本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种电缆护套用阻燃材料及其制备方法。
背景技术：
在电缆外层需要挤包塑料护层材料，通常高压电力电缆的护套材料采用黑色聚乙烯材料，外表涂覆导电石墨或导电聚乙烯，以防止高压感应电压击穿、降低表面感应电压。但随着城市高压电网线路的地下化敷设，要求电缆具有低烟无卤阻燃功能，其护套材料必须采用低烟无卤阻燃黑色聚乙烯材料，而目前市场上提供的低烟无卤阻燃护套材料通常采用乙烯醋酸乙烯共聚物体系中添加大量无机氢氧化铝、氢氧化镁阻燃体系，由于无机阻燃剂的粉体含量通常达到50％-70％之间，这就要求基体材料与粉体有很好的包容性，乙烯醋酸乙烯共聚物是一种较为理想的材料，为广泛使用。但由于乙烯醋酸乙烯共聚物材料的机械强度、硬度较低，造成材料的机械强度低，耐磨性差，导致电缆在安装敷设过程中电缆表层护套破损，尤其是大截面电缆情况更为严重，一旦电缆护层破裂有可能造成电网系统的不稳定，电缆本体会受到各种侵害，不能有效保护电缆的有效运行；而且现有的低烟无卤阻燃护套材料粘结性不好，导致表面的导电石墨层或导电聚乙烯层会脱落，使电缆局放电流不能有效释放，影响高压电缆的有效使用。
技术实现要素：
本发明提出一种电缆护套用阻燃材料，该阻燃材料在满足电缆护套机械性能的前提下，阻燃效果好，具有高氧指数与强自熄性等优点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种电缆护套用阻燃材料，按照重量份数计算，包括以下原料：
茂金属聚乙烯5～10份、乙烯醋酸乙烯共聚物20～30份、聚乙烯树脂60～70份、增塑剂6～12份、复合阻燃剂10～20份、有机硅酮3～6份、抗氧化剂1～3份以及润滑剂2～6份，其中，复合阻燃剂由镁盐、纳米碳化硅以及碳纳米管制备而成。
优选地，所述复合阻燃剂的制备方法：
将6～12重量份的纳米碳化硅以及2～8重量份的碳纳米管加入到80～90重量份的镁盐的乙醇溶液中，充分搅拌分散后加入1～2重量份的表面活性剂，超声分散后在分散好的悬浮液中加入50～100重量份氨水，得到混合液，将该混合液转移至110～180℃水热釜中恒温反应，待反应结束后进行后续处理，得到复合阻燃剂。
优选地，所述镁盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种或者多种，所述碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠或者十二烷基硫酸钠。
优选地，所述增塑剂为己二酸二辛酯或者己二酸二正己酯。
优选地，所述抗氧化剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、硫代二丙酸二月桂酯、(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯或者β,β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡、n,n’-亚乙基双硬脂酰胺、硬质酸镁、硬脂酸锌与硬脂酸中的一种或者多种。
本发明的另一个目的是提供一种电缆护套用阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照配比，称取茂金属聚乙烯5～10份、乙烯醋酸乙烯共聚物20～30份、聚乙烯树脂60～70份、增塑剂6～12份、复合阻燃剂10～20份、有机硅酮3～6份、抗氧化剂1～3份以及润滑剂2～6份混合后备用；
2)将步骤1)的混合物投入到密炼机中，加热到115～135℃时，提升密炼机上顶栓进行翻料，翻料结束后，继续密炼至密炼机内温度达到145～155℃，停止加热，再继续密炼2～5分钟，然后由单螺杆挤出机挤出造粒制得。
本发明的有益效果：
1、本发明采用由镁盐、纳米碳化硅以及碳纳米管制备而成的复合阻燃剂，其降低了氢氧化镁的粒径，并且提高了纳米碳化硅与氢氧化镁的分散性，降低了氢氧化镁与纳米碳化硅对乙烯醋酸乙烯共聚物机械力学性能的影响，同时提高了阻燃性能。
2、茂金属聚乙烯的强度很高，采用高强度的茂金属聚乙烯能够提高电缆护套基体的强度。有机硅酮能够提高电缆护套材料表面的耐磨性，即达到材料表面较低的摩擦系数。
具体实施方式
实施例1
复合阻燃剂的制备方法：
将6重量份的纳米碳化硅以及2重量份的羧基化多壁碳纳米管加入到80重量份的氯化镁的乙醇溶液中，充分搅拌分散后加入2重量份的十二烷基苯磺酸钠，超声分散后在分散好的悬浮液中加入50重量份氨水，得到混合液，将该混合液转移至110℃水热釜中恒温反应，待反应结束后进行后续处理，得到复合阻燃剂。
