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改性树脂复合材料及其制备方法与应用、电缆

文献发布时间:2024-04-18 20:00:50


改性树脂复合材料及其制备方法与应用、电缆

技术领域

本申请涉及材料领域,特别是涉及一种改性树脂复合材料及其制备方法与应用、电缆。

背景技术

能源基地与负荷中心的分布不均,需要发展大规模、远距离、低损耗的电力输送通道。在“双碳”目标驱动下,以新能源为主的新型电力系统从机制、结构、技术等方面均面临重大变化,其中城镇化及大型城市群建设、清洁能源并网接入、海洋经济开发、岛屿供电及异步电网互联等领域中,直流技术是构建新型电网物理结构和运行机制的重要支撑技术。

高压直流电缆是高压直流输电的重要组成部分,是城市能源输送和新能源接入的关键电力设备,用量和需求均呈逐年增长的趋势,电力电缆的绝缘水平是决定电缆电压水平和运行可靠性的关键性因素。目前,高压直流电缆以交联聚乙烯(cross-linkedpolyethylene,XLPE)作为电缆主绝缘。然而,随着运行时间以及电力需求的日益增长,XLPE作为电缆主绝缘的不足也逐渐显现。首先因带电运行所处地理环境及天气等原因,XLPE电缆带电运行寿命较短;其次交联反应使得XLPE由热塑性变成热固性,寿命到期后仅能通过焚烧、掩埋等方式处理,给环境保护带来巨大压力,难以满足新时代下对于电力设备绿色化、低碳化的需求;且XLPE生产过程中用到的交联剂及交联过程产生的副产物,在直流高压下杂质电离,加剧电缆绝缘层的空间电荷积聚,从而引起电场畸变和绝缘老化,严重时甚至导致局部放电和绝缘击穿。

与XLPE相比,聚丙烯(Polypropylene,PP)电缆挤出加工过程中省去交联、脱气步骤,电缆生产周期大幅减短,显著降低生产能耗,退役后仍可再次热塑成型,更符合环保理念,具有潜在的工程应用价值。同时,PP熔融温度可以达到150℃以上,比聚乙烯材料高出40%以上,可在90℃环境下工作,具有优良的耐高温性能。然而,传统的聚丙烯树脂复合材料的韧性和击穿场强较差。

因此,有必要对传统技术进行改进。

发明内容

基于此,本申请提供了一种韧性较好,击穿场强较高的改性树脂复合材料及其制备方法与应用、电缆。

本申请解决上述技术问题的技术方案如下。

本申请第一方面提供了一种改性树脂复合材料,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55~75份、SEBS10~25份、HDPE 5~15份、无机填料3~9份、表面活性剂1~5份、相容剂1~5份及电压稳定剂2~8份,所述电压稳定剂包括芳香类电压稳定剂。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55~65份、SEBS15~25份、HDPE 5~10份、无机填料3~7份、表面活性剂1~3份、相容剂1~2份及电压稳定剂2~5份。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述SEBS和所述HDPE的总质量与所述聚丙烯树脂的质量比为(0.3~0.65):1。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述SEBS与所述HDPE的质量比为(1~3):1。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述电压稳定剂满足如下特征(1)~(2)中的至少一个:

(1)所述电压稳定剂包括芳香酮类电压稳定剂、芳香醚类电压稳定剂和芳香酰胺类电压稳定剂中的至少一种;

(2)所述电压稳定剂包括二苯酮、苯乙酮、二苯氧基苯和N-苯甲酰苯胺中的至少一种。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述无机填料满足如下特征(1)~(2)中的至少一个:

(1)所述无机填料包括碳酸钙和氧化镁中的至少一种;

(2)所述无机填料的粒径为10nm~15nm。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述相容剂包括醇酸、酯酸和羧酸中的至少一种。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述表面活性剂包括有机硅和硬脂酸中的至少一种。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述聚丙烯树脂为等规聚丙烯,等规度在95%以上,密度为0.9g/cm

