本发明涉及电缆材料
技术领域：
，尤其涉及一种高阻燃耐腐蚀电缆材料及其制备方法。
背景技术：
：电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，具有内通电，外绝缘的特征。随着社会的发展，电缆的用量越来越大，在实际应用中，电缆不仅用在室内，更多的用在室外，包括极端温度条件，各种恶劣环境与天气的影响（如受日晒、雨淋、冰冻等），以及各种施工环境的影响（如被拖拽、弯曲、压碾），从而造成不同程度的机械损伤。近些年，由电缆引发火灾的次数直线上升，据不完全统计42%以上火灾是由于电缆损坏引起的。电缆使用过程中，一旦损坏将会对供电系统以及人们安全造成隐患。中国专利号cn102504412b公开了一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法，该专利由聚丙烯65～75份、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物12～18份、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物6～8份、氢氧化镁阻燃剂130～150份、红磷5～7份、聚丙烯腈粉末3～5份、抗氧剂a1～2.5份和抗氧剂b1～2.5份制备而成，其中起阻燃作用的氢氧化镁阻燃剂和红磷的量占到了原料总量的54.9～64.1%，阻燃剂添加量大，阻燃剂的大量添加虽能起到一定的阻燃效果，但同时会恶化电缆材料的耐腐蚀、耐老化和力学性能。基于上述陈述，本发明提出了一种高阻燃耐腐蚀电缆材料及其制备方法。技术实现要素：本发明的目的是为了解决现有技术中电缆材料用阻燃剂添加量大，会恶化电缆材料的耐腐蚀、耐老化和力学性能的问题，而提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料及其制备方法。一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶40～60份、氯磺化聚乙烯橡胶40～60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20～30份、改性聚磷酸铵1～10份、苯基胍碳酸盐2～4份、乙烯基三乙氧基硅烷4～8份、膨胀蛭石5～12份、硅藻土2～7份、硫化剂1～3份、润滑剂1～3份；所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得。优选的，所述高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶45～55份、氯磺化聚乙烯橡胶45～55份、乙烯-醋酸乙烯共聚物22～28份、改性聚磷酸铵1.2～8.5份、苯基胍碳酸盐2.4～3.4份、乙烯基三乙氧基硅烷5～7份、膨胀蛭石6～10份、硅藻土3～6份、硫化剂1.5～2.5份、润滑剂1.5～2.5份。优选的，所述3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸和苯基胍碳酸盐的质量比为0.5～2.5:1。优选的，所述高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶50份、氯磺化聚乙烯橡胶50份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、改性聚磷酸铵4.5份、苯基胍碳酸盐3份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、膨胀蛭石8份、硅藻土5份、硫化剂2份、润滑剂2份。优选的，所述润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、微晶石蜡、氧化聚乙烯蜡、甲基硅油中的一种。本发明还提出了一种高阻燃耐腐蚀电缆材料的制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐共同加入到研磨机中，研磨10～20min后，在50～70℃的温度下分散混合，得混合物a，其中所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；s2、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂以及步骤s1中所得的混合物a依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速20～28r/min，速比为1:1.2～1.4，混炼20～30min，得混合物b；s3、将步骤s2中所得的混合物b置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，具有以下有益效果：1、本发明利用聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制成改性聚磷酸铵，再与苯基胍碳酸盐共同研磨分散，然后与甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂于开炼机中混炼，经硫化机硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料，本发明制备的电缆材料具有优异的绝缘、阻燃、耐腐蚀、耐高低温、耐老化性能和极佳的力学性能，可长期在高温高湿或酸碱条件下使用，使用寿命长。2、本发明利用聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制成改性聚磷酸铵，所得改性聚磷酸铵无毒无味，无任何腐蚀性，用于电缆材料中用量小，阻燃效果好，且不会对电缆材料的力学性能造成影响，克服了普通聚磷酸铵吸湿性大，易造成电缆材料腐蚀，易损坏电缆材料力学性能等缺陷。3、本发明将改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐进行协效复配，在保证阻燃效果的同时，获得了良好的耐腐蚀、耐老化性，向电缆材料中复配添加两者，可以显著提高电缆材料的阻燃性能，其阻燃等级为ul-94v-0级，氧指数高达44.5%，同时保证制备的电缆材料具有优异的耐腐蚀、耐老化性。