一种无卤低烟阻燃电缆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电缆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电力供应已成为世界经济飞速发展不可或缺的一部分，而电线电缆作为电力供应 的载体遍及各行各业。由于电线电缆使用的高分子绝缘材料属于易燃材料，在传输电能过 程中往往会由内因（电缆自身发热、短路等）和外因（火灾等）引发电缆燃烧，对生命财产 造成损害。传统的阻燃电缆主要采用含卤聚合物（如PVC)和含卤阻燃剂（含氯或含溴的 化合物）通过混炼获得良好阻燃性能，但是火灾依然会引起电缆的燃烧，并且电缆在燃烧 过程中产生大量的有毒烟气、腐蚀性气体会使人窒息、中毒，不仅对逃生者和救援人员造成 极大的危害而且污染环境。因此，如何获得一种无卤低烟阻燃电缆料显得十分必要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是要解决现有阻燃电缆在火灾中燃烧产生大量的有毒烟气和腐蚀 性气体，对逃生者和救援人员造成极大的伤害，而且污染环境的问题，而提供一种无卤低烟 阻燃电缆料及其制备方法。
[0004] -种无卤低烟阻燃电缆料按重量份数由100份聚烯烃、50份?100份阻燃剂、2 份?5份成炭催化剂、0. 5份?2份纳米协效阻燃剂、15份?20份填充剂、2份?7份润滑 剂和2份?4份抗氧剂组成。
[0005] -种无卤低烟阻燃电缆料按重量份数由100份聚烯烃、50份?100份阻燃剂、2 份?5份成炭催化剂、0. 5份?2份纳米协效阻燃剂、15份?20份填充剂、2份?7份润滑 剂、5份?10份相容剂、1份?3份硅烷偶联剂和2份?4份抗氧剂组成；
[0006] 所述的聚烯烃按重量分数由30份?70份低密度聚乙烯和30份?70份乙烯-醋 酸乙烯酯共聚物组成；
[0007] 所述的阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或其中几种的混合物；
[0008] 所述的成炭催化剂为聚磷酸铵、苯基次膦酸铝和磷酸三苯酯中的一种或其中几种 混合物；
[0009] 所述的纳米协效阻燃剂为改性纳米水滑石和纳米石墨微片中的一种或两种的混 合物；所述的改性纳米水滑石是按以下步骤制备的：首先将水滑石在温度为400°c?600°C 下煅烧6h，得到双金属氧化物LDO ;按重量份数将2份双金属氧化物LDO溶解到100份蒸馏 水中，再滴加100份浓度为〇. Olmol/L的十二烷基硫酸钠水溶液，再使用浓度为lmol/L? 3mol/LNaOH溶液调节溶液的pH值为10,再在温度为60°C?80°C下回流反应3h?4h，再陈 化Ih?2h，再进行离心分离，将离心分离后的固体物质在80°C干燥24h，得到改性纳米水滑 石；所述的纳米石墨微片的厚度为5nm?20nm ;
[0010] 所述的填充剂为纳米碳酸钙、煅烧高岭土和硅灰石中的一种或其中几种混合物；
[0011] 所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或其中几种的混合物；
[0012] 所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝EVA和马来酸酐接枝POE中 的一种或其中几种的混合物；
[0013] 所述的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基 硅烷、N-(β -氨乙基）-γ -氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β -氨乙基）-γ -氨丙基三乙氧基 硅烷中的一种或其中几种的混合物；
[0014] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
[0015] -种无卤低烟阻燃电缆料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0016] -、称料：按重量份数称取100份聚烯烃、50份?100份阻燃剂、2份?5份成炭催 化剂、〇. 5份?2份纳米协效阻燃剂、15份?20份填充剂、2份?7份润滑剂、5份?10份 相容剂、1份?3份硅烷偶联剂和2份?4份抗氧剂；