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,所述改性树脂复合材料还包括抗氧剂0.5~3份。

在其中一些实施例中,改性树脂复合材料中,所述抗氧剂包括抗氧剂DLTP、抗氧剂TPP和抗氧剂164中的至少一种。

本申请第二方面提供了一种改性树脂复合材料的制备方法,包括以下步骤:

将第一方面提供的改性树脂复合材料中的聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、无机填料、表面活性剂、相容剂及电压稳定剂混炼后成型。

本申请第三方面提供了第一方面提供的改性树脂复合材料或第二方面提供的制备方法制得的改性树脂复合材料在制备聚丙烯制品中的应用。

本申请第四方面提供了一种电缆,包括第一方面提供的改性树脂复合材料或第二方面提供的制备方法制得的改性树脂复合材料。

与现有技术相比较,本申请的改性树脂复合材料具有如下有益效果:

上述改性树脂复合材料,包括特定比例的聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、无机填料、表面活性剂、相容剂及电压稳定剂,以聚丙烯树脂为基体,采用SEBS作为弹性体与HDPE配合改性,并在相容剂的作用下,在保证改性树脂复合材料的绝缘性能基本不受影响的基础上,有效提升改性树脂复合材料的韧性;在此基础上,配合无机填料并在表面活性剂的作用下,可进一步提升改性树脂复合材料的韧性,还可有效抑制空间电荷积累,提高材料击穿场强,以及有效提高改性树脂复合材料的耐高温性能;同时采用特定种类的电压稳定剂与其他组分相互作用,能高效地吸收高能电子的能量,有效提高改性树脂复合材料的击穿场强。各组分之间相互作用,使改性树脂复合材料的韧性较好,击穿场强较高,且耐高温性能、机械性能及绝缘性能较佳。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为聚丙烯树脂以及在聚丙烯树脂中添加不同质量含量SEBS的混合材料的击穿场强测试结果图;

图2为聚丙烯树脂以及在聚丙烯树脂中添加不同质量含量SEBS的混合材料的电导率测试结果图。

具体实施方式

现将详细地提供本发明实施方式的参考,其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本发明。实际上,对本领域技术人员而言,显而易见的是,可以对本发明进行多种修改和变化而不背离本发明的范围或精神。例如,作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中,来产生更进一步的实施方式。

因此,旨在本发明覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本发明的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述,而非意在限制本发明更广阔的方面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显只指单数形式。“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地,本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外,所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如,因此,除非有相反的说明,否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值,本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性,适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围,例如,1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

本申请一实施方式提供了一种改性树脂复合材料,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55~75份、SEBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)10~25份、HDPE(高密度聚乙烯)5~15份、无机填料3~9份、表面活性剂1~5份、相容剂1~5份及电压稳定剂2~8份,电压稳定剂包括芳香类电压稳定剂。

上述改性树脂复合材料,包括特定比例的聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、无机填料、表面活性剂、相容剂及电压稳定剂,以聚丙烯树脂为基体,采用SEBS作为弹性体与HDPE配合改性,并在相容剂的作用下,在保证改性树脂复合材料的绝缘性能基本不受影响的基础上,有效提升改性树脂复合材料的韧性;在此基础上,配合无机填料并在表面活性剂的作用下,可进一步提升改性树脂复合材料的韧性,还可有效抑制空间电荷积累,提高材料击穿场强,以及有效提高改性树脂复合材料的耐高温性能;同时采用特定种类的电压稳定剂与其他组分相互作用,能高效地吸收高能电子的能量,有效提高改性树脂复合材料的击穿场强。且该特定种类的电压稳定剂还可改变改性树脂复合材料的陷阱分布状态,降低深陷阱密度,增大浅陷阱密度,使空间电荷分布更均匀、消散速度更快。

上述改性树脂复合材料,各组分之间相互作用,使改性树脂复合材料的韧性较好,击穿场强较高,且耐高温性能、机械性能及绝缘性能较佳。

可以理解,按质量份数计,改性树脂复合材料中,聚丙烯树脂包括但不限于55份、58份、60份、62份、65份、68份、70份、72份、75份;SEBS包括但不限于10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份;HDPE包括但不限于5份、6份、8份、10份、11份、12份、14份、15份;无机填料包括但不限于3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份;表面活性剂包括但不限于1份、2份、3份、4份、5份;相容剂包括但不限于1份、2份、3份、4份、5份;电压稳定剂包括但不限于2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份。在一些示例中可为这些点值中任意两个作为端值构成的范围内,下同。