4、本发明配方中选用膨胀蛭石、硅藻土做填充料，在保证制备的电缆材料能获得优异的电绝缘性的同时，提高了其耐热、防火的特性，从而提高了电缆材料的使用安全性。5、本发明配方科学、配比严谨，配方中起阻燃作用的改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐仅占原料总量的1.6～11.0%，远远低于现有技术，解决了现有技术中电缆材料用阻燃剂添加量大，会恶化电缆材料的耐腐蚀、耐老化和力学性能的问题，其制备方法简单，制备条件温和，易于工业化生产，可得广泛应用。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。实施例一本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶40份、氯磺化聚乙烯橡胶40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、改性聚磷酸铵1份、苯基胍碳酸盐2份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、膨胀蛭石5份、硅藻土2份、硫化剂1份、润滑剂1份；所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；润滑剂为芥酸酰胺。其制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐共同加入到研磨机中，研磨10min后，在50℃的温度下分散混合，得混合物a，其中所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；s2、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂以及步骤s1中所得的混合物a依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速20r/min，速比为1:1.2，混炼20min，得混合物b；s3、将步骤s2中所得的混合物b置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。实施例二本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶50份、氯磺化聚乙烯橡胶50份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、改性聚磷酸铵4.5份、苯基胍碳酸盐3份、乙烯基三乙氧基硅烷6份、膨胀蛭石8份、硅藻土5份、硫化剂2份、润滑剂2份；所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；润滑剂为硬脂酸正丁酯。其制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐共同加入到研磨机中，研磨15min后，在60℃的温度下分散混合，得混合物a，其中所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；s2、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂以及步骤s1中所得的混合物a依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速24r/min，速比为1:1.3，混炼25min，得混合物b；s3、将步骤s2中所得的混合物b置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。实施例三本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶60份、氯磺化聚乙烯橡胶60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、改性聚磷酸铵10份、苯基胍碳酸盐4份、乙烯基三乙氧基硅烷8份、膨胀蛭石12份、硅藻土7份、硫化剂3份、润滑剂3份；所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；润滑剂为微晶石蜡。其制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐共同加入到研磨机中，研磨20min后，在70℃的温度下分散混合，得混合物a，其中所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；s2、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂以及步骤s1中所得的混合物a依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速28r/min，速比为1:1.4，混炼30min，得混合物b；s3、将步骤s2中所得的混合物b置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。对比例一：为中国专利号cn102504412b公开的一种低烟无卤阻燃聚丙烯电缆料及其制备方法。对比例二本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶40份、氯磺化聚乙烯橡胶40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、聚磷酸铵1份、苯基胍碳酸盐2份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、膨胀蛭石5份、硅藻土2份、硫化剂1份、润滑剂1份；润滑剂为芥酸酰胺。