1.本发明涉及电缆材料领域，尤其为一种耐寒耐高温电缆材料及其制备方法。
背景技术：
2.电缆，是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线；广泛应用于电力、建筑、通讯、制造等行业。电缆的主要结构为“导体+绝缘+护套”；导体一般由铜、铝或其合金制成，绝缘和护套一般由聚氯乙烯(以下简称pvc)、交联聚乙烯(以下简称xlpe)及无卤低烟聚烯烃等材料制成，其中，以pvc应用最为广泛。电缆由于长期暴露在户外，面对户外低温(尤其是北方地区0℃以下)、光照、雨淋、且长期反复被拉扯，电线电缆会僵硬，从而丧失应有的弹性、抗扭转和弯曲性能，这样在进行电缆安装时，绝缘和护套会发生开裂，不适应高寒地区和高温地区安装和使用。基于此，开展本申请的研究。
技术实现要素：
3.本发明解决的技术问题是：提供一种耐寒耐高温的电缆材料及其制备方法。具体地，本申请采用如下技术方案：
4.一方面，本申请提供了耐寒耐高温的电缆材料，其组成包括:
5.聚氯乙烯20-30份、聚四氟乙烯10-15份、聚酰胺5-10份、n-苯基取代马来酰亚胺3-5份、纤维素3-4份、耐寒增塑剂3-5份、热稳定剂2-3份、抗氧剂2-3份、滑石粉1-2份。
6.在一优选实施方式中，所述耐寒增塑剂选自尼龙酸二异丁酯、壬二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、异戊二烯液态橡胶中的一种或几种。
7.在一优选实施方式中，所述耐寒增塑剂为尼龙酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯。
8.在一优选实施方式中，尼龙酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯的质量比为1:1。
9.在一优选实施方式中，所述热稳定剂选自钙锌热稳定剂、铅盐热稳定剂、稀土热稳定剂中的一种。
10.在一优选实施方式中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或2,6-二叔丁基对甲酚。
[0011]
另一方面，本申请提供了耐寒耐高温的电缆材料的制备方法，采用如下原料：聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、n-苯基取代马来酰亚胺、纤维素、耐寒增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、滑石粉。
[0012]
在一优选实施方式中，包括以下步骤：
[0013]
s1.将聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺置于混合机中混合，得到混合料a；
[0014]
s2.将n-苯基取代马来酰亚胺、纤维素、耐寒增塑剂置于混合机中混合，得到混合料b；
[0015]
s3.将混合料a与混合料b混合搅拌20-30min，加入剩余原料，继续搅拌，得到混合料c；
[0016]
s4.将混合料c投入预热的双辊筒塑炼机内进行塑化，熔融挤出、冷却、造粒，即得耐寒耐高温电缆材料。
[0017]
在一优选实施方式中，步骤s1中，混合机的混合速度为1200r/min。
[0018]
在一优选实施方式中，步骤s4中，塑化时间为10-12分钟，蒸汽压力为5.0-6.0kg/cm2，塑化温度为155-160℃。
[0019]
与现有技术相比，本发明的效果和益处在于：
[0020]
改进电缆材料的组分组成和用量，提高了电缆材料的耐寒和耐高温性能，能大大延长电缆的使用寿命，扩大电缆的使用地域。具体地，联合采用n-苯基取代马来酰亚胺、尼龙酸二异丁酯和邻苯二甲酸二丁酯等，提高电缆材料的耐热性和耐寒性，200℃热稳定时间在7.8h以上，低温冲击脆化温度在-120℃以上。此外，本申请提供的制备方法工艺简单，原料混合均匀，制备得到的电缆耐寒耐高温性能优于一步制备。
具体实施方式
[0021]
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0022]
实施例1
[0023]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、尼龙酸二异丁酯3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0024]
实施例2
[0025]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯30份、聚四氟乙烯15份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺5份、纤维素4份、尼龙酸二异丁酯5份、铅盐热稳定剂3份、2,6-二叔丁基对甲酚3份、滑石粉2份。
[0026]
实施例3
[0027]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、尼龙酸二异丁酯1.5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0028]
实施例4
[0029]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、尼龙酸二异丁酯1.5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、铅盐热稳定剂2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、2,6-二叔丁基对甲酚1份、滑石粉1份。
