本發(fā)明涉及電纜材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料。
背景技術(shù)：
聚合物由于其價(jià)格低廉、質(zhì)地輕、比強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)小和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。大多數(shù)的聚合物都是良好的電絕緣體，電阻率高，容易產(chǎn)生靜電，從而限制其應(yīng)用?？轨o電的危害越來越大，如干擾飛機(jī)無線電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響飛機(jī)的運(yùn)行，制藥廠設(shè)備聚合物外殼容易靜電吸附塵埃，影響藥品純度等，近幾年，國家鐵路交通發(fā)展迅速，鐵路系統(tǒng)的控制越來越復(fù)雜，電氣控制設(shè)備越來越多，對電纜需求量也越來越大。其中抗靜電性顯得尤其重要。
《導(dǎo)電/抗靜電聚合物納米復(fù)合材料的制備及其性能研究》一文中作者利用低熔點(diǎn)金屬、碳納米管等導(dǎo)電填料制備得到導(dǎo)電抗靜電聚合物復(fù)合材料及纖維，提出了新的制備方法和新原理，采用電導(dǎo)率高、易加工的低熔點(diǎn)金屬作為導(dǎo)電填料，通過熔融共混以及固相拉伸等方法，制備出復(fù)合纖維，得出聚合物/低熔點(diǎn)導(dǎo)電金屬復(fù)合纖維具有電阻率隨著拉伸倍率的提高而降低的性質(zhì)，與未含有低導(dǎo)電熔點(diǎn)纖維的復(fù)合纖維比較，其復(fù)合纖維的強(qiáng)度和斷裂伸長率都有所提高。通過在復(fù)合纖維中添加碳納米管和納米蒙脫土顯著降低了金屬顆粒粒徑，使得復(fù)合纖維獲得了更加優(yōu)異的電性能和力學(xué)性能。雖然本發(fā)明能夠解決電纜導(dǎo)電抗靜電等方面的要求，但是隨著機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，對電纜的鋪設(shè)環(huán)境和使用性能要求越來越高，單純的單一性能已不能滿足市場需求，本發(fā)明在這基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以期達(dá)到耐彎曲性能好、防火阻燃、綠色環(huán)保、耐老化等的特性，使其達(dá)到鐵路工程中對電纜的使用要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料，由以下重量份的原料制備制成：硫磺1-2、腐殖酸5-6、石英粉6-8、納米銀粉4-5、芳綸漿粕5-7、花生酸5-7、乙酰丙酮鋅3-4、蜂蠟4-5、月桂醇聚氧乙烯醚0.3-0.5、錫鉍合金粉6-8、聚丙烯26-33、氧化鉻3-4、炭黑5-7、有機(jī)膨潤土4-6、丁腈橡膠22-25、聚乙烯60-72、羥基飽和聚酯樹脂22-30、去離子水適量。
所述一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料，由以下具體步驟制備制成：
（1）將腐殖酸加到14-17倍量的N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌均勻得分散液，將石英粉和納米銀粉分散在上述溶液中，攪拌混合均勻后超聲處理，溫度控制在60-80℃，時間為30-40min，過濾，產(chǎn)物用去離子水洗滌成中性后，干燥；
（2）將芳綸漿粕加入10-13倍量的去離子水打漿，加入蜂蠟和月桂醇聚氧乙烯醚在40-50℃下進(jìn)行乳化分散，分散均勻后加入氧化鉻、炭黑和有機(jī)膨潤土超聲分散，超聲功率為500W，溫度為30-40℃，時間為45-65min，結(jié)束后將混合液進(jìn)行高壓噴霧干燥，冷卻至室溫后備用；
（3）將聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6-8h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟（1）制備的產(chǎn)物和預(yù)處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，再將顆粒在80℃下烘干4-5h，之后置于毛細(xì)管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170-180℃的環(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；
（4）將剩余其余的成分按照配方量和步驟（2）制備的產(chǎn)物通過密煉機(jī)熔融共混，溫度為160-175℃，時間為15-25min，再使用開煉機(jī)將步驟（3）制備的產(chǎn)物混入上述復(fù)合材料中，最后通過單螺桿擠出機(jī)造粒，再將粒子在10-15m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明通過使用低熔點(diǎn)金屬作為導(dǎo)電填料，結(jié)合熔融混合和固相拉伸的手段，制備了導(dǎo)電、抗靜電復(fù)合纖維，使其擁有良好的強(qiáng)度和斷裂伸長率，且具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能，解決了金屬與基體材料相容性差、容易氧化導(dǎo)致電導(dǎo)率下降的問題，利用腐殖酸對石英粉和納米銀粉改性，提高其耐熱、疏水性等方面的作用，并且不影響導(dǎo)電性，提高了基體材料的強(qiáng)度，還利用蜂蠟制備的疏水劑對填料進(jìn)行改性，使其不易吸水防潮，提高電纜的使用壽命和安全性，本發(fā)明制備的電纜材料防潮、耐水、抗氧化性能好，安全性高，使用壽命長，原料成本低，來源廣泛，性能穩(wěn)定，值得推廣。
具體實(shí)施方式
一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：硫磺1、腐殖酸5、石英粉6、納米銀粉4、芳綸漿粕5、花生酸5、乙酰丙酮鋅3、蜂蠟4、月桂醇聚氧乙烯醚0.3、錫鉍合金粉6、聚丙烯26、氧化鉻3、炭黑5、有機(jī)膨潤土4、丁腈橡膠22、聚乙烯60、羥基飽和聚酯樹脂22、去離子水適量。
所述一種環(huán)保的無污染的彈性聚烯烴電纜材料，由以下具體步驟制備制成：
（1）將腐殖酸加到14倍量的N，N二甲基甲酰胺中，攪拌均勻得分散液，將石英粉和納米銀粉分散在上述溶液中，攪拌混合均勻后超聲處理，溫度控制在60℃，時間為30min，過濾，產(chǎn)物用去離子水洗滌成中性后，干燥；
（2）將芳綸漿粕加入10倍量的去離子水打漿，加入蜂蠟和月桂醇聚氧乙烯醚在40℃下進(jìn)行乳化分散，分散均勻后加入氧化鉻、炭黑和有機(jī)膨潤土超聲分散，超聲功率為500W，溫度為30℃，時間為45min，結(jié)束后將混合液進(jìn)行高壓噴霧干燥，冷卻至室溫后備用；
（3）將聚丙烯在烘箱中80℃下烘干6h，冷卻后切成顆粒，將錫鉍合金粉、步驟（1）制備的產(chǎn)物和預(yù)處理的聚丙烯粒料按照配比在高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后加到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，再將顆粒在80℃下烘干4h，之后置于毛細(xì)管流變儀中，制成混合原絲，將原絲夾持在夾具上，在170℃的環(huán)境加熱箱內(nèi)，以10mm/min的速度均勻拉伸纖維；
（4）將剩余其余的成分按照配方量和步驟（2）制備的產(chǎn)物通過密煉機(jī)熔融共混，溫度為160℃，時間為15min，再使用開煉機(jī)將步驟（3）制備的產(chǎn)物混入上述復(fù)合材料中，最后通過單螺桿擠出機(jī)造粒，再將粒子在10m/min的擠出速率下，通過擠壓模擠出成纜材冷卻至常溫即可。
該機(jī)車電纜材料的性能測試如下：
拉伸強(qiáng)度（MPa）：15.7；斷裂伸長率（%）：384；體積電阻率（Ω. cm）：4.2×1016；介電強(qiáng)度（MV/m）：26；氧指數(shù)（%）：30；載荷下伸長率（%）：14；永久變形率（%）：0。