CN107325484A - 一种耐候阻燃的增强型电力金具材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，属于电力金具技术领域，包括以下重量份的原料：脲醛树脂55‑65份、聚丙烯树脂20‑25份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯7‑9份、丁腈橡胶12‑18份、氟橡胶14‑16份、碳纤维12‑14份、钢纤维13‑15份、玻璃纤维7‑9份、氢氧化铝3‑5份、氮化硅2‑6份、白刚玉微粉5‑7份、环氧大豆油10‑12份、增塑剂17‑21份、抗氧剂1‑2份、润滑剂3‑5份；本发明还公开了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法；本发明制备简单，具有较佳地韧性、耐候性、阻燃性和耐磨性。

Description

一种耐候阻燃的增强型电力金具材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电力金具技术领域，具体的说，涉及了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料及其制备方法。
背景技术
金具是送电线广泛使用的铁制或铝制金属附件，统称为金具。大部分金具在运行中需要承受较大的拉力，有的还要同时保证电气方面接触良好。但金具采用金属材料成本高，而且绝缘性较差，所以，以节能减排为目的，开发新型易加工、可回收的塑料电力金具材料具有重要的实际意义。
在公开号为CN106543716A的专利文件中，公开了一种碳纤维增强型PA66/PP电力金具材料，及其制备工艺，其特征在于，以PA66、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯、三聚氰胺氰尿酸盐、硼酸锌、次磷酸铝、竹炭、硅橡胶、水性聚氨酯、马来酸酐接枝聚丙烯、牛血清白蛋白溶液、六钛酸钾晶须、氧化石墨烯、多壁碳纳米管、环氧树脂、空心玻璃微珠、邻苯二甲酸二丁酯、二甲基硅油、聚酰胺、马来酸酐接枝POE等为原料。该发明采用硼酸锌对三聚氰胺氰尿酸盐进行包覆，得复合阻燃剂；以牛血清白蛋白改性玻璃纤维表面，利用静电吸附原理制备氧化石墨包覆的玻璃纤维复合材料；碳纤维增强PA66具有优异的力学性能、自润滑性和导电性能；得到一种碳纤维增强型PA66/PP电力金具材料。
上述碳纤维增强型PA66/PP电力金具材料的耐候阻燃性能不足，仍然存在着提升空间。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料及其制备方法，制备简单，具有较佳地韧性、耐候性、阻燃性和耐磨性。
本发明提供的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，包括以下重量份的原料：
脲醛树脂55-65份、聚丙烯树脂20-25份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯7-9份、丁腈橡胶12-18份、氟橡胶14-16份、碳纤维12-14份、钢纤维13-15份、玻璃纤维7-9份、氢氧化铝3-5份、氮化硅2-6份、白刚玉微粉5-7份、环氧大豆油10-12份、增塑剂17-21份、抗氧剂1-2份、润滑剂3-5份。
作为优选，玻璃纤维、钢纤维和碳纤维的长度均为1-2mm，直径均为0.5-1mm。
作为优选，氢氧化铝的目数为200目，氮化硅的目数为300目，白刚玉微粉为400目。
作为优选，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的一种或二种以上的混合物。
作为优选，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，两者之间的重量比为3:1；受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双硫醚、四季戊四醇酯的一种或二种以上的混合物，辅助抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯的一种或二种以上的混合物。
作为优选，润滑剂为硅油、白油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的一种或二种以上的混合物。
本发明还提供了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按上述重量份称取各种原料；
(2)、将脲醛树脂、聚丙烯树脂、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯、碳纤维、钢纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、氮化硅、白刚玉微粉、环氧大豆油、增塑剂和润滑剂加入到高速混合机内，混合4-6min，得到混合物，然后将混合物投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；
(3)、将步骤(2)中的粒料和丁腈橡胶、氟橡胶混合，投入到密炼机内，密炼15-20min后，加入抗氧剂，再密炼20min；
(4)、将密炼得到的混合料输送到双螺杆挤出机挤出加工，挤出后在硫化机上进行硫化，硫化后干燥即可。
其中，
步骤(4)中的双螺杆挤出机的温度为：第一段180℃，第二段200℃，第三段230℃。
步骤(2)中的高速混合机的混合速度为400r/min。
本发明的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料及其制备方法，制备简单，具有较佳地韧性、耐候性、阻燃性和耐磨性，具体的有益效果如下：
(1)、脲醛树脂使得塑料具有较佳地耐酸碱性，绝缘性，耐磨性；环氧乙酰蓖麻油酸甲酯能增加材料的塑性；丁腈橡胶耐油、耐老化性能好，还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能，能大大提高材料的耐候性；氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀，进一步提高材料的耐候性；