还可以理解,HDPE(高密度聚乙烯)的密度为0.941g/cm

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55~65份、SEBS15~25份、HDPE 5~10份、无机填料3~7份、表面活性剂1~3份、相容剂1~2份及电压稳定剂2~5份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比为(0.3~0.65):1。

可以理解,SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比包括但不限于0.3:1、0.32:1、0.35:1、0.36:1、0.38:1、0.4:1、0.42:1、0.45:1、0.48:1、0.5:1、0.52:1、0.55:1、0.58:1、0.6:1、0.62:1、0.65:1。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,SEBS与HDPE的质量比为(1~3):1。

可以理解,SEBS与HDPE的质量比包括但不限于1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,无机填料与聚丙烯树脂的质量比为(0.06~0.14):1。

可以理解,无机填料与聚丙烯树脂的质量比包括但不限于0.06:1、0.08:1、0.09:1、0.1:1、0.11:1、0.12:1、0.13:1、0.14:1。

可选地,无机填料与聚丙烯树脂的质量比为(0.09~0.12):1。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,电压稳定剂与聚丙烯树脂的质量比为(0.03~0.1):1。

可以理解,电压稳定剂与聚丙烯树脂的质量比包括但不限于0.03:1、0.04:1、0.06:1、0.07:1、0.08:1、0.1:1。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,电压稳定剂包括芳香酮类电压稳定剂、芳香醚类电压稳定剂和芳香酰胺类电压稳定剂中的至少一种。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,电压稳定剂包括二苯酮、苯乙酮、二苯氧基苯和N-苯甲酰苯胺中的至少一种。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,无机填料包括碳酸钙和氧化镁中的至少一种。

优选地,无机填料包括碳酸钙。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,无机填料的粒径为10nm~15nm。

可以理解,无机填料的粒径包括但不限于10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,相容剂包括醇酸、酯酸和羧酸中的至少一种。

醇酸亦称羟基酸,含有羟基和羧基;酯酸,含有酯基和羧基。

可选地,醇酸包括羟基丙酸。

进一步地,醇酸包括α-羟基丙酸、β-羟基丁酸和γ-羟基丁酸中的至少一种。

可选地,酯酸包括乙酸苯酯、乙酸乙酯和苯甲酸甲酯中的至少一种。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,表面活性剂包括有机硅和硬脂酸中的至少一种。

进一步地,硬脂酸经皂化后使用。

进一步地,有机硅包括硅树脂、硅油和硅烷偶联剂中的至少一种。

进一步地,硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷(别名硅烷偶联剂YDH-171)。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,聚丙烯树脂为等规聚丙烯。

进一步地,聚丙烯树脂的等规度在95%以上。

进一步地,聚丙烯树脂的密度为0.9g/cm

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,改性树脂复合材料还包括抗氧剂0.5~3份。

可以理解,改性树脂复合材料中,抗氧剂的质量份数包括但不限于0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,抗氧剂包括抗氧剂DLTP、抗氧剂TPP和抗氧剂164中的至少一种。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂65份、SEBS15份、HDPE 5份、无机填料6份、表面活性剂1份、相容剂1份、电压稳定剂5份及抗氧剂2份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55份、SEBS25份、HDPE 10份、无机填料5份、表面活性剂1.5份、相容剂1.5份、电压稳定剂2份及抗氧剂1份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂60份、SEBS15份、HDPE 10份、无机填料7份、表面活性剂1.3份、相容剂1份、电压稳定剂3份及抗氧剂3份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂65份、SEBS10份、HDPE 10份、无机填料6份、表面活性剂1份、相容剂1份、电压稳定剂5份及抗氧剂2份。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料中,按质量份数计,包括以下组分:

