【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及線纜，具體涉及一種高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料及其制備方法。
技術介紹
1、線纜外護套主要起到保護和絕緣作用，常用材料包括pvc、聚乙烯、聚氨酯等高分子材料。pvc具有良好的加工性能和耐候性，且成本較低，但耐低溫性能較差；聚乙烯具有優異的電氣性能和耐化學腐蝕性，但加工溫度窗口較窄；聚氨酯具有優異的機械性能和耐磨性，但價格較高且易水解。其中，pvc因綜合性能和性價比優勢，成為最常用的線纜外護套材料。
2、隨著電子設備的普及和通信技術的發展，電磁干擾問題日益突出。高屏蔽線纜通過在外護套中添加導電填料形成導電網絡來實現電磁屏蔽功能，其屏蔽效果主要取決于導電填料的種類、含量和分布狀態。目前，導電填料主要包括金屬粉體、碳纖維和導電炭黑等，其中導電炭黑因其優異的導電性能、較低的成本和穩定的化學性質，成為最常用的導電填料。
3、然而，導電炭黑表面惰性、比表面積大，在pvc基體中存在嚴重的團聚現象，這導致了以下問題：首先，導電炭黑在pvc基體中的分散性差，形成的導電網絡不均勻，需要較高的添加量才能達到理想的屏蔽效果，但過高的添加量又會顯著降低材料的力學性能和加工性能；其次，導電炭黑與pvc基體之間的界面結合差，影響復合材料的機械強度和耐久性；第三，目前市場上的高屏蔽線纜外護套材料普遍存在電磁屏蔽效果不理想、成本較高等問題。
4、cn110498989a公開了一種超高壓電纜外護套用pvc材料，包括如下重量份數的組分：聚氯乙烯樹脂100份；第一增塑劑25~35份；鈣鋅穩定劑6~10份；抗氧劑
5、現有技術中也有通過改性導電炭黑來提高其在pvc中的分散性和界面結合性的方案，但這些改性方法往往過于復雜或效果不理想。有些改性方法雖然改善了導電炭黑的分散性，但同時降低了其導電性能；有些方法雖然保持了導電性能，但與pvc基體的相容性差，無法獲得理想的綜合性能。此外，現有的改性方法大多沒有考慮到導電填料在復合材料中的分布狀態對屏蔽性能的影響，未能實現導電填料的定向分布和富集，難以在較低添加量下獲得優異的屏蔽效果。
6、因此，亟需開發一種具有優異電磁屏蔽性能、良好力學性能和加工性能的pvc基復合材料，同時解決導電炭黑分散性差、界面結合不佳等問題，實現導電填料的有效分布，滿足高屏蔽線纜外護套的應用需求。
技術實現思路
1、為了解決現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料及其制備方法，該材料具有優異的電磁屏蔽性能和機械強度，同時表現出良好的耐候性、耐腐蝕性；具有較寬的加工窗口，加工性能優異；在保證各項性能的同時，降低了導電填料的添加量，有效降低了生產成本，本專利技術的復合外護套料可滿足高屏蔽線纜的各項技術要求，具有重要的應用價值。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，以重量份數計，由以下組分制成：pvc100份、聚己二酸丙二醇酯30~50份、無機填料20~40份、改性導電炭黑4~12份、穩定劑1~3份、抗氧化劑1~3份、硅烷偶聯劑0.5~2份。
4、優選的，所述改性導電炭黑的制備方法，包括如下步驟：
5、（1）將導電炭黑、3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷加入到無水乙醇中，超聲分散處理，調節ph，攪拌反應，將產物過濾、醇洗、干燥，得到預處理導電炭黑；
6、硅烷偶聯預處理：?3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷的三個乙氧基首先在酸性條件下水解生成活性硅醇基（-si-oh），這些硅醇基與炭黑表面的羥基（-oh）發生縮合反應，形成穩定的si-o-c共價鍵。同時，硅烷分子另一端的羧基烯丙酰胺基保持游離狀態，從而在炭黑表面構建了具有羧基官能團的活性層，這些羧基提供了進一步改性的反應位點。
7、優選的，步驟（1）中，所述導電炭黑為高純凈度型導電炭黑，dbp吸收值為150~170ml/100g，灰分含量<0.2%，325目篩余物含量<8ppm。
8、優選的，步驟（1）中，導電炭黑、3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的用量比為10g：0.5~3g：80~120ml。
9、優選的，步驟（1）中，超聲處理10~30min；用鹽酸調節ph至4~6；攪拌反應條件為60~80℃下攪拌反應6~10h。
10、（2）將預處理導電炭黑、全氟己基乙基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，氮氣氛圍下加入偶氮二異丁腈，回流反應，將產物、過濾、洗滌、干燥，得到接枝導電炭黑；
11、氟化物接枝改性：將預處理后的炭黑與全氟己基乙基丙烯酸酯在乙酸乙酯中進行自由基接枝反應。在此過程中，偶氮二異丁腈（aibn）在加熱條件下分解產生自由基，引發全氟己基乙基丙烯酸酯單體的自由基聚合。這些活性自由基與第一步引入的烯丙基發生加成，另一方面引發單體的聚合，最終在炭黑表面形成接枝的全氟烷基鏈。這些氟化鏈段賦予炭黑表面顯著的疏水特性。
12、優選的，步驟（2）中，預處理導電炭黑、全氟己基乙基丙烯酸酯、乙酸乙酯、偶氮二異丁腈的用量比為10g：5~12g：100~150ml：0.01~0.5g。
13、優選的，步驟（2）中，回流反應條件為60~75℃下回流反應8~16h；用乙酸乙酯、去離子水分別洗滌3~5次。
14、（3）將接枝導電炭黑、單硬脂酸甘油酯加入到甲苯中，超聲處理，加入對甲苯磺酸，回流反應，將產物冷卻、離心、洗滌、干燥，得到所述改性導電炭黑。
15、表面封裝改性：將接枝改性后的炭黑與單硬脂酸甘油酯在甲苯中進行酯化封裝。在對甲苯磺酸的催化下，單硬脂酸甘油酯中的羥基與炭黑表面殘留的羧基和其他活性基團發生酯化反應，通過酯鍵將長鏈脂肪酸基團共價接枝到炭黑表面。
