一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電纜材料領(lǐng)域，特別是一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯是絕緣性能較好的一種材料，經(jīng)常用于制造電纜電線護(hù)套料，這此材料 經(jīng)搬運(yùn)、接觸、分離、摩擦及碰撞時(shí)極易產(chǎn)生靜電，這些靜電在瓦斯?jié)舛容^高的煤礦井中經(jīng) 放電會(huì)產(chǎn)生火花，引起瓦斯起火和爆炸，造成礦難，給人的生命安全及財(cái)產(chǎn)造成不可估量的 損失。針對(duì)此種情況，急需研發(fā)一種用于煤礦的抗靜電電纜料，此種材料應(yīng)該具有表面電阻 值低，抗靜電時(shí)間長，耐水洗，阻燃性高，柔軟性好并能被擠出的特性。
[0003] 碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所 以具有很好的電學(xué)性能。而且碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料，若將以 其他工程材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料，可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗 疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善；碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng)，卻 擁有良好的柔韌性，可以拉伸。
[0004] 本發(fā)明利用碳納米管的特性，通過特殊形式將碳納米管添加到電纜料中，導(dǎo)電性 能好，及時(shí)疏導(dǎo)泄露電纜線表面的靜電，杜絕安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料及其制備方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施：
[0007] -種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，由下列重量份的原料制成：碳納米 管13-15、聚氯乙烯樹脂69-72、檸檬酸三乙酯8-10、EVA樹脂8-10、1，4_ 丁烯二丙烯 酸酯12-14、硅烷偶聯(lián)劑A-172 1-1. 2、三氧化二銻2-3、硼酸鋅3. 5-5、異丙苯過氧化氫 0· 02-0. 04、硬脂酸 2-3、協(xié)效劑 FR-18 1-2、助劑 7-9 ;
[0008] 所述的助劑包含以下重量份的原料：菜籽油6-8、氮化鋁粉2-3、二氧化鈦4-6、鈣 鋅穩(wěn)定劑DA-920 2-3、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2-3、聚酰亞胺3-5、水鎂石纖維1-2、防老 劑TPH) 0. 3-0. 5、蓖麻油3-4、二茂鐵2-3、苯二甲酸二丁酯1-2 ;制備方法是制備方法是制 備方法是將氮化鋁粉、二氧化鈦放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小時(shí)制成混合物；然后將聚 酰亞胺加熱至軟化后加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯混合，攪拌反應(yīng)60-90分鐘，再加入其 余剩余成分，控溫在50°C _60°C，反應(yīng)2-3小時(shí)，最后加入混合物，升溫至80°C -100°C，攪拌 反應(yīng)30-40分鐘即得。
[0009] 本發(fā)明所述一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，由以下具體步驟制成：
[0010] (1)將1，4-丁烯二丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑A-172、異丙苯過氧化氫混合，放在 80°C -90°C的水浴中邊攪拌邊加熱，直到具有一定粘性時(shí)停止加熱，冷卻至室溫，加入碳納 米管、三氧化二銻、硼酸鋅，攪拌均勻，然后控制溫度在45°C-60°C，保持3-4小時(shí)，然后繼續(xù) 升溫至90°C -KKTC，保溫100-120分鐘得到碳納米管聚合物母料A ;
[0011] (2)將聚氯乙烯樹脂、EVA樹脂加熱至熔融，然后加入除助劑之外的其余剩余成分 混合均勻，攪拌10-15分鐘，送入雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，得到B料；
[0012] (3)將A料、B料、助劑加入到高混機(jī)中，溫度控制位125°C混合5-7分鐘，然后通 過雙螺桿擠出機(jī)造粒，冷卻干燥即得本發(fā)明電纜料。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)異效果是：本發(fā)明將碳納米管制成特殊的碳納米管基聚合物添加到電 纜料原料中，增強(qiáng)電纜料機(jī)械械性能的同時(shí)具有良好的阻燃性、導(dǎo)電性，能夠及時(shí)疏導(dǎo)電纜 表面靜電，杜絕安全隱患；添加助劑，增強(qiáng)了產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性以及耐候性，加工性能好，本發(fā) 明產(chǎn)品適合煤礦下面使用。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015] -種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳 納米管13、聚氯乙烯樹脂69、檸檬酸三乙酯8、EVA樹脂8、1，4- 丁烯二丙烯酸酯12、硅烷偶 聯(lián)劑A-172 1、三氧化二銻2、硼酸鋅3. 5、異丙苯過氧化氫0. 02、硬脂酸2、協(xié)效劑FR-18 1、 助劑7 ;