聚丙烯树脂55份、SEBS25份、HDPE 10份、无机填料6份、表面活性剂1份、相容剂1份、电压稳定剂5份及抗氧剂2份。

本申请一实施方式提供了一种改性树脂复合材料的制备方法,包括以下步骤:

将上述改性树脂复合材料中的聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、无机填料、表面活性剂、相容剂及电压稳定剂混炼后成型。

可以理解,改性树脂复合材料的制备方法中,可先按照改性树脂复合材料中的组分提供原料。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料的制备方法中,混炼的温度为180℃~195℃,混炼的时间为10min~20min。

可以理解,混炼的温度包括但不限于180℃、182℃、185℃、188℃、190℃、192℃、195℃;混炼的时间包括但不限于10min、12min、15min、18min、20min。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料的制备方法中,将树脂颗粒、无机填料、表面活性剂和电压稳定剂于密炼机中进行混炼。

可以理解,成型的方式包括但不限于造粒、成条或成棒状等;相对应所获得的改性树脂复合材料的形态包括但不限于颗粒、条状或棒状等。

在其中一些示例中,改性树脂复合材料的制备方法包括:

步骤S10:将聚丙烯树脂、SEBS、HDPE和相容剂混合后进行第一造粒,得到树脂颗粒。

在其中一些示例中,步骤S10中,采用双螺杆挤出机进行第一造粒。

在其中一些示例中,步骤S10中,第一造粒的温度为175℃~195℃。

可以理解,第一造粒的温度包括但不限于175℃、178℃、180℃、182℃、185℃、188℃、190℃、192℃、195℃。

步骤S20:将步骤S10得到的树脂颗粒、无机填料、表面活性剂和电压稳定剂混炼后成型。

在其中一些示例中,步骤S20包括:

步骤S21:将无机填料和表面活性剂混合,得到改性无机填料;

步骤S22:将步骤S10得到的树脂颗粒、改性无机填料和电压稳定剂混合后进行第二造粒。

在其中一些示例中,当表面活性剂选用硬脂酸时,步骤S21包括:

将无机填料和惰性溶剂混合,得到无机填料浆料;

将硬脂酸和皂化剂混合于70℃~80℃进行皂化反应后,将所得反应液加入无机填料浆料中,75℃~85℃条件下反应1h~4h,得到改性无机填料。

可以理解,皂化反应的温度包括但不限于70℃、75℃、78℃、80℃;将所得反应液加入无机填料浆料侯的反应温度包括但不限于75℃、78℃、80℃、85℃,反应时间包括但不限于1h、2h、4h。

在其中一些示例中,皂化剂包括氢氧化钠。

可以理解,此时皂化反应得到硬脂酸钠和甘油。

可以理解,将反应后的反应液进行过滤和干燥,得到改性无机填料。

在其中一些示例中,当表面活性剂选用有机硅时,步骤S21包括:

将有机硅和惰性溶剂混合,以喷雾或滴加的形式加入高速混合机中,与无机填料分散混合,进行表面化学包覆,得到改性无机填料。

在其中一些示例中,步骤S21中,惰性溶剂包括乙醇、液体石蜡和变压器油中的至少一种。

在其中一些示例中,步骤S20中,第二造粒的温度为195℃~230℃。

可以理解,第二造粒的温度包括但不限于195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃。

在其中一些示例中,步骤S20中,采用双螺杆挤出机进行第二造粒。

在其中一些示例中,步骤S20中,双螺杆挤出机的主机转速为1000r/min~1500r/min。

可以理解,双螺杆挤出机的主机转速包括但不限于1000r/min、1100r/min、1200r/min、1300r/min、1400r/min、1500r/min。

本申请一实施方式提供了上述改性树脂复合材料或上述制备方法制得的改性树脂复合材料在制备聚丙烯制品中的应用。本申请另一实施方式提供了一种聚丙烯制品,包括上述改性树脂复合材料或上述制备方法制得的改性树脂复合材料。

