本发明公开了一种阻燃聚乙烯电缆料，属于高分子材料
技术领域：
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背景技术：
：塑料、橡胶广泛用作电线电缆的包覆材料，大多数塑料、橡胶容易燃烧，为非阻燃材料。电线电缆在能量传输及信息传递过程中，由于发热或外部火灾而引起燃烧，产生大量的浓烟，并释放出有毒气体，严重危及人的性命安全及腐蚀仪器设备。公共场所人员密度大，在公共场所火灾中，大多数的人员死亡是因为吸入有毒气体所致，所以在地铁、机场、船舶、大型图书馆等室内公共场所，应选用低烟、阻燃、低毒的电线电缆。阻燃电线电缆通常可分为一般阻燃电线电缆、低烟低卤阻燃电线电缆和低烟无卤阻燃电线电缆。目前阻燃电线电缆产品以含卤阻燃为主，这种电线电缆在燃烧时释放出大量的浓烟和腐蚀性卤化物，造成人员伤亡并腐蚀各种设备，即所谓的“二次灾害”。为达到低烟、低毒及阻燃目的，许多厂家都致力于低烟低卤，低烟无卤阻燃材料的开发。这类材料燃烧时发烟量少，释放出有毒气体少，减少对人体及仪器设备的伤害。某些发达国家对低烟低卤、低烟无卤阻燃电线电缆料的研究比较早，技术较成熟，现在已进入实用阶段。我们对低烟低卤、特别是低烟无卤阻燃电线电缆料的研究开发比较晚，目前对低烟无卤阻燃电线电缆料的研究还处于初期，有的厂家已生产出低烟无卤阻燃电线电缆料，但大部分存在机械性能和加工性能较差的问题。目前传统的聚乙烯电缆料还存在阻燃性能不佳的问题，还需对其进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统聚乙烯电缆料阻燃性能不佳的问题，提供了一种阻燃聚乙烯电缆料。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种阻燃聚乙烯电缆料，是由以下重量份数的原料组成：40～65份高密度聚乙烯树脂，35～45份线性低密度聚乙烯树脂，1～2份抗氧剂，2～4份炭黑和3～6份润滑剂；所述阻燃聚乙烯电缆料还包括：高密度聚乙烯树脂质量0.3～0.5倍的改性阻燃剂；所述改性阻燃剂的制备方法为：将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合，研磨，煅烧，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨后，再次煅烧，出料，洗涤干燥，得混合粉末，将混合粉末与氯化铝溶液按质量比1：8～1：10混合，过滤，干燥，得改性粉末，将改性粉末与乙醇按质量比1：20～1：30混合，得改性粉末分散液，向改性粉末分散液中加入改性粉末分散液质量0.3～0.4倍的氧化石墨烯分散液，搅拌混合后，水热反应，过滤，洗涤，干燥，得阻燃剂，将阻燃剂与氨水按质量比1：10～1：15混合，过滤，干燥，得改性阻燃剂。所述高密度聚乙烯树脂为熔指是0.2～0.3g/10min的高密度聚乙烯树脂。所述炭黑粒径为10～20nm的炭黑。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯，抗氧剂1010或抗氧剂1098中任意一种。所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钡中任意一种。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：80～1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂为熔指为2.1～2.3g/10min的线性低密度聚乙烯树脂。本发明的有益效果是：本发明在制备阻燃聚乙烯电缆料时加入改性阻燃剂，首先改性阻燃剂中含有具有层间结构的四钛酸钾，在阻燃剂制备过程中，具有层间结构的四钛酸钾可与氧化石墨烯结合，并在后续水热反应时吸附于石墨表面，从而增大四钛酸片层的表面积，进而可有效隔绝聚乙烯与氧气的接触，使产品的阻燃性提高，并且，由于石墨烯与四钛酸钾片层的结合，可有效阻止石墨烯的团聚，而且由于石墨烯在聚乙烯中分散性较好，因此，改性阻燃剂可均匀分布于产品中，使产品的阻燃性能进一步提高，其次，由于四钛酸钾的片层结构中含有电负性，从而吸附的铝离子可在阻燃剂改性过程中形成氢氧化铝吸附于阻燃剂表面，并且均匀分布于产品中，使产品的阻燃性能进一步提高，再者，由于改性阻燃剂含有的四钛酸钾片层结构在高温环境中为亚稳晶型，在遇到高温时生成六钛酸钾，并发生自聚，从而可使石墨烯与四钛酸钾一同在产品受到高温时自聚，并在产品表面形成一层隔绝氧气的保护层，进而使产品的阻燃性能提高。