本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种新型阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术：
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用。电线电缆用量不断增大的同时，电气火灾的事故也随之增加，电线电缆产品的安全性、环保性、使用寿命也有了更高的要求，电线电缆的阻燃问题逐渐引起了世界各国的重视。早在70年代，国内外相继开发了阻燃电缆，这些阻燃电缆虽有一定的阻燃效果，但还存在不少缺陷，如耐高温性能不强，不能在高温下作业；耐老化性不够，使用寿命短，极易引起火灾；在火灾发生时，燃烧的电线电缆会产生有毒气体和烟雾，这不仅会影响救灾工作，还会对生命财产造成“第二次灾害”。鉴于不少工业部门和地铁、高层建筑等市政民用设施对电缆的安全性和可靠性的要求越来越高，迫切要求开发新一代的耐高温阻燃电缆。
技术实现要素：
本发明提供了一种新型阻燃电缆料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述新型阻燃电缆料性能优、物理性能好、适应温度范围宽、耐高温、阻燃性能好，并且具备抗菌抗腐蚀能力，使用寿命长。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯15～35份、乙烯-辛烯共聚物3～8份、乙烯-醋酸乙烯酯13～18份、高抗冲聚丙烯18～33份、丁腈橡胶7～18份、硬脂酸1～2份、填料12～23份、热稳定剂1.5～3.3份、抗氧剂0.7～1.2份、抗菌剂1～2份、增塑剂4～8份、相容剂3～5份、阻燃剂1～3份。
优选的，所述新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯23份、乙烯-辛烯共聚物6份、乙烯-醋酸乙烯酯15.8份、高抗冲聚丙烯27份、丁腈橡胶11份、硬脂酸1.5份、填料19份、热稳定剂2.2份、抗氧剂1份、抗菌剂1.5份、增塑剂6份、相容剂3.8份、阻燃剂2.1份。
优选的，所述填料为改性石墨烯，所述改性石墨烯由以下方法制得：
（1）称取石墨烯，置于高温炉以400～440℃的温度加热2～4小时，得到氧化石墨烯；
（2）称取步骤（1）制备的氧化石墨烯，和氯化亚砜或者草酰氯混合，加入催化剂，其中，氧化石墨烯，氯化亚砜或者草酰氯，催化剂质量之比为1：25～32：0.2～0.5，采用油浴锅以65～83℃的温度加热20～33小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到中间体产物a；
（3）称取质量比为1.3～3.9:1的脂肪酸多聚体混合物与脂肪族多胺，采用油浴锅以160～190℃的温度加热20～27小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到中间体产物b；
（4）将步骤（3）得到的中间体产物b与脲以16.7～23.3:1的质量比混合后，采用油浴锅以100～140℃的温度加热7～8.6小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到混合物c；
（5）将步骤（2）得到的中间体产物a与混合物c以1:20～40的质量比混合后，采用油浴锅以50～90℃的温度加热12～36小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到改性石墨烯填料。
优选的，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯或癸二酸二辛酯中的一种或二种。
优选的，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯质量比为1：1～1.5：0.5复配体系。
优选的，所述阻燃剂为三氧化二锑、十溴二苯乙烷、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、高抗冲聚丙烯、丁腈橡胶、硬脂酸、填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、增塑剂、相容剂、阻燃剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、相容剂及高抗冲聚丙烯混合均匀，置于密炼机中密炼5～10分钟，密炼温度为160～180℃，再投入增塑剂，加热搅拌至增塑剂完全被吸收，所述加热搅拌的温度为95～108℃；
（3）向步骤（2）得到的产物中依次投入丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、硬脂酸，混合均匀，一起密炼8～13分钟，密炼温度为150～170℃，然后投入填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂，加热搅拌至原料完全混合均匀，得电缆料半成品；
（4）将步骤（3）得到的半成品过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机组挤出拉条造粒，经过风冷后制得所述新型阻燃电缆料。
优选的，所述双螺杆挤出机组的各段温度控制自加料口开始，依次为90～100℃、90～100℃、90～95℃、85～90℃、85～90℃、75～85℃、85～90℃，双螺杆机头温度为90～95℃。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的新型阻燃电缆料性能优、物理性能好、适应温度范围宽、耐高温、阻燃性能好，并且具备抗菌抗腐蚀能力，使用寿命长，具体如下：
（1）本发明所述的新型阻燃电缆料采用聚氯乙烯和丁腈橡胶作为原料，聚氯乙烯和丁腈橡胶和相互协同作用，不仅使电缆料可获得橡胶的柔软性、良好的手感和亚光效果，而且还提高了机械物理和化学性能，耐油、耐磨、耐酸碱，使电缆料具有塑料和橡胶的双重性能，不需硫化，所述新型阻燃电缆料具有较好的强度、耐磨性、加工性能及材料的耐应力开裂性能；