实施例2
复合阻燃剂的制备方法：
将12重量份的纳米碳化硅以及8重量份的羧基化多壁碳纳米管加入到90重量份的硫酸镁的乙醇溶液中，充分搅拌分散后加入1重量份的十六烷基苯磺酸钠，超声分散后在分散好的悬浮液中加入100重量份氨水，得到混合液，将该混合液转移至180℃水热釜中恒温反应，待反应结束后进行后续处理，得到复合阻燃剂。
实施例3
一种电缆护套用阻燃材料，按照重量份数计算，包括以下原料：
茂金属聚乙烯8份、乙烯醋酸乙烯共聚物24份、聚乙烯树脂63份、己二酸二辛酯10份、实施例1的复合阻燃剂15份、有机硅酮4份、硫代二丙酸二月桂酯2份以及聚乙烯蜡4份。
制备方法：
1)按照配比，称取茂金属聚乙烯8份、乙烯醋酸乙烯共聚物24份、聚乙烯树脂63份、己二酸二辛酯10份、实施例1的复合阻燃剂15份、有机硅酮4份、硫代二丙酸二月桂酯2份以及聚乙烯蜡4份混合后备用；
2)将步骤1)的混合物投入到密炼机中，加热到115～135℃时，提升密炼机上顶栓进行翻料，翻料结束后，继续密炼至密炼机内温度达到145～155℃，停止加热，再继续密炼2分钟，然后由单螺杆挤出机挤出造粒制得。
实施例4
一种电缆护套用阻燃材料，按照重量份数计算，包括以下原料：
茂金属聚乙烯5份、乙烯醋酸乙烯共聚物20份、聚乙烯树脂70份、己二酸二正己酯6份、实施例2的复合阻燃剂10份、有机硅酮6份、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1份以及n,n’-亚乙基双硬脂酰胺2份。
制备方法：
1)按照配比，称取茂金属聚乙烯5份、乙烯醋酸乙烯共聚物20份、聚乙烯树脂70份、己二酸二正己酯6份、实施例2的复合阻燃剂10份、有机硅酮6份、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1份以及n,n’-亚乙基双硬脂酰胺2份混合后备用；
2)将步骤1)的混合物投入到密炼机中，加热到115～135℃时，提升密炼机上顶栓进行翻料，翻料结束后，继续密炼至密炼机内温度达到145～155℃，停止加热，再继续密炼5分钟，然后由单螺杆挤出机挤出造粒制得。
实施例5
茂金属聚乙烯10份、乙烯醋酸乙烯共聚物27份、聚乙烯树脂60份、己二酸二辛酯12份、实施例1的复合阻燃剂17份、有机硅酮3份、β,β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯3份以及硬质酸镁6份。
制备方法：
1)按照配比，称取茂金属聚乙烯10份、乙烯醋酸乙烯共聚物27份、聚乙烯树脂60份、己二酸二辛酯12份、实施例1的复合阻燃剂17份、有机硅酮3份、β,β’-硫化二丙酸二硬脂酸酯3份以及硬质酸镁6份混合后备用；
2)将步骤1)的混合物投入到密炼机中，加热到115～135℃时，提升密炼机上顶栓进行翻料，翻料结束后，继续密炼至密炼机内温度达到145～155℃，停止加热，再继续密炼4分钟，然后由单螺杆挤出机挤出造粒制得。
实施例6
一种电缆护套用阻燃材料，按照重量份数计算，包括以下原料：
茂金属聚乙烯9份、乙烯醋酸乙烯共聚物30份、聚乙烯树脂67份、己二酸二辛酯8份、实施例2的复合阻燃剂12份、有机硅酮4份、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份以及硬脂酸锌2份。
制备方法：
1)按照配比，称取茂金属聚乙烯9份、乙烯醋酸乙烯共聚物30份、聚乙烯树脂67份、己二酸二辛酯8份、实施例2的复合阻燃剂12份、有机硅酮4份、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份以及硬脂酸锌2份混合后备用；
2)将步骤1)的混合物投入到密炼机中，加热到115～135℃时，提升密炼机上顶栓进行翻料，翻料结束后，继续密炼至密炼机内温度达到145～155℃，停止加热，再继续密炼5分钟，然后由单螺杆挤出机挤出造粒制得。
试验例
将实施例3-6制备得到的电缆护套用阻燃材料进行力学性能与氧化指数的测定，拉伸强度检验标准gb/t1040.3，断裂伸长率的检验标准为gb/t1040.3，20℃体积电阻率(ω·m)的检验标准为gb/t1410，氧化指数的检验标准为gb/t2406，冲击脆化温度gb/t5470，烟密度gb/t8323，结果见表1。
表1实施例3-6的电缆护套用阻燃材料力学性能与氧化指数
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。