[0016] 所述的助劑包含以下重量份（公斤）的原料：菜籽油6、氮化鋁粉2、二氧化鈦4、 鈣鋅穩(wěn)定劑DA-920 2、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2、聚酰亞胺3、水鎂石纖維1、防老劑TPH) 〇. 3、蓖麻油3、二茂鐵2、苯二甲酸二丁酯1 ;制備方法是制備方法是制備方法是將氮化鋁 粉、二氧化鈦放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小時(shí)制成混合物；然后將聚酰亞胺加熱至軟化 后加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯混合，攪拌反應(yīng)60-90分鐘，再加入其余剩余成分，控溫在 50°C -60°C，反應(yīng)2-3小時(shí)，最后加入混合物，升溫至80°C -KKTC，攪拌反應(yīng)30-40分鐘即 得。
[0017] 本發(fā)明所述一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，由以下具體步驟制成：
[0018] (1)將1，4_ 丁烯二丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑A-172、異丙苯過氧化氫混合，放在 80°C -90°C的水浴中邊攪拌邊加熱，直到具有一定粘性時(shí)停止加熱，冷卻至室溫，加入碳納 米管、三氧化二銻、硼酸鋅，攪拌均勻，然后控制溫度在45°C-60°C，保持3-4小時(shí)，然后繼續(xù) 升溫至90°C -KKTC，保溫100-120分鐘得到碳納米管聚合物母料A ;
[0019] (2)將聚氯乙烯樹脂、EVA樹脂加熱至熔融，然后加入除助劑之外的其余剩余成分 混合均勻，攪拌10-15分鐘，送入雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，得到B料；
[0020] (3)將A料、B料、助劑加入到高混機(jī)中，溫度控制位125°C混合5-7分鐘，然后通 過雙螺桿擠出機(jī)造粒，冷卻干燥即得本發(fā)明電纜料。
[0021] 通過與普通聚氯乙烯電纜料的性能做對(duì)比，可以看出本發(fā)明電纜料優(yōu)于普通聚氯 乙烯電纜料的性能，值得推廣。
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制成： 碳納米管13-15、聚氯乙烯樹脂69-72、檸檬酸三乙酯8-10、EVA樹脂8-10、1，4- 丁烯二丙 烯酸酯12-14、硅烷偶聯(lián)劑A-172 1-1. 2、三氧化二銻2-3、硼酸鋅3. 5-5、異丙苯過氧化氫 0? 02-0. 04、硬脂酸 2-3、協(xié)效劑FR-18 1-2、助劑 7-9 ; 所述的助劑包含以下重量份的原料：菜籽油6-8、氮化鋁粉2-3、二氧化鈦4-6、鈣鋅穩(wěn) 定劑DA-920 2-3、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯2-3、聚酰亞胺3-5、水鎂石纖維1-2、防老劑 TPPD0. 3-0. 5、蓖麻油3_4、二茂鐵2_3、苯二甲酸二丁醋1_2 ;制備方法是制備方法是制備 方法是將氮化鋁粉、二氧化鈦放入菜籽油、蓖麻油中研磨2-3小時(shí)制成混合物；然后將聚酰 亞胺加熱至軟化后加入三羥甲基丙烷三丙烯酸酯混合，攪拌反應(yīng)60-90分鐘，再加入其余 剩余成分，控溫在50°C_60°C，反應(yīng)2-3小時(shí)，最后加入混合物，升溫至80°C-100°C，攪拌反 應(yīng)30-40分鐘即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，其特征在于，由以 下具體步驟制成： (1) 將1，4_ 丁烯二丙烯酸酯、硅烷偶聯(lián)劑A-172、異丙苯過氧化氫混合，放在 80°C-90°C的水浴中邊攪拌邊加熱，直到具有一定粘性時(shí)停止加熱，冷卻至室溫，加入碳納 米管、三氧化二銻、硼酸鋅，攪拌均勻，然后控制溫度在45°C-60°C，保持3-4小時(shí)，然后繼續(xù) 升溫至90°C-KKTC，保溫100-120分鐘得到碳納米管聚合物母料A; (2) 將聚氯乙烯樹脂、EVA樹脂加熱至熔融，然后加入除助劑之外的其余剩余成分混合 均勻，攪拌10-15分鐘，送入雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，得到B料； (3) 將A料、B料、助劑加入到高混機(jī)中，溫度控制位125°C混合5-7分鐘，然后通過雙 螺桿擠出機(jī)造粒，冷卻干燥即得本發(fā)明電纜料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于煤礦的碳納米管抗靜電電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳納米管13-15、聚氯乙烯樹脂69-72、檸檬酸三乙酯8-10、EVA樹脂8-10、1，4- 丁烯二丙烯酸酯12-14、硅烷偶聯(lián)劑A-172 1-1.2、三氧化二銻2-3、硼酸鋅3.5-5、異丙苯過氧化氫0.02-0.04、硬脂酸2-3、協(xié)效劑FR-18 1-2、助劑7-9；本發(fā)明將碳納米管制成特殊的碳納米管基聚合物添加到電纜料原料中，增強(qiáng)電纜料機(jī)械械性能的同時(shí)具有良好的阻燃性、導(dǎo)電性，能夠及時(shí)疏導(dǎo)電纜表面靜電，杜絕安全隱患；添加助劑，增強(qiáng)了產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性以及耐候性，加工性能好，本發(fā)明產(chǎn)品適合煤礦下面使用。
【IPC分類】C08K13/06, C08K3/38, C08L91/00, C08K3/22, C08L79/08, C08K7/24, C08L23/08, C08K9/04, C08L27/06, C08K5/09
【公開號(hào)】CN104893173
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510334027
【發(fā)明人】陳衛(wèi)平, 沈先明, 楊曉偉, 陳勁
【申請(qǐng)人】合肥和安機(jī)械制造有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月13日