本发明涉及一种聚丙烯电缆料，特别是涉及一种高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法。
背景技术：
电线电缆通常出现在我们日常生活中不同的应用领域，从使用角度说可被分为:电力电缆(低、中、高压)，电话电线，汽车线，矿用电缆等。简单的电线只是一根(束)铜丝和一层绝缘层构成，随着市场的细分，各种特种电缆,如航运、地下、水下、航空航天和其他高性能电缆应运而生，这样的电缆就不是简单的金属加上单层绝缘物，而至少在双层非常不同的特性，分为绝缘料(导热性和绝缘性)和护套料(保护层)。聚丙烯电缆料主要针对一定限度耐热电缆的绝缘提供合适的性能，普通的聚乙烯电缆的工作温度不能超过85℃，85-120℃就只能是聚丙烯电缆，而超过120度一般需要比较昂贵的材料。
公开号为CN105778295A、公开日为2016.07.20、申请人为中国石油集团钻井工程技术研究院的中国专利申请文件公开了“一种聚丙烯电缆料的制备方法及聚丙烯电缆料”，所述制备方法首先将1～5份接枝剂、0.2～3份接枝助剂、0.05～0.20份引发剂和2～10份接枝剂载体共混均匀后，再与添加了0.2～1.5份稳定剂和2～5份催化剂的100份聚丙烯树脂共同挤出。通过该制备方法制备的聚丙烯电缆料，耐高温、耐高压，抗拉强度高，最高可达35MPa，断裂伸长率不低于300％，135℃×168h老化后，拉伸强度变化率不大于±10％，采用上述聚丙烯电缆料制成的电缆，可满足在高温、高压环境下使用，损坏量小，更换周期长，有效的延长了石油电缆的更换周期。然而，该专利所述聚丙烯电缆料仍存在韧性不佳、阻燃性较差的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，其具有较高的韧性和较强的阻燃性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：聚丙烯100份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂1～1.5份，紫外线吸收剂0.2～0.7份，增塑剂10～15份，相容剂4～4.5份，成核剂0.1～0.6份，柔性改性剂6～11份，改性地开石粉11～16份。
优选地，本发明所述聚丙烯为等规聚丙烯。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物。
优选地，本发明所述润滑剂为硬脂酸钙。
优选地，本发明所述紫外线吸收剂为UV-531。
优选地，本发明所述增塑剂为TOTM。
优选地，本发明所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
优选地，本发明所述成核剂为滑石粉。
优选地，本发明所述柔性改性剂为POE。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料的制备方法，其步骤包括：
(1)将地开石放入行星式球磨机的料筒中，加入直径为5mm的陶瓷磨球、无水乙醇后盖好筒盖，地开石、陶瓷磨球、无水乙醇的重量比为4:1:0.2，开启球磨机，以250rpm的转速球磨3小时，取出后真空抽滤，用去离子水冲洗5分钟后90℃下烘干，用振动分级筛振动筛分30分钟，得到地开石粉；
(2)按1:1的重量比将步骤(1)得到的地开石粉与草酸铝搅拌至混合均匀，加入重量为草酸铝重量15％的蒸馏水后继续搅拌2小时，静置24小时后转入马弗炉中，350℃下煅烧2小时得到纳米地开石粉；
(3)按1:10g/mL的固液比将步骤(2)得到的纳米地开石粉加入甲苯中，边搅拌边加热至80℃，加入重量为纳米地开石粉2％的率酸酯偶联剂后80℃下恒温搅拌45分钟，将得到的产物离心分离，滤掉上层甲苯溶液后置于烘箱中90℃下烘干，研磨后过100目筛得到改性地开石粉；
(4)将高混机预热至80℃，按配方量称取各原料，将润滑剂、成核剂、改性地开石粉投入高混机，600rpm搅拌速度下搅拌16分钟，将相容剂投入高混机，600rpm搅拌速度下搅拌8分钟，将其余原料投入高混机，250rpm搅拌速度下搅拌10分钟后得到混合料，将混合料投入双螺杆挤出机的加料口，300rpm挤出转速下挤出得到条状料，将条状料冷却后造粒得到高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
