聚乙烯和聚丙烯作为基料，再辅以乙烯-醋酸乙烯树脂(eva)，加强了产品的耐冲击、耐弯曲疲劳、耐低温性能；滑石粉的加入可使电缆料的表面电阻提高，补偿相应的强度和制品的表面光滑性，可较好地消除制品表面的毛刺；润滑剂、光亮剂的加入使产品综合性能优良，最终制得的产品的拉伸强度和硬度均大大优于普通高密度聚乙烯电缆料，是适合潮湿多鼠、蚁环境下敷设的新型环保电缆。
[0012]
本发明的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料与其他电缆料相比，采用的是超高硬度聚乙烯、聚丙烯，同时加入滑石粉，以提高材料的硬度，配合其他助剂抗氧剂、光亮剂和润滑剂，最终得到物理法防白鼠的一种产品。通过物理方法达到防白鼠，与化学法最大的区别在于环保，工艺条件简捷，成本低等优点，而化学方法防白鼠是在材料中添加辣味素，加工时气味极重，机头需要抽风，人员也要做好防护，且加工条件苛刻，成本高，因此化学方法逐渐被淘汰，物理法受到行业内越来越多的青睐。物理法是利用材料的物理硬度防蚁，白蚁在蛀蚀电缆时，由于这个硬度高，白蚁不能咬破护套层，起到保护作用。
[0013]
具体的，本发明的一种环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，按重量份计，包括如下组分：
[0014]
超高硬度聚乙烯的重量份为60-90份，例如为60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份或90份等。
[0015]
聚丙烯的重量份为5-20份，例如为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0016]
乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量份为3-5份，例如为3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
[0017]
滑石粉的重量份为3-5份，例如为3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
[0018]
抗氧剂的重量份为0.5-1份，例如为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
[0019]
光亮剂的重量份为0.1份。
[0020]
润滑剂的重量份为0.1份。
[0021]
本发明环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料组成的基料之一超硬度聚乙烯，其耐磨性(跟分子量成正比)居塑料之冠，其耐冲击性在分子量达到200万时达到最大值；所述超高硬
度聚乙烯的邵氏d硬度大于65。
[0022]
优选地，所述超高硬度聚乙烯的重均分子量大于200000。
[0023]
优选地，所述超高硬度聚乙烯为大庆石化fa-57d000和/或齐鲁的dgda-6098。
[0024]
本发明所用的基料之二聚丙烯具有高强度，补偿硬度等特点；所述聚丙烯的拉伸强度大于30mpa，断裂伸长率大于300％。
[0025]
优选地，所述聚丙烯为北京石油化工公司或扬子石油化工公司生产的聚丙烯。
[0026]
本发明所用的基料之三醋酸乙烯共聚物(eva)，主要起连接pp与超高硬度聚乙烯的作用，并在体系中作为柔性补偿，使其通过耐环境应力开裂试验要求。
[0027]
其中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的va含量大于25％。
[0028]
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为eva8038、eva00428和eva7470k中的任意一种或至少两种的混合物。
[0029]
所述滑石粉为纳米级滑石粉。
[0030]
优选地，所述纳米级滑石粉的平均直径为1-3μm。
[0031]
优选地，所述滑石粉中含水的硅酸镁含量大于等于97.5％。
[0032]
所述抗氧剂为主抗氧剂和辅助抗氧剂。
[0033]
所述主抗氧剂为受阻酚类1010和/或受阻酚类1222。
[0034]
优选地，所述辅助抗氧剂为硫代酯型dstp和/或tpl。
[0035]
所述光亮剂为ppa。
[0036]
所述润滑剂为重均分子量大于200000的聚乙烯蜡。
[0037]
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料的制备方法，包括如下步骤：
[0038]
1)按配比将超高硬度聚乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物搅拌混合，加入滑石粉、抗光亮剂、抗氧剂、润滑剂混合，得到混合物料；
[0039]
2)将步骤1)得到的混合物料经混炼、挤出、冷却、切粒、烘干，得到所述环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料。
[0040]
步骤2)中，所述挤出采用的挤出机的滤网为两层，且滤网目数≥120目。
[0041]
优选地，所述挤出的温度为180-220℃，例如为180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、或220℃等。
[0042]
优选地，所述烘干的温度控制为80-95℃，例如为80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃。
[0043]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0044]
本发明的聚烯烃电缆料无需加入防鼠蚁剂，可有效防鼠防蚁，硬度高，强度高，耐环境应力开裂性能优越，成本低、尺寸稳定性高。具体的，制得的聚烯烃电缆料的密度为0.9489-0.9790g/cm3，熔体流动速度为0.16-0.56g/10min，拉伸强度为28-34mpa，断裂伸长率为678-745％，耐环境应力开裂f
50
＞500，邵氏d硬度为64-69。
具体实施方式
[0045]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0046]
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备