其制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐共同加入到研磨机中，研磨10min得混合物a；s2、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂、润滑剂以及步骤s1中所得的混合物a依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速20r/min，速比为1:1.2，混炼20min，得混合物b；s3、将步骤s2中所得的混合物b置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。对比例三本发明提出的一种高阻燃耐腐蚀电缆材料，包括以下重量份的原料：甲基乙烯基硅橡胶40份、氯磺化聚乙烯橡胶40份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、改性聚磷酸铵1份、苯基胍碳酸盐2份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、膨胀蛭石5份、硅藻土2份、硫化剂1份、润滑剂1份；所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；润滑剂为芥酸酰胺。其制备方法，包括以下步骤：s1、将所述比重的甲基乙烯基硅橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性聚磷酸铵、苯基胍碳酸盐、乙烯基三乙氧基硅烷、膨胀蛭石、硅藻土、硫化剂和润滑剂依次加入到开炼机中，控制开炼机混炼的辊筒转速20r/min，速比为1:1.2，混炼20min，得混合物，其中所述改性聚磷酸铵由质量比为7:1.2:1:3:1.8的聚磷酸铵、3-氨基-3-（3-甲氧基-4-羟基苯基）丙酸、水玻璃胶黏剂、三乙醇胺和亚磷酸三乙酯混合制备而得；s3、将步骤s2中所得的混合物置于平板硫化机上，硫化即得高阻燃耐腐蚀电缆材料。分别测试实施例一～三以及对比例一～三中制备的电缆材料的性能，并将实施例一～三以及对比例一～三中制备的电缆材料置于温度为200℃，湿度为95%的耐腐蚀试验箱中，进行酸腐蚀（98%的硫酸浸泡30d）和碱腐蚀（30%的氢氧化钠浸泡30d），然后对腐蚀后的电缆材料进行性能检测，计算腐蚀后的拉伸强度降低率，得出如下结果：表1备注：表1中老化测试条件为158℃，168h。由表1可知：本发明实施例一～三中制备的电缆材料的阻燃等级、氧指数和拉伸强度远远优于对比例一～三中制备的电缆材料，且本发明实施例一～三中制备的电缆材料经过耐老化（158℃，168h）、酸腐蚀（98%的硫酸浸泡30d）和碱腐蚀（30%的氢氧化钠浸泡30d）后，其拉伸强度均变化不明显，仍保持优良的力学性能，拉伸强度降低率远远小于对比例一～三中制备的电缆材料，综上可知，本发明实施例一～三中制备的电缆材料的耐老化性、耐酸碱性较对比例一～三中制备的电缆材料有所提高，尤其耐酸碱腐蚀性显著提高。按上述实施例一所述步骤，在原料总重量份不变及其他各原料用量不变的情况下，按表2所列重量份制备添加改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐的电缆材料；然后分别测试上述电缆材料的阻燃性能和耐腐蚀性能，得出如下结果：表2：改性聚磷酸铵/重量份苯基胍碳酸盐/重量份ul-94氧指数/%酸腐蚀后拉伸强度降低率%碱腐蚀后拉伸强度降低率%03v-228.727.122.530v-030.840.338.90.272.73v-228.524.820.40.52.5v-228.923.619.70.62.4v-135.3811.50.72.3v-135.57.710.80.862.14v-136.16.810.212v-039.53.32.71.51.5v-040.33.02.31.81.2v-0441.91.621v-040.82.62.02.140.86v-040.13.22.42.250.75v-136.56.410.42.40.6v-135.87.210.92.50.5v-135.47.811.22.570.43v-131.122.718.82.630.37v-131.524.419.2由表2可知：仅添加苯基胍碳酸盐的电缆材料，以及共同添加改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐，但改性聚磷酸铵的重量份低于0.6份时，所制备的电缆材料阻燃级别和氧指数均比较低，阻燃性能差，且其经酸腐蚀（98%的硫酸浸泡30d）和碱腐蚀（30%的氢氧化钠浸泡30d）后，其拉伸强度降低率大，耐酸碱腐蚀性差；而仅添加改性聚磷酸铵的电缆材料，以及共同添加改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐，但改性聚磷酸铵的重量份大于2.5份时，所制备的电缆材料阻燃等级虽有所提升，均能达到v-1级及以上，但仍存在氧指数低，经酸腐蚀（98%的硫酸浸泡30d）和碱腐蚀（30%的氢氧化钠浸泡30d）后，拉伸强度降低率大，耐酸碱腐蚀性差的缺陷；当共同添加改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐，且改性聚磷酸铵的重量份为0.6～2.5份时，所制备的电缆材料阻燃级别均能达到v-1级及以上，且氧指数均能达到35%以上，酸腐蚀后拉伸强度降低率低至8%以下，碱腐蚀后拉伸强度降低率低至12%以下，耐腐蚀性能有所提高，尤其当改性聚磷酸铵的重量份为1～2.14份，即改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐的质量比为0.5～2.5:1时，其阻燃级别为v-0，氧指数均到39%以上，酸腐蚀后拉伸强度降低率低至3.5%以下，碱腐蚀后拉伸强度降低率低至3%以下，耐腐蚀性能显著提高，且当改性聚磷酸铵为1.8份，苯基胍碳酸盐为1.2份，即改性聚磷酸铵和苯基胍碳酸盐的质量比为1.5:1时，其阻燃级别为v-0，氧指数高达44%，酸腐蚀后拉伸强度降低率低至1.9%，碱腐蚀后拉伸强度降低率低至1.6%，阻燃性能好，耐腐蚀性能优异，综合性能最佳。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12