（2）本发明所述的新型阻燃电缆料通过优化个原料之间相互协同作用，优化生产工艺，制备得到的新型阻燃电缆料适应温度范围宽，热老化性能优异，电缆料的耐温等级高；
（3）本发明所述的新型阻燃电缆料采用高抗冲聚丙烯作为原料，高抗冲聚丙烯的力学性能好，与一定量的乙烯-辛烯共聚物混合后，在保证力学性能的前提下可容许填充较多的阻燃剂，显著提高了所述新型阻燃电缆料的阻燃性能，再者，由于聚丙烯的熔体粘度相对较低，所以用本发明制备的新型阻燃电缆料流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观；
（4）本发明所述的新型阻燃电缆料原料中添加了抗菌剂，有效提高了所述新型阻燃电缆料的防霉抗菌能力，延长其使用寿命；
（5）本发明所述新型阻燃电缆料以改性石墨烯作为填料，经过改性石墨烯有超大的强度，提高该复合绝缘材料的机械强度；改性石墨烯由于还原程度很小仍然是绝缘材料，所制备的复合绝缘材料仍然保持良好的绝缘性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯15份、乙烯-辛烯共聚物3份、乙烯-醋酸乙烯酯13份、高抗冲聚丙烯18份、丁腈橡胶7份、硬脂酸1份、填料12份、热稳定剂1.5份、抗氧剂0.7份、抗菌剂1份、增塑剂4份、相容剂3份、阻燃剂1份。
其中，所述填料为改性石墨烯，所述改性石墨烯由以下方法制得：
（1）称取石墨烯，置于高温炉以400℃的温度加热2小时，得到氧化石墨烯；
（2）称取步骤（1）制备的氧化石墨烯，和氯化亚砜或者草酰氯混合，加入催化剂，其中，氧化石墨烯，氯化亚砜或者草酰氯，催化剂质量之比为1：25：0.2，采用油浴锅以65℃的温度加热20小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到中间体产物a；
（3）称取质量比为1.3:1的脂肪酸多聚体混合物与脂肪族多胺，采用油浴锅以160℃的温度加热20小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到中间体产物b；
（4）将步骤（3）得到的中间体产物b与脲以16.7:1的质量比混合后，采用油浴锅以100℃的温度加热7小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到混合物c；
（5）将步骤（2）得到的中间体产物a与混合物c以1:20的质量比混合后，采用油浴锅以50℃的温度加热12小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到改性石墨烯填料。
其中，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
其中，所述抗氧剂为四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯和三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯质量比为1：1：0.5复配体系。
其中，所述阻燃剂为三氧化二锑。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、高抗冲聚丙烯、丁腈橡胶、硬脂酸、填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、增塑剂、相容剂、阻燃剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、相容剂及高抗冲聚丙烯混合均匀，置于密炼机中密炼5分钟，密炼温度为160℃，再投入增塑剂，加热搅拌至增塑剂完全被吸收，所述加热搅拌的温度为95℃；
（3）向步骤（2）得到的产物中依次投入丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、硬脂酸，混合均匀，一起密炼8分钟，密炼温度为150℃，然后投入填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂，加热搅拌至原料完全混合均匀，得电缆料半成品；
（4）将步骤（3）得到的半成品过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机组挤出拉条造粒，经过风冷后制得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述双螺杆挤出机组的各段温度控制自加料口开始，依次为90～100℃、90～100℃、90～95℃、85～90℃、85～90℃、75～85℃、85～90℃，双螺杆机头温度为90～95℃。
经测试，本实施例所述的新型阻燃电缆料参数如下：拉伸强度为15.3mpa，断裂伸长率340％，氧指数为31.5，燃烧试验通过ul-94v-0级，通过100℃的电缆热变形温度测试和-35℃的低温冲击测试。
实施例2
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯35份、乙烯-辛烯共聚物8份、乙烯-醋酸乙烯酯18份、高抗冲聚丙烯33份、丁腈橡胶18份、硬脂酸2份、填料23份、热稳定剂3.3份、抗氧剂1.2份、抗菌剂2份、增塑剂8份、相容剂5份、阻燃剂3份。
其中，所述填料为改性石墨烯，所述改性石墨烯由以下方法制得：
（1）称取石墨烯，置于高温炉以440℃的温度加热4小时，得到氧化石墨烯；
（2）称取步骤（1）制备的氧化石墨烯，和氯化亚砜或者草酰氯混合，加入催化剂，其中，氧化石墨烯，氯化亚砜或者草酰氯，催化剂质量之比为1：32：0.5，采用油浴锅以83℃的温度加热33小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到中间体产物a；
（3）称取质量比为3.9:1的脂肪酸多聚体混合物与脂肪族多胺，采用油浴锅以190℃的温度加热27小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到中间体产物b；
（4）将步骤（3）得到的中间体产物b与脲以23.3:1的质量比混合后，采用油浴锅以140℃的温度加热8.6小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到混合物c；
