一种力学性能优异的阻燃控制电缆的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及控制电缆技术领域，尤其涉及一种力学性能优异的阻燃控制电缆。
【背景技术】
[0002]控制电缆主要用于自动化控制系统和自动化连接系统，传输控制完成相应指令。控制电缆绝缘层主要有聚氯乙烯和交联聚烯烃，护套大部分为聚氯乙烯。这种电缆由于非金属材料的原因造成电缆没有阻燃特性且热稳定性较差，在着火环境下绝缘和护套材料遭到迅速破坏，造成控制系统失灵，且燃烧放出卤素等有毒气体，对设备和人身安全造成威胁，释放的烟幕严重影响人们的救援和逃生，不能用于写字楼、居民楼、学校等人口和设备集中区域。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种力学性能优异的阻燃控制电缆，制品热稳定性好，阻燃性能及力学性能优异。
[0004]本发明提出的一种力学性能优异的阻燃控制电缆，包括线芯、绝缘层、屏蔽层及护套层，绝缘层包覆在线芯外，屏蔽层包覆在绝缘层外，护套层包覆在屏蔽层外；其中绝缘层采用改性聚丙烯制成。
[0005]优选地，所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯20-40份，聚丙烯15-30份，氯丁橡胶15-25份，乙烯基三乙氧基硅烷1.7-2.5份，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯
0.5-2.5份，二亚乙基三胺2-3份，二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份，苯乙烯基化-N-苯基苯胺
1.5-2.5份，3，5- 二叔丁基-4-羟基肉桂酸0.2-0.7份，邻苯二甲酸二正辛酯1.5-2.8份，羧甲基纤维素钠1-2.5份，石蜡2-4份，硬脂酸镁0.2-0.7份，硅藻土 5_15份，滑石粉20-40份，复合阻燃剂40-60份。
[0006]优选地，复合阻燃剂采用如下工艺制备:按重量份将15-20份氨基磺酸、0.5-2.5份β-(3，4-环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷、15-20份硫酸化蓖麻油、0.5-1.5份五溴苄基溴、2-5份十二烷基苯磺酸钠加入到反应釜中，搅拌状态下加热至110-125°C，搅拌速度为600-1000r/min，保温2_6h，降温至90_95°C，加入2-7份聚癸二酰己二胺、5-10份氢氧化镁、0.5-2.5份聚磷酸铵、15-20份改性纳米膨润土、2-8份改性碳纤维，搅拌状态下加热至100-120°C，搅拌速度为1000-1300r/min，保温2_6h，冷却，粉碎，得到复合阻燃剂。
[0007]优选地，改性纳米膨润土采用如下工艺制备:按重量份将20-30份纳米膨润土送入50-90份浓度为8-13被％的氢氧化钠溶液中搅拌，搅拌时间为15-30min，搅拌速度为120-170r/min，过滤，洗涤，干燥，加入0.5-1.5份硬脂酸、2_5份的有机钛、0.5-1.5份硅酸钠搅拌，搅拌速度为1000-1050r/min，烘干，研磨，得到改性纳米膨润土。
[0008]优选地，改性碳纤维采用如下工艺制备:按重量份将20-30份碳纤维送入80-100份浓度为60-69wt%浓硝酸溶液中搅拌，搅拌温度为85-100°C，搅拌时间为l_4h，过滤，洗涤，干燥，加入70-100份氯化亚砜、1-5份二甲基甲酰胺水浴静置10-15天，水浴温度65-75°C，洗涤，干燥，得到第一预制料；按重量份将35-45份浓度为40_50wt %的硫酸溶液、45-55份浓度为60-75wt%的硝酸溶液、0.5-1.5份高锰酸钾混合均匀，加入35-45份石墨搅拌，搅拌温度为35-45 °C，搅拌时间为30-50min，升温至60-68 °C继续搅拌120_150min，加入15-35份浓度为50-58wt%双氧水溶液、0.2-0.8份β -(3，4-环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷继续搅拌50-90min，过滤，洗涤，干燥；加入40-55份N，N- 二甲基甲酰胺进行超声，超声功率为400-500W，超声时间为l_3h，过滤，洗涤，干燥，得到第二预制料；按重量份将30-50份第一预制料、10-30份第二预制料、100-150份二甲基甲酰胺混合搅拌，搅拌温度为75-85 °C，搅拌时间为30-38h，过滤，洗涤，干燥，得到改性碳纤维。
