一种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿用电缆技术领域，尤其涉及一种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料。
【背景技术】
[0002]随着煤炭企业的对安全愈来愈重视，煤炭行业对各种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料的需求也不断增加，为了保障采煤安全，对各种用途的电缆的安全可靠性提出了更高的要求。煤矿井下作业用电缆需要具有环保性、阻燃性能、优良的电气性能、较强的抗拉性能、耐磨性能和柔软性能。传统采用的护套在燃烧时易产生高浓度烟味、有毒气体，增加了在井下发生火灾时人员伤害；力学性能、热稳定及阻燃性好的矿用橡套电缆护套料必将是发展方向。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，力学性能好，热稳定及阻燃性能优异。
[0004]本发明提出的一种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，其原料按重量份包括:改性聚丙烯20-35份，丁腈橡胶20-40份，聚氯乙烯15-20份，纳米二氧化硅5_15份，高岭土 20-30份，氧化铝2-6份，纳米Si3N4 1-4份，纳米SiC 1-3份，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1-2份，过氧化叔丁基异丙苯1-3份，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯0.5-2.5份，三丙烯酸三羟甲基酯1-2份，硫代二丙酸二月桂酯0.2-0.8份，烷基磷酸酯7-14份，微胶囊化红磷2-6份，锑酸钠2-5份，铁基蒙脱土 12-14份，防老剂1_3份。
[0005]优选地，改性聚丙烯、丁腈橡胶、聚氯乙烯的重量比为25-30:26-32:16_18。
[0006]优选地，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、纳米二氧化硅、高岭土、氧化铝、纳米 Si3N4、纳米 SiC 的重量比为 1.4-1.7:8-13:23-25:3_5:1.5-2.5:1.2-1.8。
[0007]优选地，改性聚丙烯、烷基磷酸酯、微胶囊化红磷、锑酸钠、铁基蒙脱土的重量比为25-30:10-13:3-3.5:3_4:13-13.6。
[0008]优选地，改性聚丙烯25-30份，丁腈橡胶26-32份，聚氯乙烯16-18份，纳米二氧化硅8-13份，高岭土 23-25份，氧化铝3-5份，纳米Si3N4 1.5-2.5份，纳米SiC 1.2-1.8份，γ _(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1.4-1.7份，过氧化叔丁基异丙苯1.2-1.9份，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯1-1.5份，三丙烯酸三羟甲基酯1.2-1.5份，硫代二丙酸二月桂酯0.4-0.6份，烷基磷酸酯10-13份，微胶囊化红磷3-3.5份，锑酸钠3_4份，铁基蒙脱土13-13.6份，防老剂2-2.5份。
[0009]优选地，改性聚丙烯采用如下工艺制备:将聚丙烯、马来酸酐、二甲苯送入反应器中搅拌，氮气保护下加热至100-120°C，加入引发剂搅拌，冷却，过滤，洗涤，干燥，加入二甲苯、碳纳米管、改性棉短纤维超声，脱去二甲苯，得到改性聚丙烯。
[0010]优选地，改性聚丙烯采用如下工艺制备:按重量份将20-30份聚丙烯、1-3份马来酸酐、40-70份二甲苯送入反应器中搅拌，氮气保护下加热至100-120°C，加入0.1-0.6份引发剂搅拌20-40min，冷却，过滤，洗涤，干燥，加入40-70份二甲苯、10-20份碳纳米管、5_15份改性棉短纤维超声10-20min，超声功率为400-500W，脱去二甲苯，得到改性聚丙烯。
[0011]优选地，改性棉短纤维采用如下工艺制备:按重量份将20-40份甲基丙烯酸甲酯、15-25份双(2-氰乙基)烯丙胺、1-5份双甲基丙烯酸乙二醇酯送入反应器进行搅拌，搅拌时间为20-50min，加入50-80份棉短纤维进行浸乳，浸乳时间为l_3h，过滤，将固体物加热至60-80°C，加热时间为20-40min，加入80-100份甲苯、10-20份5-氯甲基水杨醛搅拌50-70h，搅拌温度为40-50 °C，过滤，得到的固体物采用甲苯洗涤2-5次，加入15-30份盐酸羟胺、50-100份甲醇、1-5份碱石灰、2-4份耐磨剂进行搅拌，搅拌温度为75-85°C，搅拌时间为20-40h，过滤，得到的固体物采用去离子水洗涤2-5次，室温晾干，得到改性棉短纤维。
