本发明涉及电力材料
技术领域：
，具体涉及一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料及其制备方法。
背景技术：
：电力安全帽也称为安全帽是用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部的防护用品。当作业人员头部受到坠落物的冲击时，利用安全帽帽壳、帽衬在瞬间先将冲击力分解到头盖骨的整个面积上，然后利用安全帽的各个部位：帽壳、帽衬的结构、材料和所设置的缓冲结构（插口、拴绳、缝线、缓冲垫等）的弹性变形、塑性变形和允许的结构破坏将大部分冲击力吸收，使最后作用到人员头部的冲击力降低到4900n以下，从而起到保护作业人员的头部不受到伤害或降低伤害的作用。帽衬和帽壳之间有25~50mm的间隙，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害，当物体打击安全帽时，帽壳不因受力变形而直接影响到头顶部，通过帽衬缓冲减少的力可达2/3以上，其余的力经帽衬的整个面积传递给人的头盖骨，这样就把着力点变成了着力面，从而避免了冲击力在帽壳上某点应力集中，减少了单位面积受力。另一方面现有电力绝缘安全帽一般属于低压绝缘安全帽，一般的绝缘性要求为电压1200v+25v，时间15s，泄漏电流不到于1.2ma。但是在电力作业中会出遇到更高的电压如10kv、20kv等。现在但是的生产材料中没有针对高压作业下的绝缘安全帽的研究。因此开发一种具有良好的绝缘性，并且具有良好的冲击吸收性能、耐穿刺性能、侧向刚性和阻燃性能的安全帽材料是很必要的。技术实现要素：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料，该内衬材料具有优异的力学性能，其强度高、耐冲击、阻燃性好、耐老化，具备良好的耐穿刺性能、冲击吸收性能和电绝缘性能；同时本发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明提供了一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料，包括以下重量份的原料：高流动性abs树脂70-90份、纳米二氧化硅3-7份、纳米氮化硅2-6份、硅烷偶联剂1-3份、聚乙烯醇2-3份、壳聚糖2-3份、阻燃剂8-12份、短纤维8-14份、阻燃协效剂2-6份、加工助剂5-7份、抗氧化剂0.5-1.5份、光稳定剂0.4-1.2份、相容剂1-2份。优选地，所述电力安全帽阻燃绝缘内衬材料包括以下重量份的原料：高流动性abs树脂80份、纳米二氧化硅5份、纳米氮化硅4份、硅烷偶联剂2份、聚乙烯醇2.5份、壳聚糖2.5份、阻燃剂10份、短纤维11份、阻燃协效剂4份、加工助剂6份、抗氧化剂1份、光稳定剂0.8份、相容剂1.5份。优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵、十溴联苯醚按照重量比2:1组成的混合物；所述阻燃协效剂为三氧化二锑、氢氧化镁按照重量比1:2组成的混合物。优选地，所述短纤维为聚酯短纤维或聚酰胺短纤维中的一种，所述短纤维的规格为2-6mm。优选地，所述加工助剂为增塑剂、稳定剂、分散剂按照重量比2:1:2组成的混合物；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯，所述稳定剂钡锌稳定剂，所述分散剂为硬脂酸盐。优选地，所述抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种，所述光稳定剂为受阻胺类光稳剂、苯丙三唑类光稳剂中的一种。优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。本发明还提供一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米氮化硅、短纤维放入搅拌机，搅拌20-30分钟，搅拌转速为300-400r/min，得到混合物a；步骤三，打开搅拌机机并预热至50-60℃，加入高流动性abs树脂、聚乙烯醇、相容剂、步骤二制得的混合物a，在搅拌转速为300-400r/min下搅拌25-35分钟，加入壳聚糖、阻燃剂、阻燃协效剂、加工助剂、抗氧化剂、光稳定剂，再升温到65-75℃以搅拌转速1000-1200r/min搅拌5-8分钟，将搅拌后的混合物用双螺杆挤出机，料筒温度210-230℃，螺杆转速为250-350r/min，真空度为0.1-0.2mpa，挤出造粒得到发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料。优选地，所述电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备步骤为：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米氮化硅、短纤维放入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为350r/min，得到混合物a；步骤三，打开搅拌机机并预热至55℃，加入高流动性abs树脂、聚乙烯醇、相容剂、步骤二制得的混合物a，在搅拌转速为350r/min下搅拌30分钟，加入壳聚糖、阻燃剂、阻燃协效剂、加工助剂、抗氧化剂、光稳定剂，再升温到70℃以搅拌转速1100r/min搅拌6.5分钟，将搅拌后的混合物用双螺杆挤出机，料筒温度210-230℃，螺杆转速为300r/min，真空度为0.15mpa，挤出造粒得到发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料以高流动性abs树脂为主体材料，辅助添加了相关助剂，通过合理的配方原料组份之间具备较好的协同作用，综合性能达到最优，本发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料生产的绝缘安全帽可以用于高压环境的带电作业环境，具有良好的耐穿刺性能、冲击吸收性能和电绝缘性能。（2）本发明的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料添加的抗静电剂能够使制备的内衬材料不容易产生静电，避免了灰尘的集聚；添加的纳米二氧化硅、纳米氮化硅不仅可以增强材料的耐磨、耐腐蚀性，而且提高了其绝缘性能和抗电压冲击性能。（3）本发明的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料添加了加工助剂，主要为增塑剂、稳定剂和分散剂，几者复合作用能够使绝缘内衬材料具有足够的韧性和强度，添加的抗氧化剂能大大提高外壳材料的耐老化性能，添加的光稳定剂能提高材料的耐光老化性能；添加的阻燃剂能够有效提高材料的耐火性能，阻燃协效剂更能提高材料的阻燃效果。