[0009]优选地，聚乙烯、聚丙烯、氯丁橡胶、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、二亚乙基三胺的重量比为 30-35:20-26: 18-22:0.8-1.2:2.4-2.8。
[0010]优选地，乙烯基三乙氧基硅烷、硅藻土、滑石粉、复合阻燃剂的重量比为2-2.4:10-14:30-36:45-52。
[0011]优选地，复合阻燃剂、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、二亚乙基三胺、聚乙烯的重量比为 45-52:0.8-1.2:2.4-2.8:30_35。
[0012]优选地，所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯30-35份，聚丙烯20-26份，氯丁橡胶18-22份，乙烯基三乙氧基硅烷2-2.4份，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯
0.8-1.2份，二亚乙基三胺2.4-2.8份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.35份，苯乙烯基化-N-苯基苯胺1.8-2.1份，3，5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸0.3-0.5份，邻苯二甲酸二正辛酯
1.8-2.1份，羧甲基纤维素钠1.6-2份，石蜡2.4-3份，硬脂酸镁0.3-0.5份，硅藻土 10-14份，滑石粉30-36份，复合阻燃剂45-52份。
[0013]本发明中，聚乙烯、氯丁橡胶、改性聚丙烯协同作为基材，并采用过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、二亚乙基三胺作为硫化剂，制品热稳定及及力学性能极好，加入的乙烯基三乙氧基硅烷可增强基材与硅藻土、滑石粉、复合阻燃剂的结合力，制品阻燃，热稳定性及力学性能极好；且在复合阻燃剂中，通过对碳纤维进行改性，不仅以大大提高碳纤维表面的粗糙度，而且通过锚定可提高其表面界面性能，制品剪切强度、韧性及热稳定性能极为优异，由于改性碳纤维表面界能极高，改性纳米膨润土的活性极高，在复合阻燃剂中，两者协同与物料中活性基团作用，得到的复合阻燃剂阻燃效果、力学性能极好，且价格价廉，无毒，无烟，无污染，而改性纳米膨润土未反应完的活性基团与氯丁橡胶中双键作用，由于改性纳米膨润土为网架状结构，且阻燃剂的表面粗糙度高，氯丁橡胶不仅与复合阻燃剂结合力极强，且嵌合度极高，产物极为稳定，制品热稳定性极高，阻燃性能及力学性能进一步增强。
【附图说明】
[0014]图1为本发明提出的一种力学性能优异的阻燃控制电缆的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，图1为本发明提出的一种力学性能优异的阻燃控制电缆的截面结构示意图。
[0016]实施例1
[0017]参照图1，一种力学性能优异的阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3及护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用改性聚丙烯制成。
[0018]所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯40份，聚丙烯15份，氯丁橡胶25份，乙烯基三乙氧基硅烷1.7份，过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯2.5份，二亚乙基三胺2份，二月桂酸二丁基锡0.5份，苯乙烯基化-N-苯基苯胺1.5份，3，5- 二叔丁基-4-羟基肉桂酸0.7份，邻苯二甲酸二正辛酯1.5份，羧甲基纤维素钠2.5份，石蜡2份，硬脂酸镁0.7份，硅藻土 5份，滑石粉40份，复合阻燃剂40份。
[0019]实施例2
[0020]参照图1，一种力学性能优异的阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3及护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用改性聚丙烯制成。
