本发明属于绝缘材料领域，具体涉及一种高阻燃性绝缘材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，我国电力事业发展迅速，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模逐步扩大，超高或特高压输电网络是国家电网正在全力打造的智能电网的骨架和核心，建设特高压输电网络能够大幅度提升我国电网的输送能力，降低长距离电力输送损耗，但是更高的电压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战，高性能绝缘材料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核心与关键，其电气性能的高低与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全，因此，研制高性能绝缘材料，对建设安全可靠、稳定高效的直流超高压输变网络、提升我国输电水平和节省资源具有重要意义，现有的电力电缆用绝缘材料抗腐蚀、耐高热能力差，影响电力电缆的使用寿命。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种高阻燃性绝缘材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种高阻燃性绝缘材料，按照重量份包括以下原料：聚乙烯20~40份、胺化金刚石7~14份、丁基橡胶3~6份、无机玻璃纤维3~5份、三元乙丙橡胶7~8份、聚四氟乙烯粉3~10份、无碱玻纤布3~10份、环氧树脂3~10份、环氧树脂固化剂3~10份、抗氧剂1.5~3.5份、阻燃剂3~9份、增塑剂0.5~5.5份。
优选地，按照重量份包括以下原料：聚乙烯20份、胺化金刚石7份、丁基橡胶3份、无机玻璃纤维3份、三元乙丙橡胶7份、聚四氟乙烯粉3份、无碱玻纤布3份、环氧树脂3份、环氧树脂固化剂3份、抗氧剂1.5份、阻燃剂3份、增塑剂0.5份。
优选地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂以及线性酚醛型环氧树脂之中的任一种或者它们的混合物。
优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的一种或者它们的混合物。
优选地，所述增稠剂为钠基膨润土、硅凝胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂中的一种或者它们的混合物。
优选地，所述环氧树脂固化剂为亚甲基双环己烷胺、多乙烯多胺、二乙胺基丙胺中的一种或者多种。
一种高阻燃性绝缘材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：原材料处理，先将聚乙烯和胺化金刚石放入90~110℃真空干燥箱中，在0.05~0.08mpa的真空度下保温干燥30~45min，再将其他原料组分放入60~70℃真空箱中，在0.05~0.08mpa的真空度下保温抽气30~45min；
步骤2：混料，将步骤1中干燥处理后的聚乙烯、胺化金刚石、丁基橡胶、无机玻璃纤维、三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯粉、无碱玻纤布加入电动搅拌机内，混合搅拌20~40min后，向正在搅拌的混合物中按配方缓慢加入环氧树脂、环氧树脂固化剂，待完全混合后，再加入抗氧剂、阻燃剂以及增塑剂搅拌5~10min至均匀；
步骤3：除气泡，将步骤2中混合均匀的混合物放入50~60℃的真空干燥箱中至表面无泡沫；
步骤4：固化成型，将步骤3中得到的无泡混合物倒入50~70℃模具中，再升温至90～110℃，保温固化5～9h，冷却至室温后，脱模得高阻燃性绝缘材料。
优选地，所述步骤2中的真空干燥箱中的真空度为0.02~0.08mpa。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种高阻燃性绝缘材料及其制备方法，所制得的绝缘材料用于电缆电线或者电缆设施上，具有良好的耐高温、高阻燃和耐候性，避免了由于电力电缆长期处于室外而缩短电缆电线的使用寿命。本发明的绝缘材料采用了胺化金刚石作为原材料之一，使用溶液共混的方法，在真空环境中加热去除溶剂从而使其固化成型得到高阻燃性的绝缘复合材料。经过胺化的金刚石微粒为原料的绝缘材料整体性能优于以氧化的金刚石为原料的绝缘材料。
另外本发明中添加一定量的增塑剂，能够提高绝缘材料的弹性和韧性，防击穿能力强，并且在制备方法中采用除气泡处理工艺，将原料混合物放入真空干燥箱中至表面无泡沫，防止绝缘材料中混入气体或者气泡而影响绝缘材料的韧性和强度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
一种高阻燃性绝缘材料，按照重量份包括以下原料：聚乙烯20份、胺化金刚石7份、丁基橡胶3份、无机玻璃纤维3份、三元乙丙橡胶7份、聚四氟乙烯粉3份、无碱玻纤布3份、环氧树脂3份、环氧树脂固化剂3份、抗氧剂1.5份、阻燃剂3份、增塑剂0.5份。
所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂以及线性酚醛型环氧树脂之中的任一种或者它们的混合物。
所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的一种或者它们的混合物。