[0017] 二、混合：将步骤一中称取的50份?100份阻燃剂、2份?5份成炭催化剂、0. 5 份?2份纳米协效阻燃剂、15份?20份填充剂、2份?7份润滑剂、1份?3份硅烷偶联剂 和2份?4份抗氧剂在高速混合机中进行混合5min?8min，得到混合后的混合物；再将 步骤一中称取的100份聚烯烃、5份?10份相容剂和混合后的混合物在高速混合机中混合 5min?8min，得到混合后的原料；
[0018] 三、采用捏炼机进行捏炼：将步骤二中得到的混合后的原料在温度为120°C? 140°C的捏炼机中混炼IOmin?20min，得到混炼后的原料；
[0019] 四、挤出造粒：采用各机筒温度为130°C?160°C的双阶挤出机将混炼后的原料进 行挤出造粒，得到无卤低烟阻燃电缆料；
[0020] 所述的聚烯烃按重量分数由60份低密度聚乙烯和40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 组成；
[0021 ] 步骤一中所述的阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或其中几种的混 合物；
[0022] 步骤一中所述的成炭催化剂为聚磷酸铵、苯基次膦酸铝和磷酸三苯酯中的一种或 其中几种混合物；
[0023] 步骤一中所述的纳米协效阻燃剂为改性纳米水滑石和纳米石墨微片中的一种 或两种的混合物；所述的改性纳米水滑石是按以下步骤制备的：首先将水滑石在温度为 400°C?600°C下煅烧6h，得到双金属氧化物LDO ;按重量份数将2份双金属氧化物LDO溶 解到100份蒸馏水中，再滴加100份浓度为0. Olmol/L的十二烷基硫酸钠水溶液，再使用浓 度为lmol/L?3mol/LNa0H溶液调节溶液的pH值为10,再在温度为60°C?80°C下回流反 应3h?4h，再陈化Ih?2h，再进行离心分离，将离心分离后的固体物质在80°C干燥24h， 得到改性纳米水滑石；所述的纳米石墨微片的厚度为5nm?20nm ;
[0024] 步骤一中所述的填充剂为纳米碳酸钙、煅烧高岭土和硅灰石中的一种或其中几种 混合物；
[0025] 步骤一中步骤一中所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸和聚乙烯蜡中的一种或其中 几种的混合物；
[0026] 步骤一中所述的相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝EVA和马来酸酐接 枝POE中的一种或其中几种的混合物；
[0027] 步骤一中所述的硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基 三乙氧基硅烷、Ν-(β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和Ν-(β-氨乙基）-γ-氨丙基 三乙氧基硅烷中的一种或其中几种的混合物；
[0028] 步骤一中所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种 的混合物。
[0029] 本发明的优点：
[0030] 一、本发明提供一种无卤低烟阻燃电缆料，本发明提供的一种无卤低烟阻燃电缆 料通过在传统无机阻燃剂的基础上添加改性纳米协效阻燃剂，明显提高了电缆的阻燃性 能；本发明一种无低烟阻燃电缆料阻燃性能高，低烟、机械性能好，介电性能优良，制备工 艺简单；
[0031] 二、本发明制备的无卤低烟阻燃电缆料的拉伸强度为IlMPa?13MPa，断裂伸 长率为190%?220 %，氧指数为34%?38%，20°C体积电阻率为2· 1Χ1012Ω · m? 7. 7 XlO12 Ω · m，烟密度有焰87?104,烟密度无焰123?142。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0032] 一：本实施方式是一种无卤低烟阻燃电缆料按重量份数由100份聚 烯烃、50份?100份阻燃剂、2份?5份成炭催化剂、0. 5份?2份纳米协效阻燃剂、15份? 20份填充剂、2份?7份润滑剂和2份?4份抗氧剂组成。
[0033] 本实施方式的优点：
[0034] -、本实施方式提供一种无卤低烟阻燃电缆料，本实施方式提供的一种无卤低烟 阻燃电缆料通过在传统无机阻燃剂的基础上添加改性纳米协效阻燃剂，明显提高了电缆的 阻燃性能；本实施方式一种无卤低烟阻燃电缆料阻燃性能高，低烟、机械性能好，介电性能 优良，制备工艺简单；
[0035] 二、本实施方式制备的无卤低烟阻燃电缆料的拉伸强度为IlMPa?13MPa，断裂 伸长率为190%?220%，氧指数为34%?38%，20°0体积电阻率为2.1\