可以理解,聚丙烯制品包括但不限于食品包装、化妆品包装、药品包装、汽车外壳、仪表板、座椅、医疗用品、输液瓶、家具、储存箱、鞋盒、电缆套管、电视机外壳等。

本申请一实施方式提供了一种电缆,包括上述改性树脂复合材料或上述制备方法制得的改性树脂复合材料。

可以理解,改性树脂复合材料可以用于高压直流电缆绝缘料,其韧性较好,击穿场强较高,且耐高温性能、机械性能及绝缘性能较佳,能有效延长电缆的使用寿命。

进一步地,电缆包括导线芯层和包覆于导线芯层的绝缘层,绝缘层包括改性树脂复合材料。

下面结合具体实施方式,对本申请作进一步详细的描述,但本申请的实施方式并不限于此。

各实施例和对比例使用的聚丙烯树脂(中煤L5E89)为等规聚丙烯,等规度在95%以上,密度为0.9g/cm

实施例1

按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂65份、SEBS15份、HDPE 5份、碳酸钙6份、表面活性剂1份、抗氧剂2份、相容剂1份、电压稳定剂5份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.3:1,SEBS与HDPE的质量比为3:1;

(1)将聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、抗氧剂(DLTP)和相容剂(α-羟基丙酸)置于双螺杆挤出机中于175℃混合均匀并挤出切粒,得到树脂颗粒,树脂颗粒的粒径为3mm~6mm;

(2)将乙烯基三甲氧基硅烷和变压器油混合后,以喷雾形式加入高速混合机中,与无机填料(碳酸钙,粒径为10nm)分散混合,对无机填料进行表面化学包覆,得到改性碳酸钙;

(3)将树脂颗粒、改性碳酸钙和电压稳定剂(二苯氧基苯)在密炼机中,于195℃混炼15min,双螺杆挤出机对得到的混合物料进行挤出造粒,挤出温度为220℃,挤出机的主机转速为1200r/min,得到改性树脂复合材料,粒径为3mm~5mm。

实施例2

按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂55份、SEBS25份、HDPE 10份、碳酸钙5份、表面活性剂1.5份、抗氧剂1份、相容剂1.5份、电压稳定剂2份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.6:1,SEBS与HDPE的质量比为2.5:1;

(1)将聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、抗氧剂(TPP)和相容剂(乙酸苯酯)置于双螺杆挤出机中于210℃混合均匀并挤出切粒,得到树脂颗粒;

(2)将硬脂酸与氢氧化钠于75℃搅拌进行皂化后,加入碳酸钙(粒径为15nm)与无水乙醇混合得到的碳酸钙浆料中,80℃反应2h,进行过滤和干燥,得到改性碳酸钙;

(3)将树脂颗粒、改性碳酸钙和电压稳定剂(N-苯甲酰苯胺)在密炼机中,于185℃混炼15min,双螺杆挤出机对得到的混合物料进行挤出造粒,挤出温度为210℃,挤出机的主机转速为1250r/min,得到改性树脂复合材料。

实施例3

按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂60份、SEBS15份、HDPE 10份、碳酸钙7份、表面活性剂1.3份、抗氧剂3份、相容剂1份、电压稳定剂3份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.4:1,SEBS与HDPE的质量比为1.5:1;

(1)将聚丙烯树脂、SEBS、HDPE、抗氧剂164和相容剂(羧酸)置于双螺杆挤出机中于185℃混合均匀并挤出切粒,得到树脂颗粒;

(2)将硅油和液体石蜡混合,以喷雾形式加入高速混合机中,与无机填料(碳酸钙,粒径为13nm)分散混合,对无机填料进行表面化学包覆,得到改性碳酸钙;

(3)将树脂颗粒、改性碳酸钙和电压稳定剂(N-苯甲酰苯胺)在密炼机中,于195℃混炼15min,双螺杆挤出机对得到的混合物料进行挤出造粒,挤出温度为195℃,挤出机的主机转速为1100r/min,得到改性树脂复合材料。

实施例4

与实施例1基本相同,不同点在于,按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂65份、SEBS10份、HDPE 10份、碳酸钙6份、表面活性剂1份、抗氧剂2份、相容剂1份、电压稳定剂5份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.3:1,SEBS与HDPE的质量比为1:1。