具体实施方式将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.2：4.0～1.5：4.0混合于研磨机中，研磨1～2h后，得预处理粉末坯料，将预处理粉末坯料于温度为800～850℃的条件下煅烧12～13h后，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨机研磨40～80min后，再次于温度为800～850℃的条件下煅烧10～12h后，出料，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料分别用质量分数为8～15%的盐酸和去离子水个洗涤5～8次后，于温度为60℃的条件下干燥2～3h，得混合粉末，将混合粉末与质量分数为10～20%的氯化铝溶液按质量比1：8～1：10混合，于温度为45～55℃，转速为250～350r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为70～80℃的条件下干燥1～2h后，得改性粉末，将改性粉末与乙醇按质量比1：20～1：30混合，于频率为45～55khz的条件下，超声分散15～30min后，得改性粉末分散液，以5～10ml/min的速率向改性粉末分散液中加入改性粉末分散液质量0.3～0.4倍的氧化石墨烯分散液，于温度为30～45℃，转速为300～480r/min的条件下，搅拌混合1～2h后，得氧化石墨烯混合物，将氧化石墨烯混合物移入水热反应釜，于温度为180～190℃的条件下水热反应20～24h后，过滤，得阻燃剂坯料，将阻燃剂坯料用去离子水洗涤5～10次后，于温度为60～70℃的条件下干燥2～3h后，得阻燃剂，将阻燃剂与质量分数为18～25%氨水按质量比1：10～1：15混合，于温度为30～35℃，转速为250～350r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，过滤，得改性阻燃剂坯料，将改性阻燃剂坯料于温度为45～65℃的条件下干燥1～3h后，得改性阻燃剂，按重量份数计，依次称取：40～65份高密度聚乙烯树脂，35～45份线性低密度聚乙烯树脂，1～2份抗氧剂，2～4份炭黑，3～6份润滑剂和30～50份改性阻燃剂，将高密度聚乙烯树脂与线性低密度聚乙烯树脂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入抗氧剂，炭黑，润滑剂和改性阻燃剂，于温度为60～80℃，转速为400～600r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，得混合料，将混合料于温度为120～130℃的条件下混炼10～20min后，得坯料，将坯料于温度为130～160℃的条件下，挤出造粒，得阻燃聚乙烯电缆料。所述高密度聚乙烯树脂熔指是0.2～0.3g/10min。所述炭黑粒径为10～20nm。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯，抗氧剂1010或抗氧剂1098中任意一种。所述润滑剂为聚乙烯蜡或硬脂酸钡中任意一种。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：80～1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2.1～2.3g/10min。实例1将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.5：4.0混合于研磨机中，研磨2h后，得预处理粉末坯料，将预处理粉末坯料于温度为850℃的条件下煅烧13h后，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨机研磨80min后，再次于温度为850℃的条件下煅烧12h后，出料，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料分别用质量分数为15%的盐酸和去离子水个洗涤8次后，于温度为60℃的条件下干燥3h，得混合粉末，将混合粉末与质量分数为20%的氯化铝溶液按质量比1：10混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥2h后，得改性粉末，将改性粉末与乙醇按质量比1：30混合，于频率为55khz的条件下，超声分散30min后，得改性粉末分散液，以10ml/min的速率向改性粉末分散液中加入改性粉末分散液质量0.4倍的氧化石墨烯分散液，于温度为45℃，转速为480r/min的条件下，搅拌混合2h后，得氧化石墨烯混合物，将氧化石墨烯混合物移入水热反应釜，于温度为190℃的条件下水热反应24h后，过滤，得阻燃剂坯料，将阻燃剂坯料用去离子水洗涤10次后，于温度为70℃的条件下干燥3h后，得阻燃剂，将阻燃剂与质量分数为25%氨水按质量比1：15混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得改性阻燃剂坯料，将改性阻燃剂坯料于温度为65℃的条件下干燥3h后，得改性阻燃剂，按重量份数计，依次称取：65份高密度聚乙烯树脂，45份线性低密度聚乙烯树脂，2份抗氧剂，4份炭黑，6份润滑剂和50份改性阻燃剂，将高密度聚乙烯树脂与线性低密度聚乙烯树脂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入抗氧剂，炭黑，润滑剂和改性阻燃剂，于温度为80℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合40min后，得混合料，将混合料于温度为130℃的条件下混炼20min后，得坯料，将坯料于温度为160℃的条件下，挤出造粒，得阻燃聚乙烯电缆料。