所述增稠剂为钠基膨润土、硅凝胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂中的一种或者它们的混合物。
所述环氧树脂固化剂为亚甲基双环己烷胺、多乙烯多胺、二乙胺基丙胺中的一种或者多种。
一种高阻燃性绝缘材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：原材料处理，先将聚乙烯和胺化金刚石放入90℃真空干燥箱中，在0.05mpa的真空度下保温干燥30min，再其他原料组分放入60℃真空箱中，在0.05mpa的真空度下保温抽气30min；
步骤2：混料，将步骤1中干燥处理后的聚乙烯、胺化金刚石、丁基橡胶、无机玻璃纤维、三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯粉、无碱玻纤布加入电动搅拌机内，混合搅拌20min后，向正在搅拌的混合物中按配方缓慢加入环氧树脂、环氧树脂固化剂，待完全混合后，再加入抗氧剂、阻燃剂以及增塑剂搅拌5min至均匀；
步骤3：除气泡，将步骤2中混合均匀的混合物放入50℃的真空干燥箱中至表面无泡沫；
步骤4：固化成型，将步骤3中得到的无泡混合物倒入50℃模具中，再升温至90℃，保温固化5h，冷却至室温后，脱模得高阻燃性绝缘材料。
所述步骤2中的真空干燥箱中的真空度为0.02mpa。
实施例2
一种高阻燃性绝缘材料，按照重量份包括以下原料：聚乙烯30份、胺化金刚石10份、丁基橡胶5份、无机玻璃纤维4份、三元乙丙橡胶7.5份、聚四氟乙烯粉5份、无碱玻纤布7份、环氧树脂7份、环氧树脂固化剂6份、抗氧剂2.5份、阻燃剂6份、增塑剂3.5份。
所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂以及线性酚醛型环氧树脂之中的任一种或者它们的混合物。
所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的一种或者它们的混合物。
所述增稠剂为钠基膨润土、硅凝胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂中的一种或者它们的混合物。
所述环氧树脂固化剂为亚甲基双环己烷胺、多乙烯多胺、二乙胺基丙胺中的一种或者多种。
一种高阻燃性绝缘材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：原材料处理，先将聚乙烯和胺化金刚石放入100℃真空干燥箱中，在0.07mpa的真空度下保温干燥42min，再将其他原料组分放入65℃真空箱中，在0.06mpa的真空度下保温抽气40min；
步骤2：混料，将步骤1中干燥处理后的聚乙烯、胺化金刚石、丁基橡胶、无机玻璃纤维、三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯粉、无碱玻纤布加入电动搅拌机内，混合搅拌30min后，向正在搅拌的混合物中按配方缓慢加入环氧树脂、环氧树脂固化剂，待完全混合后，再加入抗氧剂、阻燃剂以及增塑剂搅拌8min至均匀；
步骤3：除气泡，将步骤2中混合均匀的混合物放入55℃的真空干燥箱中至表面无泡沫；
步骤4：固化成型，将步骤3中得到的无泡混合物倒入60℃模具中，再升温至100℃，保温固化7h，冷却至室温后，脱模得高阻燃性绝缘材料。
所述步骤2中的真空干燥箱中的真空度为0.06mpa。
实施例3
一种高阻燃性绝缘材料，按照重量份包括以下原料：聚乙烯40份、胺化金刚石14份、丁基橡胶6份、无机玻璃纤维5份、三元乙丙橡胶8份、聚四氟乙烯粉10份、无碱玻纤布10份、环氧树脂10份、环氧树脂固化剂10份、抗氧剂3.5份、阻燃剂9份、增塑剂5.5份。
所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂以及线性酚醛型环氧树脂之中的任一种或者它们的混合物。
所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和三氧化二锑中的一种或者它们的混合物。
所述增稠剂为钠基膨润土、硅凝胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂中的一种或者它们的混合物。
所述环氧树脂固化剂为亚甲基双环己烷胺、多乙烯多胺、二乙胺基丙胺中的一种或者多种。
一种高阻燃性绝缘材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：原材料处理，先将聚乙烯和胺化金刚石放入110℃真空干燥箱中，在0.08mpa的真空度下保温干燥45min，再将其他原料组分放入70℃真空箱中，在0.08mpa的真空度下保温抽气45min；
步骤2：混料，将步骤1中干燥处理后的聚乙烯、胺化金刚石、丁基橡胶、无机玻璃纤维、三元乙丙橡胶、聚四氟乙烯粉、无碱玻纤布加入电动搅拌机内，混合搅拌40min后，向正在搅拌的混合物中按配方缓慢加入环氧树脂、环氧树脂固化剂，待完全混合后，再加入抗氧剂、阻燃剂以及增塑剂搅拌10min至均匀；
步骤3：除气泡，将步骤2中混合均匀的混合物放入60℃的真空干燥箱中至表面无泡沫；
步骤4：固化成型，将步骤3中得到的无泡混合物倒入70℃模具中，再升温至110℃，保温固化9h，冷却至室温后，脱模得高阻燃性绝缘材料。
所述步骤2中的真空干燥箱中的真空度为0.08mpa。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。