实施例5

与实施例1基本相同,不同点在于,按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂55份、SEBS25份、HDPE 10份、碳酸钙6份、表面活性剂1份、抗氧剂2份、相容剂1份、电压稳定剂5份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.6:1,SEBS与HDPE的质量比为2.5:1。

实施例6

与实施例1基本相同,不同点在于,实施例6将实施例1中的电压稳定剂(二苯氧基苯)替换成等质量的二苯酮。

实施例7

与实施例1基本相同,不同点在于,按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂75份、SEBS10份、HDPE 15份、碳酸钙9份、表面活性剂5份、抗氧剂0.5份、相容剂5份、电压稳定剂8份;SEBS和HDPE的总质量与聚丙烯树脂的质量比约为0.33:1,SEBS与HDPE的质量比为0.66:1。

对比例1

与实施例1基本相同,不同点在于,对比例1将实施例1中的电压稳定剂(二苯氧基苯)替换成等质量的硬脂酸锌。

对比例2

与实施例1基本相同,不同点在于,对比例2将实施例1中的SEBS省略,同时将HDPE的份数增加至20份。

对比例3

与实施例1基本相同,不同点在于,对比例3将实施例1中的HDPE省略,同时将SEBS的份数增加至20份。

对比例4

与实施例1基本相同,不同点在于,对比例4将实施例1中的表面活性剂省略,同时将相容剂的份数增加至2份。

对比例5

与实施例1基本相同,不同点在于,对比例5将实施例1中的相容剂省略,同时将表面活性剂的份数增加至2份。

对比例6

与实施例1基本相同,不同点在于,各组分的份数不同,具体为:

按质量份数计,组分如下:

聚丙烯树脂65份、SEBS 5份、HDPE 20份、碳酸钙6份、表面活性剂1份、抗氧剂2份、相容剂1份、电压稳定剂5份。

各实施例和对比例的改性树脂复合材料的主要组分份数如表1所示。

表1

将各实施例和对比例中的改性树脂复合材料分别通过热压成型制备厚度为1mm哑铃型样品用于测试拉伸强度和断裂伸长率,参照(GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测试部分);将各实施例和对比例中的改性树脂复合材料分别通过热压成型制备厚度为0.2mm,直径为8mm的圆片用于测试击穿场强(参照GB/T1408.1-2006绝缘材料电气强度试验方法第1部分工频下试验)和电导率(参照GB/T 3048.1-2007电线电缆电性能试验方法第1部分:总则(GBT)部分),结果如表2所示。

表2

从表2可知,相比对比例,实施例制得的改性树脂复合材料具有较高的韧性和击穿场强,且机械性能和绝缘性能较佳;而对比例1,电压稳定剂为硬脂酸锌,导致击穿场强较低,电导率较高,即绝缘性能较差;对比例2没有添加SEBS进行改性,使得拉伸强度和断裂伸长率降低;对比例3~5分别省略HDPE、表面活性剂和相容剂,以及对比例6调整SEBS、HDPE的添加比例,对比例3~6制得的改性树脂复合材料的击穿场强较低,绝缘性能较差。

将聚丙烯树脂和SEBS混合,制得SEBS质量占比分别为0%(纯聚丙烯树脂)15%、17%、19%、21%、25%的混合材料,制备厚度为0.2mm,直径为8mm的圆片用于测试击穿场强和电导率,击穿场强结果如图1所示,电导率如图2所示。其中,图1横坐标为SEBS添加量,纵坐标(Electrical Field Strength)代表击穿场强;图2横坐标E代表电场强度,纵坐标σ为电导率。

从图1可以看出,Pure PP(纯PP)的击穿场强较高,加入SEBS之后击穿场强下降;从图2可以看出,纯PP的电导率较低,加入SEBS之后电导率增加。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,便于具体和详细地理解本申请的技术方案,但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。应当理解,本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上,通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案,均在本申请所附权利要求的保护范围内。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准,说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

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06120116541886