[0021]所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯20份，聚丙烯30份，氯丁橡胶15份，乙烯基三乙氧基硅烷2.5份，过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯0.5份，二亚乙基三胺3份，二月桂酸二丁基锡0.1份，苯乙烯基化-N-苯基苯胺2.5份，3，5- 二叔丁基-4-羟基肉桂酸0.2份，邻苯二甲酸二正辛酯2.8份，羧甲基纤维素钠1份，石蜡4份，硬脂酸镁0.2份，硅藻土 15份，滑石粉20份，复合阻燃剂60份。
[0022]实施例3
[0023]参照图1，一种力学性能优异的阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3及护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用改性聚丙烯制成。
[0024]所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯30份，聚丙烯26份，氯丁橡胶18份，乙烯基三乙氧基硅烷2.4份，过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯0.8份，二亚乙基三胺2.8份，二月桂酸二丁基锡0.2份，苯乙稀基化-N-苯基苯胺2.1份，3, 5- 二叔丁基-4-轻基肉桂酸0.3份，邻苯二甲酸二正辛酯2.1份，羧甲基纤维素钠1.6份，石蜡3份，硬脂酸镁0.3份，硅藻土 14份，滑石粉30份，复合阻燃剂52份。
[0025]复合阻燃剂采用如下工艺制备:按重量份将15份氨基磺酸、2.5份0-(3，4_环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷、15份硫酸化蓖麻油、1.5份五溴苄基溴、2份十二烷基苯磺酸钠加入到反应釜中，搅拌状态下加热至125°C，搅拌速度为600r/min，保温6h，降温至90°C，加入7份聚癸二酰己二胺、5份氢氧化镁、2.5份聚磷酸铵、15份改性纳米膨润土、8份改性碳纤维，搅拌状态下加热至100°C，搅拌速度为1300r/min，保温2h，冷却，粉碎，得到复合阻燃剂。
[0026]改性纳米膨润土采用如下工艺制备:按重量份将30份纳米膨润土送入50份浓度为13*1:%的氢氧化钠溶液中搅拌，搅拌时间为15min，搅拌速度为170r/min，过滤，洗涤，干燥，加入0.5份硬脂酸、5份的有机钛、0.5份硅酸钠搅拌，搅拌速度为1050r/min，烘干，研磨，得到改性纳米膨润土。
[0027]改性碳纤维采用如下工艺制备:按重量份将20份碳纤维送入100份浓度为60wt%浓硝酸溶液中搅拌，搅拌温度为100°C，搅拌时间为lh，过滤，洗涤，干燥，加入100份氯化亚砜、1份二甲基甲酰胺水浴静置15天，水浴温度65°C，洗涤，干燥，得到第一预制料；按重量份将45份浓度为40wt %的硫酸溶液、55份浓度为60wt %的硝酸溶液、1.5份高锰酸钾混合均勾，加入35份石墨搅拌，搅拌温度为45°C，搅拌时间为30min，升温至68°C继续搅拌120min，加入35份浓度为50wt%双氧水溶液、0.8份β _(3，4_环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷继续搅拌50min，过滤，洗涤，干燥；加入55份N，N- 二甲基甲酰胺进行超声，超声功率为400W，超声时间为3h，过滤，洗涤，干燥，得到第二预制料；按重量份将30份第一预制料、30份第二预制料、100份二甲基甲酰胺混合搅拌，搅拌温度为85°C，搅拌时间为30h，过滤，洗涤，干燥，得到改性碳纤维。
[0028]实施例4
[0029]参照图1，一种力学性能优异的阻燃控制电缆，包括线芯1、绝缘层2、屏蔽层3及护套层4，绝缘层2包覆在线芯1外，屏蔽层3包覆在绝缘层2外，护套层4包覆在屏蔽层3外；其中绝缘层2采用改性聚丙烯制成。
[0030]所述改性聚丙烯的原料按重量份包括:聚乙烯35份，聚丙烯20份，氯丁橡胶22份，乙烯基三乙氧基硅烷2份，过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯1.2份，二亚乙基三胺2.4份，二月桂酸二丁基锡0.35份，苯乙烯基化-N-苯基苯胺1.8份，3，5