（4）本发明的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料具有优异的力学性能，其强度高、耐冲击、阻燃性好、耐老化，具备良好的耐穿刺性能、冲击吸收性能和电绝缘性能；同时本发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1.本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料，包括以下重量份的原料：高流动性abs树脂70份、纳米二氧化硅3份、纳米氮化硅2份、硅烷偶联剂1份、聚乙烯醇2份、壳聚糖2份、阻燃剂8份、短纤维8份、阻燃协效剂2份、加工助剂5份、抗氧化剂0.5份、光稳定剂0.4份、相容剂1份。本实施例中的阻燃剂为聚磷酸铵、十溴联苯醚按照重量比2:1组成的混合物；阻燃协效剂为三氧化二锑、氢氧化镁按照重量比1:2组成的混合物。本实施例中的短纤维为聚酯短纤维，所述短纤维的规格为2-6mm。本实施例中的加工助剂为增塑剂、稳定剂、分散剂按照重量比2:1:2组成的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸酯，稳定剂钡锌稳定剂，分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述光稳定剂为受阻胺类光稳剂。本实施例中的相容剂为马来酸酐接枝相容剂。本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米氮化硅、短纤维放入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物a；步骤三，打开搅拌机机并预热至50℃，加入高流动性abs树脂、聚乙烯醇、相容剂、步骤二制得的混合物a，在搅拌转速为300r/min下搅拌25分钟，加入壳聚糖、阻燃剂、阻燃协效剂、加工助剂、抗氧化剂、光稳定剂，再升温到65℃以搅拌转速1000r/min搅拌5分钟，将搅拌后的混合物用双螺杆挤出机，料筒温度210℃，螺杆转速为250r/min，真空度为0.1mpa，挤出造粒得到发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料。实施例2.本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料，包括以下重量份的原料：高流动性abs树脂90份、纳米二氧化硅7份、纳米氮化硅6份、硅烷偶联剂3份、聚乙烯醇3份、壳聚糖3份、阻燃剂12份、短纤维14份、阻燃协效剂6份、加工助剂7份、抗氧化剂1.5份、光稳定剂1.2份、相容剂2份。本实施例中的阻燃剂为聚磷酸铵、十溴联苯醚按照重量比2:1组成的混合物；阻燃协效剂为三氧化二锑、氢氧化镁按照重量比1:2组成的混合物。本实施例中的短纤维为聚酰胺短纤维，所述短纤维的规格为2-6mm。本实施例中的加工助剂为增塑剂、稳定剂、分散剂按照重量比2:1:2组成的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸酯，稳定剂钡锌稳定剂，分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的抗氧化剂为硫代酯类抗氧剂，所述光稳定剂为苯丙三唑类光稳剂。本实施例中的相容剂为马来酸酐接枝相容剂。本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米氮化硅、短纤维放入搅拌机，搅拌30分钟，搅拌转速为400r/min，得到混合物a；步骤三，打开搅拌机机并预热至60℃，加入高流动性abs树脂、聚乙烯醇、相容剂、步骤二制得的混合物a，在搅拌转速为400r/min下搅拌35分钟，加入壳聚糖、阻燃剂、阻燃协效剂、加工助剂、抗氧化剂、光稳定剂，再升温到75℃以搅拌转速1200r/min搅拌8分钟，将搅拌后的混合物用双螺杆挤出机，料筒温度230℃，螺杆转速为350r/min，真空度为0.2mpa，挤出造粒得到发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料。实施例3.本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料，包括以下重量份的原料：高流动性abs树脂80份、纳米二氧化硅5份、纳米氮化硅4份、硅烷偶联剂2份、聚乙烯醇2.5份、壳聚糖2.5份、阻燃剂10份、短纤维11份、阻燃协效剂4份、加工助剂6份、抗氧化剂1份、光稳定剂0.8份、相容剂1.5份。本实施例中的阻燃剂为聚磷酸铵、十溴联苯醚按照重量比2:1组成的混合物；阻燃协效剂为三氧化二锑、氢氧化镁按照重量比1:2组成的混合物。本实施例中的短纤维为聚酯短纤维，所述短纤维的规格为2-6mm。本实施例中的加工助剂为增塑剂、稳定剂、分散剂按照重量比2:1:2组成的混合物；增塑剂为邻苯二甲酸酯，稳定剂钡锌稳定剂，分散剂为硬脂酸盐。本实施例中的抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述光稳定剂为受阻胺类光稳剂。本实施例中的相容剂为马来酸酐接枝相容剂。本实施例的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，按要求称量各组分原料；步骤二，将硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米氮化硅、短纤维放入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为350r/min，得到混合物a；步骤三，打开搅拌机机并预热至55℃，加入高流动性abs树脂、聚乙烯醇、相容剂、步骤二制得的混合物a，在搅拌转速为350r/min下搅拌30分钟，加入壳聚糖、阻燃剂、阻燃协效剂、加工助剂、抗氧化剂、光稳定剂，再升温到70℃以搅拌转速1100r/min搅拌6.5分钟，将搅拌后的混合物用双螺杆挤出机，料筒温度210-230℃，螺杆转速为300r/min，真空度为0.15mpa，挤出造粒得到发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料。以上各实施例制备的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的性能测试结果如下：泄露电流ma拉伸强度mpa冲击强度kj/m2阻燃性ul94实施例12.565335v0实施例22.235741v0实施例32.475439v0对比例3.094524v1本发明的一种电力安全帽阻燃绝缘内衬材料具有优异的力学性能，其强度高、耐冲击、阻燃性好、耐老化，具备良好的耐穿刺性能、冲击吸收性能和电绝缘性能；同时本发明的电力安全帽阻燃绝缘内衬材料的制备方法，其原料组分安全可靠，对环境无害且原料易得，成本较低、工艺简明、易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12