(2)、钢纤维能大大提高材料的物理强度；玻璃纤维能提高材料的冲击强度和韧性，也提高了耐热能力；碳纤维具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好、耐高温、耐腐蚀、强度高，能大大增强材料的性能；
(3)、氢氧化铝、氮化硅和白刚玉微粉的添加能提高材料的阻燃性能，也能提高材料的耐磨性能和物理强度；
(4)、增塑剂能提高材料的塑性，加强材料的物理强度；抗氧剂能提高材料的耐久性。
(5)、本发明各种原料对应比例的混合使得材料具有强度高、耐磨性好、耐酸碱、耐候、耐高温、阻燃等特点；并且制备方法简单，能稳定、有效地制备出金具材料。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，包括以下重量份的原料：
脲醛树脂55份、聚丙烯树脂20份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯7份、丁腈橡胶12份、氟橡胶14份、碳纤维12份、钢纤维13份、玻璃纤维7份、氢氧化铝3份、氮化硅2份、白刚玉微粉5份、环氧大豆油10份、增塑剂17份、抗氧剂1份、润滑剂3份。
本实施例中，玻璃纤维、钢纤维和碳纤维的长度均为1mm，直径均为0.5mm。
本实施例中，氢氧化铝的目数为200目，氮化硅的目数为300目，白刚玉微粉为400目。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，两者之间的重量比为3:1；受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双硫醚、四季戊四醇酯的混合物，辅助抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯的混合物。
本实施例中，润滑剂为硅油、白油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的混合物。
本实施例还提供了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按上述重量份称取各种原料；
(2)、将脲醛树脂、聚丙烯树脂、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯、碳纤维、钢纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、氮化硅、白刚玉微粉、环氧大豆油、增塑剂和润滑剂加入到高速混合机内，混合4min，得到混合物，然后将混合物投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；
(3)、将步骤(2)中的粒料和丁腈橡胶、氟橡胶混合，投入到密炼机内，密炼15min后，加入抗氧剂，再密炼20min；
(4)、将密炼得到的混合料输送到双螺杆挤出机挤出加工，挤出后在硫化机上进行硫化，硫化后干燥即可。
其中，
步骤(4)中的双螺杆挤出机的温度为：第一段180℃，第二段200℃，第三段230℃。
步骤(2)中的高速混合机的混合速度为400r/min。
实施例2
本实施例的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，包括以下重量份的原料：
脲醛树脂60份、聚丙烯树脂23份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯8份、丁腈橡胶15份、氟橡胶15份、碳纤维13份、钢纤维14份、玻璃纤维8份、氢氧化铝4份、氮化硅4份、白刚玉微粉6份、环氧大豆油13份、增塑剂19份、抗氧剂1.5份、润滑剂4份。
本实施例中，玻璃纤维、钢纤维和碳纤维的长度均为1.5mm，直径均为0.8mm。
本实施例中，氢氧化铝的目数为200目，氮化硅的目数为300目，白刚玉微粉为400目。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，两者之间的重量比为3:1；受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双硫醚、四季戊四醇酯的混合物，辅助抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯的混合物。
本实施例中，润滑剂为硅油、白油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的混合物。
本实施例还提供了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按上述重量份称取各种原料；
(2)、将脲醛树脂、聚丙烯树脂、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯、碳纤维、钢纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、氮化硅、白刚玉微粉、环氧大豆油、增塑剂和润滑剂加入到高速混合机内，混合5min，得到混合物，然后将混合物投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；
(3)、将步骤(2)中的粒料和丁腈橡胶、氟橡胶混合，投入到密炼机内，密炼18min后，加入抗氧剂，再密炼20min；
(4)、将密炼得到的混合料输送到双螺杆挤出机挤出加工，挤出后在硫化机上进行硫化，硫化后干燥即可。
其中，
步骤(4)中的双螺杆挤出机的温度为：第一段180℃，第二段200℃，第三段230℃。
步骤(2)中的高速混合机的混合速度为400r/min。
实施例3
本实施例的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，包括以下重量份的原料：