[0012]本发明中，改性聚丙烯、丁腈橡胶、聚氯乙烯在过氧化叔丁基异丙苯作用下进行交联，交联程度好，制品的力学性能、阻燃及耐热性能极为优异，而加入的γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅、高岭土、氧化铝、纳米Si3N4、纳米SiC作用，可显著增强与改性聚丙烯、丁腈橡胶、聚氯乙烯的结合力，制品力学性能、热稳定及阻燃性能进一步增强。
[0013]其中的改性聚丙烯中，在改性棉短纤维的制备工艺中，棉短纤维经过浸乳、季铵化及缩合反应，表层引入季铵基、水杨醛肟及偕胺肟功能基团，制品机械性能，如断裂强度、疲劳强度、曲绕强度、拉伸强度极为优异，且热稳定性极高；在改性聚丙烯中，碳纳米管可使相界面结晶，具有细化晶粒的作用，晶体大小均一，马来酸酐可显著改善碳纳米管、改性棉短纤维与聚丙烯的相容性，得到的改性聚丙烯力学性能极好，热稳定性及阻燃性能极为优异，得到的改性聚丙烯与烷基磷酸酯、微胶囊化红磷、锑酸钠、铁基蒙脱土作用，不仅阻燃性能进一步增强，且铁基蒙脱土吸附能力极强，其与高岭土、微胶囊化红磷、锑酸钠作用，结合力极强，结构极为稳定，协同作用，热稳定性进一步增强。
【具体实施方式】
[0014]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0015]实施例1
[0016]—种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，其原料按重量份包括:改性聚丙烯35份，丁腈橡胶20份，聚氯乙稀20份，纳米二氧化娃5份，高岭土 30份，氧化招2份，纳米Si3N4 4份，纳米SiC I份，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷2份，过氧化叔丁基异丙苯I份，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯2.5份，三丙烯酸三羟甲基酯I份，硫代二丙酸二月桂酯0.8份，烷基磷酸酯7份，微胶囊化红磷6份，锑酸钠2份，铁基蒙脱土 14份，防老剂I份。
[0017]实施例2
[0018]—种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，其原料按重量份包括:改性聚丙烯20份，丁腈橡胶40份，聚氯乙稀15份，纳米二氧化娃15份，高岭土 20份，氧化招6份，纳米Si3N4 I份，纳米SiC 3份，γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷I份，过氧化叔丁基异丙苯3份，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯0.5份，三丙烯酸三羟甲基酯2份，硫代二丙酸二月桂酯0.2份，烷基磷酸酯14份，微胶囊化红磷2份，锑酸钠5份，铁基蒙脱土 12份，防老剂3份。
[0019]实施例3
[0020]一种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，其原料按重量份包括:改性聚丙烯25份，丁腈橡胶32份，聚氯乙稀16份，纳米二氧化娃13份，高岭土 23份，氧化招5份，纳米Si3N4 1.5份，纳米SiC 1.8份，γ -(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷1.4份，过氧化叔丁基异丙苯1.9份，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯I份，三丙烯酸三羟甲基酯1.5份，硫代二丙酸二月桂酯0.4份，烷基磷酸酯13份，微胶囊化红磷3份，锑酸钠4份，铁基蒙脱土 13份，防老剂2.5份。
[0021]改性聚丙烯采用如下工艺制备:按重量份将20份聚丙烯、3份马来酸酐、40份二甲苯送入反应器中搅拌，氮气保护下加热至120°C，加入0.1份引发剂搅拌40min，冷却，过滤，洗涤，干燥，加入40份二甲苯、20份碳纳米管、5份改性棉短纤维超声20min，超声功率为400W，脱去二甲苯，得到改性聚丙烯。
[0022]改性棉短纤维采用如下工艺制备:按重量份将40份甲基丙烯酸甲酯、15份双(2-氰乙基)烯丙胺、5份双甲基丙烯酸乙二醇酯送入反应器进行搅拌，搅拌时间为20min，加入80份棉短纤维进行浸乳，浸乳时间为lh，过滤，将固体物加热至80°C，加热时间为20min，加入100份甲苯、10份5-氯甲基水杨醛搅拌70h，搅拌温度为40°C，过滤，得到的固体物采用甲苯洗涤5次，加入15份盐酸羟胺、100份甲醇、I份碱石灰、4份耐磨剂进行搅拌，搅拌温度为75°C，搅拌时间为40h，过滤，得到的固体物采用去离子水洗涤2次，室温晾干，得到改性棉短纤维。
[0023]实施例4
[0024]—种热稳定性好的阻燃矿用橡套电缆护套料，其原料按重量份包括:改性聚丙烯30份，丁腈橡胶26份，聚氯乙稀18份，纳米二氧化娃8份，高岭