[0030]
实施例5
[0031]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、异戊二烯液态橡胶1.5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、铅盐热稳定剂2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、2,6-二叔丁基对甲酚1份、滑石粉1份。
[0032]
实施例6
[0033]
制备实施例4耐寒耐高温电缆材料的方法，包括以下步骤：
[0034]
s1.将聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺置于混合机中以1200r/min混合半小时，得到混合料a；
[0035]
s2.将n-苯基取代马来酰亚胺、纤维素、尼龙酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯置于混合机中以1000r/min混合20min，得到混合料b；
[0036]
s3.将混合料a与混合料b混合(1500r/min)搅拌20min，加入剩余原料，继续搅拌30min，得到混合料c；
[0037]
s4.将混合料c投入预热的双辊筒塑炼机内进行塑化(蒸汽压力为5.0-6.0kg/cm2，温度为155-160℃，塑化10分钟)，熔融挤出、冷却、造粒，即得耐寒耐高温电缆材料。
[0038]
对比例1
[0039]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、纤维素3份、尼龙酸二异丁酯3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0040]
对比例2
[0041]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、尼龙酸二异丁酯3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0042]
对比例3
[0043]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0044]
对比例4
[0045]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、聚酰胺10份、纤维素3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0046]
对比例5
[0047]
一种耐寒耐高温电缆材料，其组分为：聚氯乙烯20份、聚四氟乙烯10份、n-苯基取代马来酰亚胺3份、纤维素3份、铅盐热稳定剂2份、2,6-二叔丁基对甲酚2份、滑石粉1份。
[0048]
对比例6
[0049]
制备实施例4耐寒耐高温电缆材料的方法，包括以下步骤：将所有原料置于混合机中以1200r/min混合3小时，得到混合料；将混合料投入预热的双辊筒塑炼机内进行塑化(蒸汽压力为5.0-6.0kg/cm2，温度为155-160℃，塑化10分钟)，熔融挤出、冷却、造粒，即得耐寒耐高温电缆材料。
[0050]
测试例
[0051]
对实施例1-6以及对比例1-6的电缆材料用45吨平板热压机在160℃，3.71
×
103帕的条件下压制成相同厚度的薄片，最后按照轻工业部《电缆工业用软聚氯烯塑料》标准裁片。常规物理机械性能测试均按照gbt5470-2008标准进行，测试结果满足电缆的常规特性和机械性能，优质性能检测项目及结果参见表1。检测方法：拉伸强度和断裂伸长率按照gb1040-92规定在拉力试验机上进行。200℃时热稳定时间按照gb2917-82规定用刚果红试剂法进行。低温冲击脆化温度的测定方法参照gbt5470-2008的冲击法催化温度测定进行。
[0052]
表1.
[0053] 拉伸强度/mpa断裂伸长率/％200℃热稳定时间/h低温冲击脆化温度/℃实施例1302807.8-120实施例2322858.0-122实施例3322867.9-126实施例4352908.3-128实施例5352888.2-124实施例6352898.1-127对比例1252454.5-116对比例2242404.0-115对比例3212256.5-50对比例4192103.0-35对比例5232206.0-40对比例6262587.0-113
[0054]
本申请提供的电缆材料在保证材料原有特性和机械性能的同时，大大提高了材料的耐寒和耐高温性能。实施例的电缆材料200℃热稳定时间在7.8-8.3h，低温冲击脆化温度在-120℃以上；耐寒和耐高温性能远超过各对比例。比较各实施例与对比例的数据可知，n-苯基取代马来酰亚胺对耐高温性有重要影响，耐寒增塑剂对耐寒性有重要影响，并且耐寒增塑剂与n-苯基取代马来酰亚胺协同作用，共同影响材料的耐寒耐高温性能。此外，纤维素、抗氧剂和聚酰胺原料的使用，以及材料的制备工艺步骤也会影响电缆材料的性能。综合来说，本申请提供的电缆材料的组分相互作用，极大地提高了材料的耐寒和耐高温性能，使得电缆产品的应用更加广泛。
[0055]
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。