脲醛树脂65份、聚丙烯树脂25份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯9份、丁腈橡胶18份、氟橡胶16份、碳纤维14份、钢纤维15份、玻璃纤维9份、氢氧化铝5份、氮化硅6份、白刚玉微粉7份、环氧大豆油12份、增塑剂21份、抗氧剂2份、润滑剂5份。
本实施例中，玻璃纤维、钢纤维和碳纤维的长度均为2mm，直径均为1mm。
本实施例中，氢氧化铝的目数为200目，氮化硅的目数为300目，白刚玉微粉为400目。
本实施例中，增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的混合物。
本实施例中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，两者之间的重量比为3:1；受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双硫醚、四季戊四醇酯的混合物，辅助抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯的混合物。
本实施例中，润滑剂为硅油、白油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的混合物。
本实施例还提供了一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、按上述重量份称取各种原料；
(2)、将脲醛树脂、聚丙烯树脂、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯、碳纤维、钢纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、氮化硅、白刚玉微粉、环氧大豆油、增塑剂和润滑剂加入到高速混合机内，混合6min，得到混合物，然后将混合物投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；
(3)、将步骤(2)中的粒料和丁腈橡胶、氟橡胶混合，投入到密炼机内，密炼20min后，加入抗氧剂，再密炼20min；
(4)、将密炼得到的混合料输送到双螺杆挤出机挤出加工，挤出后在硫化机上进行硫化，硫化后干燥即可。
其中，
步骤(4)中的双螺杆挤出机的温度为：第一段180℃，第二段200℃，第三段230℃。
步骤(2)中的高速混合机的混合速度为400r/min。
实施例1-3的检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3
断裂强度，MPa 212 214 214
断裂伸长率，％ 2.8 2.8 2.9
抗冲击强度，J/mm2 23.7 23.8 23.9
弯曲强度，MPa 140.5 140.8 141.0
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
脲醛树脂55-65份、聚丙烯树脂20-25份、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯7-9份、丁腈橡胶12-18份、氟橡胶14-16份、碳纤维12-14份、钢纤维13-15份、玻璃纤维7-9份、氢氧化铝3-5份、氮化硅2-6份、白刚玉微粉5-7份、环氧大豆油10-12份、增塑剂17-21份、抗氧剂1-2份、润滑剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：玻璃纤维、钢纤维和碳纤维的长度均为1-2mm，直径均为0.5-1mm。
3.根据权利要求1所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：氢氧化铝的目数为200目，氮化硅的目数为300目，白刚玉微粉为400目。
4.根据权利要求1所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：增塑剂为柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三正己酯、乙酰柠檬酸三正己酯的一种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，两者之间的重量比为3:1；受阻酚类抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双硫醚、四季戊四醇酯的一种或二种以上的混合物，辅助抗氧剂为双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料，其特征在于：润滑剂为硅油、白油、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的一种或二种以上的混合物。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、按上述重量份称取各种原料；
(2)、将脲醛树脂、聚丙烯树脂、环氧乙酰蓖麻油酸甲酯、碳纤维、钢纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、氮化硅、白刚玉微粉、环氧大豆油、增塑剂和润滑剂加入到高速混合机内，混合4-6min，得到混合物，然后将混合物投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；
(3)、将步骤(2)中的粒料和丁腈橡胶、氟橡胶混合，投入到密炼机内，密炼15-20min后，加入抗氧剂，再密炼20min；
(4)、将密炼得到的混合料输送到双螺杆挤出机挤出加工，挤出后在硫化机上进行硫化，硫化后干燥即可。
8.根据权利要求7所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的双螺杆挤出机的温度为：第一段180℃，第二段200℃，第三段230℃。
9.根据权利要求7所述的耐候阻燃的增强型电力金具材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的高速混合机的混合速度为400r/min。
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