得到。
[0047]
实施例1
[0048]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，按重量份计，包括如下组分：
[0049][0050]
其中，超高硬度聚乙烯为分子量为齐鲁的dgda-6098，硬度为68；聚丙烯为ts30，乙烯-醋酸乙烯共聚物为8038，va含量为28％，抗氧剂为受阻酚类和硫代酯类的混合物，具体为1010和dltp，1024，光亮剂ppa为3m的5924，润滑剂为分子量为500000的进口聚乙烯蜡。
[0051]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料的制备方法，包括如下步骤：
[0052]
按重量份计，取超高硬度聚乙烯84份，高强度聚丙烯8份，乙烯-醋酸乙烯共聚物4份，准确计量投入高混机釜内，低速运行1分钟，再准确称取滑石粉4份、主、辅抗氧剂共0.5份、光亮剂和润滑剂各0.1份于混料釜内，高速混料1分钟。
[0053]
将上述混合均匀的原料经双螺杆挤出机组混炼、挤出、冷却、切粒、烘干、包装即得，其中，挤出采用的挤出机的滤网为两层，且滤网目数为内衬网80目，外网100目，挤出的温度为220℃，烘干的温度为90℃。
[0054]
实施例2
[0055]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，按重量份计，包括如下组分：
[0056]
[0057]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料的制备方法参照实施例1。
[0058]
实施例3
[0059]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料，按重量份计，包括如下组分：
[0060][0061][0062]
本实施例的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料的制备方法参照实施例1。
[0063]
实施例4
[0064]
本实施例与实施例1的区别之处在于，超高硬度聚乙烯为大庆石化fa-57d000，聚丙烯为北京石油化工公司生产的聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物为eva7470k，其他的与实施例1的均相同。
[0065]
实施例5
[0066]
本实施例与实施例1的区别之处在于，滑石粉中含水的硅酸镁含量为99％，其他的与实施例1的均相同。
[0067]
实施例6
[0068]
本实施例与实施例1的区别之处在于，抗氧剂包括0.2份的主抗氧剂和0.3份的辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚类1222，辅助抗氧剂为硫代酯型dstp，其他的与实施例1的均相同。
[0069]
实施例7
[0070]
本实施例与实施例1的区别之处在于，超高硬度聚乙烯的重均分子量为100000，其他的与实施例1的均相同。
[0071]
实施例8
[0072]
本实施例与实施例1的区别之处在于，乙烯-醋酸乙烯共聚物的va含量为15％，其他的与实施例1的均相同。
[0073]
对比例1
[0074]
本对比例与实施例1的区别之处在于，不含乙烯-醋酸乙烯共聚物，减少的乙烯-醋酸乙烯共聚物的量平均增加至超高硬度聚乙烯和聚丙烯中，以保证总基料树脂量不变，其他的与实施例1的均相同。
[0075]
对比例2
[0076]
本对比例与实施例1的区别之处在于，不含聚丙烯，减少的聚丙烯的量平均增加至
超高硬度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中，以保证总基料树脂量不变，其他的与实施例1的均相同。
[0077]
对比例3
[0078]
本对比例与实施例1的区别之处在于，不含滑石粉，减少的滑石粉的量平均增加至其他组分中，其他的与实施例1的均相同。
[0079]
上述实施例1-8与对比例1-3制得的聚烯烃电缆料进行性能测试，测试结果如表1所示。
[0080]
其中，测试标准如下：
[0081]
密度的测试标准参照gb/t 1033进行，熔体流动速度的测试标准参照gb/t3682进行，拉伸强度的测试标准参照gb/t 1040进行，断裂伸长率的测试标准参照gb/t 1040进行，耐环境应力开裂的测试标准参照gb/t 2951.41进行，邵氏d硬度的测试标准参照gb/t 2411进行。
[0082]
表1
[0083][0084]
由表1可以看出，本发明的聚烯烃电缆料无需加入防鼠蚁剂，可有效防鼠防蚁，硬度高，强度高，耐环境应力开裂性能优越，成本低、尺寸稳定性高。具体的，制得的聚烯烃电缆料的密度为0.9489-0.9790g/cm3，熔体流动速度为0.16-0.56g/10min，拉伸强度为28-34mpa，断裂伸长率为678-745％，耐环境应力开裂f
50
＞500，邵氏d硬度为64-69。
[0085]
实施例7超高硬度聚乙烯的分子量太小，会使强度和硬度无法满足技术要求。
[0086]
实施例8乙烯-醋酸乙烯共聚物的va含量太小，会使材料力学性能和硬度降低。
[0087]
对比例1不含乙烯-醋酸乙烯共聚物，会使耐环境应力开裂不合格。
[0088]
对比例2不含聚丙烯，会使材料硬度无法满足技术要求。
[0089]
对比例3不含滑石粉，会使材料硬度无法满足技术要求。
[0090]
本发明所制备的环保型防蚁防鼠聚烯烃电缆料经亨通高压、武汉长飞光纤光缆有限公司、武汉烽火科技有限公司等光缆厂试用，产品的机械性能、抗信号衰减性能均符合光缆使用要求，且通过国家电线电缆质量监督检测中心防白蚁蛀蚀试验，完全能满足国家信息通讯的发展需要。
[0091]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品
各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0092]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0093]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0094]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。