（5）将步骤（2）得到的中间体产物a与混合物c以1:40的质量比混合后，采用油浴锅以90℃的温度加热36小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到改性石墨烯填料。
其中，所述增塑剂为癸二酸二辛酯。
其中，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯质量比为1：1.5：0.5复配体系。
其中，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、高抗冲聚丙烯、丁腈橡胶、硬脂酸、填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、增塑剂、相容剂、阻燃剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、相容剂及高抗冲聚丙烯混合均匀，置于密炼机中密炼10分钟，密炼温度为180℃，再投入增塑剂，加热搅拌至增塑剂完全被吸收，所述加热搅拌的温度为108℃；
（3）向步骤（2）得到的产物中依次投入丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、硬脂酸，混合均匀，一起密炼13分钟，密炼温度为170℃，然后投入填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂，加热搅拌至原料完全混合均匀，得电缆料半成品；
（4）将步骤（3）得到的半成品过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机组挤出拉条造粒，经过风冷后制得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述双螺杆挤出机组的各段温度控制自加料口开始，依次为90～100℃、90～100℃、90～95℃、85～90℃、85～90℃、75～85℃、85～90℃，双螺杆机头温度为90～95℃。
经测试，本实施例所述的新型阻燃电缆料参数如下：拉伸强度为15.5mpa，断裂伸长率345％，氧指数为31.7，燃烧试验通过ul-94v-0级，通过100℃的电缆热变形温度测试和-35℃的低温冲击测试。
实施例3
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：聚氯乙烯23份、乙烯-辛烯共聚物6份、乙烯-醋酸乙烯酯15.8份、高抗冲聚丙烯27份、丁腈橡胶11份、硬脂酸1.5份、填料19份、热稳定剂2.2份、抗氧剂1份、抗菌剂1.5份、增塑剂6份、相容剂3.8份、阻燃剂2.1份。
其中，所述填料为改性石墨烯，所述改性石墨烯由以下方法制得：
（1）称取石墨烯，置于高温炉以420℃的温度加热3小时，得到氧化石墨烯；
（2）称取步骤（1）制备的氧化石墨烯，和氯化亚砜或者草酰氯混合，加入催化剂，其中，氧化石墨烯，氯化亚砜或者草酰氯，催化剂质量之比为1：28：0.4，采用油浴锅以75℃的温度加热28小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到中间体产物a；
（3）称取质量比为2.5:1的脂肪酸多聚体混合物与脂肪族多胺，采用油浴锅以180℃的温度加热23小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到中间体产物b；
（4）将步骤（3）得到的中间体产物b与脲以22:1的质量比混合后，采用油浴锅以120℃的温度加热7.8小时，反应期间通以氮气进行保护，同时加以持续的机械搅拌，得到混合物c；
（5）将步骤（2）得到的中间体产物a与混合物c以1:30的质量比混合后，采用油浴锅以70℃的温度加热24小时，反应期间冷凝回流并干燥，同时加以持续的机械搅拌，反应结束后用溶剂洗涤，干燥，得到改性石墨烯填料。
其中，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯和癸二酸二辛酯的混合物。
其中，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯质量比为1：1.3：0.5复配体系。
其中，所述阻燃剂为三氧化二锑、十溴二苯乙烷、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的混合物。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、高抗冲聚丙烯、丁腈橡胶、硬脂酸、填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、增塑剂、相容剂、阻燃剂，备用；
（2）将聚氯乙烯、乙烯-辛烯共聚物、相容剂及高抗冲聚丙烯混合均匀，置于密炼机中密炼8分钟，密炼温度为170℃，再投入增塑剂，加热搅拌至增塑剂完全被吸收，所述加热搅拌的温度为100℃；
（3）向步骤（2）得到的产物中依次投入丁腈橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、硬脂酸，混合均匀，一起密炼10分钟，密炼温度为160℃，然后投入填料、热稳定剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂，加热搅拌至原料完全混合均匀，得电缆料半成品；
（4）将步骤（3）得到的半成品过双锥喂料装置以及双螺杆挤出机组挤出拉条造粒，经过风冷后制得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述双螺杆挤出机组的各段温度控制自加料口开始，依次为90～100℃、90～100℃、90～95℃、85～90℃、85～90℃、75～85℃、85～90℃，双螺杆机头温度为90～95℃。
经测试，本实施例所述的新型阻燃电缆料参数如下：拉伸强度为15.4mpa，断裂伸长率343％，氧指数为31.6，燃烧试验通过ul-94v-0级，通过100℃的电缆热变形温度测试和-35℃的低温冲击测试。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。