地开石是一种具有层状结构的铝硅酸盐矿物，具有很好的耐火性，天然的地开石粒度较大，且有棱角，不易分散，所以本发明先将其用行星式球磨机通过湿磨法进行细化，得到了粒度较小且比较均匀的地开石粉，然后将其与草酸铝进行插层复合反应再进行煅烧得到纳米地开石粉，草酸铝在反应中插入地开石粉的片层之间并增大了层间距，煅烧过程则将草酸铝热分解并产生气体，这些气体的产生、膨胀进一步扩大了层间距，使得地开石粉的粒径达到纳米级别，不过其表面呈现亲水疏油性，与聚丙烯基体之间的结合不强，因此本发明通过铝酸酯偶联剂对其进行湿法改性，铝酸酯偶联剂与地开石粉之间产生了化学键结生成了偶联剂层，改变了亲水疏油性，改性后的地开石粉能均匀分散于聚丙烯基体中并形成较强的结合，聚丙烯大分子能进入改性地开石粉的片层之间形成插层复合结构，刚性的地开石粉能起到很好的增强作用，从而大幅提高聚丙烯电缆料的韧性，同时耐火性较高的地开石粉对聚丙烯能起到很好的保护作用，使得聚丙烯电缆料的阻燃性也得到了很大的改善；此外，相对于其他改性剂而言，本发明采用的铝酸酯偶联剂和地开石粉均含有铝元素，二者具有天然的亲和性，因此改性效果方面要好于其他改性剂不少。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物0.5份，硬脂酸钙1.5份，UV-531 0.6份，TOTM 11份，马来酸酐接枝聚丙烯4.2份，滑石粉0.4份，POE 6份，改性地开石粉12份。
其制备方法的步骤包括：
(1)将地开石放入行星式球磨机的料筒中，加入直径为5mm的陶瓷磨球、无水乙醇后盖好筒盖，地开石、陶瓷磨球、无水乙醇的重量比为4:1:0.2，开启球磨机，以250rpm的转速球磨3小时，取出后真空抽滤，用去离子水冲洗5分钟后90℃下烘干，用振动分级筛振动筛分30分钟，得到地开石粉；
(2)按1:1的重量比将步骤(1)得到的地开石粉与草酸铝搅拌至混合均匀，加入重量为草酸铝重量15％的蒸馏水后继续搅拌2小时，静置24小时后转入马弗炉中，350℃下煅烧2小时得到纳米地开石粉；
(3)按1:10g/mL的固液比将步骤(2)得到的纳米地开石粉加入甲苯中，边搅拌边加热至80℃，加入重量为纳米地开石粉2％的率酸酯偶联剂后80℃下恒温搅拌45分钟，将得到的产物离心分离，滤掉上层甲苯溶液后置于烘箱中90℃下烘干，研磨后过100目筛得到改性地开石粉；
(4)将高混机预热至80℃，按配方量称取各原料，将硬脂酸钙、滑石粉、改性地开石粉投入高混机，600rpm搅拌速度下搅拌16分钟，将马来酸酐接枝聚丙烯投入高混机，600rpm搅拌速度下搅拌8分钟，将其余原料投入高混机，250rpm搅拌速度下搅拌10分钟后得到混合料，将混合料投入双螺杆挤出机的加料口，300rpm挤出转速下挤出得到条状料，将条状料冷却后造粒得到高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料。
实施例2
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物0.7份，硬脂酸钙1.3份，UV-531 0.4份，TOTM 13份，马来酸酐接枝聚丙烯4份，滑石粉0.6份，POE 8份，改性地开石粉14份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例3
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物0.9份，硬脂酸钙1.1份，UV-531 0.2份，TOTM 15份，马来酸酐接枝聚丙烯4.4份，滑石粉0.2份，POE 10份，改性地开石粉16份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例4
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物0.6份，硬脂酸钙1.4份，UV-531 0.7份，TOTM 10份，马来酸酐接枝聚丙烯4.1份，滑石粉0.5份，POE 11份，改性地开石粉15份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例5
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物0.8份，硬脂酸钙1.2份，UV-531 0.5份，TOTM 12份，马来酸酐接枝聚丙烯4.5份，滑石粉0.1份，POE 9份，改性地开石粉13份。
其制备方法与实施例1一样。
实施例6
高韧性、无卤阻燃聚丙烯电缆料，由下列重量份的组份制成：等规聚丙烯100份，抗氧剂1010和抗氧剂1068的混合物1份，硬脂酸钙1份，UV-531 0.3份，TOTM 14份，马来酸酐接枝聚丙烯4.3份，滑石粉0.3份，POE 7份，改性地开石粉11份。
其制备方法与实施例1一样。
将实施例1-6以及对比例的韧性以及阻燃性进行测试，对比例为公开号为CN105778295A的中国专利申请文件，韧性方面参考GB/T1843-2008测试各电缆料的缺口冲击强度，缺口冲击强度越高则韧性越高，阻燃性方面则参考GB/T 2406-1993测试各电缆料的氧指数，氧指数越高则阻燃性越强，测试结果见下表：
该表显示出：本发明实施例1-6的缺口冲击强度以及氧指数均高于对比例不少，表明具有较高的韧性和较强的阻燃性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。