16、優選的，步驟（3）中，接枝導電炭黑、單硬脂酸甘油酯、甲苯、對甲苯磺酸的用量比為10g：3~9g：80~120ml：0.05~1g。
17、優選的，步驟（3）中，回流反應條件為90~110℃下回流反應6~10h；用甲苯、去離子水分別洗滌3~5次。
18、優選的，所述硅烷偶聯劑為十二烷基三乙氧基硅烷和/或十六烷基三乙氧基硅烷；穩定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、鈣鋅復合穩定劑中的一種或多種；抗氧劑為酚類抗氧劑、亞磷酸酯抗氧劑、胺類抗氧劑中的一種或多種；無機填料為氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、滑石、粘土、云母、高嶺土中的一種或多種。
19、本專利技術還要求保護一種所述高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料的制備方法，包括如下步驟：將pvc、聚己二酸丙二醇酯、改性導電炭黑、穩定劑、抗氧化劑加入到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，以重量份數計，由以下組分制成：PVC?100份、聚己二酸丙二醇酯30~50份、無機填料20~40份、改性導電炭黑4~12份、穩定劑1~3份、抗氧化劑1~3份、硅烷偶聯劑0.5~2份。
2.根據權利要求1所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，所述改性導電炭黑的制備方法，包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，所述導電炭黑為高純凈度型導電炭黑，DBP吸收值為150~170mL/100g，灰分含量<0.2%，325目篩余物含量<8ppm。
4.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，導電炭黑、3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的用量比為10g：0.5~3g：80~120mL。
5.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，超聲處理10~30min；用鹽酸調節pH至4~6；攪拌反應條件為6
6.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（2）中，預處理導電炭黑、全氟己基乙基丙烯酸酯、乙酸乙酯、偶氮二異丁腈的用量比為10g：5~12g：100~150mL：0.01~0.5g。
7.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（2）中，回流反應條件為60~75℃下回流反應8~16h；用乙酸乙酯、去離子水分別洗滌3~5次。
8.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（3）中，接枝導電炭黑、單硬脂酸甘油酯、甲苯、對甲苯磺酸的用量比為10g：3~9g：80~120mL：0.05~1g。
9.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（3）中，回流反應條件為90~110℃下回流反應6~10h；用甲苯、去離子水分別洗滌3~5次。
10.一種如權利要求1~9任一項所述高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將PVC、聚己二酸丙二醇酯、改性導電炭黑、穩定劑、抗氧化劑加入到捏合機中140~160℃攪拌混合均勻，然后加入無機填料、硅烷偶聯劑，捏合攪拌均勻后，160~180℃擠出成型、冷卻切粒，得到所述高屏蔽線纜用PVC/聚酯復合外護套料。
...【技術特征摘要】
1.一種高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，其特征在于，以重量份數計，由以下組分制成：pvc?100份、聚己二酸丙二醇酯30~50份、無機填料20~40份、改性導電炭黑4~12份、穩定劑1~3份、抗氧化劑1~3份、硅烷偶聯劑0.5~2份。
2.根據權利要求1所述的高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，其特征在于，所述改性導電炭黑的制備方法，包括如下步驟：
3.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，所述導電炭黑為高純凈度型導電炭黑，dbp吸收值為150~170ml/100g，灰分含量<0.2%，325目篩余物含量<8ppm。
4.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，導電炭黑、3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇的用量比為10g：0.5~3g：80~120ml。
5.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套料，其特征在于，步驟（1）中，超聲處理10~30min；用鹽酸調節ph至4~6；攪拌反應條件為60~80℃下攪拌反應6~10h。
6.根據權利要求2所述的高屏蔽線纜用pvc/聚酯復合外護套...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮龍，張曙力，高云方，
申請(專利權)人：臺州市天達源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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