所述高密度聚乙烯树脂熔指是0.3g/10min。所述炭黑粒径为20nm。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2.3g/10min。实例2将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.5：4.0混合于研磨机中，研磨2h后，得预处理粉末坯料，将预处理粉末坯料于温度为850℃的条件下煅烧13h后，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨机研磨80min后，再次于温度为850℃的条件下煅烧12h后，出料，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料分别用质量分数为15%的盐酸和去离子水个洗涤8次后，于温度为60℃的条件下干燥3h，得混合粉末，将混合粉末与乙醇按质量比1：30混合，于频率为55khz的条件下，超声分散30min后，得混合粉末分散液，以10ml/min的速率向混合粉末分散液中加入混合粉末分散液质量0.4倍的氧化石墨烯分散液，于温度为45℃，转速为480r/min的条件下，搅拌混合2h后，得氧化石墨烯混合物，将氧化石墨烯混合物移入水热反应釜，于温度为190℃的条件下水热反应24h后，过滤，得阻燃剂坯料，将阻燃剂坯料用去离子水洗涤10次后，于温度为70℃的条件下干燥3h后，得阻燃剂，将阻燃剂与质量分数为25%氨水按质量比1：15混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得改性阻燃剂坯料，将改性阻燃剂坯料于温度为65℃的条件下干燥3h后，得改性阻燃剂，按重量份数计，依次称取：65份高密度聚乙烯树脂，45份线性低密度聚乙烯树脂，2份抗氧剂，4份炭黑，6份润滑剂和50份改性阻燃剂，将高密度聚乙烯树脂与线性低密度聚乙烯树脂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入抗氧剂，炭黑，润滑剂和改性阻燃剂，于温度为80℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合40min后，得混合料，将混合料于温度为130℃的条件下混炼20min后，得坯料，将坯料于温度为160℃的条件下，挤出造粒，得阻燃聚乙烯电缆料。所述高密度聚乙烯树脂熔指是0.3g/10min。所述炭黑粒径为20nm。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2.3g/10min。实例3将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.5：4.0混合于研磨机中，研磨2h后，得预处理粉末坯料，将预处理粉末坯料于温度为850℃的条件下煅烧13h后，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨机研磨80min后，再次于温度为850℃的条件下煅烧12h后，出料，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料分别用质量分数为15%的盐酸和去离子水个洗涤8次后，于温度为60℃的条件下干燥3h，得混合粉末，将混合粉末与质量分数为20%的氯化铝溶液按质量比1：10混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥2h后，得阻燃剂，将阻燃剂与质量分数为25%氨水按质量比1：15混合，于温度为35℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得改性阻燃剂坯料，将改性阻燃剂坯料于温度为65℃的条件下干燥3h后，得改性阻燃剂，按重量份数计，依次称取：65份高密度聚乙烯树脂，45份线性低密度聚乙烯树脂，2份抗氧剂，4份炭黑，6份润滑剂和50份改性阻燃剂，将高密度聚乙烯树脂与线性低密度聚乙烯树脂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入抗氧剂，炭黑，润滑剂和改性阻燃剂，于温度为80℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合40min后，得混合料，将混合料于温度为130℃的条件下混炼20min后，得坯料，将坯料于温度为160℃的条件下，挤出造粒，得阻燃聚乙烯电缆料。所述高密度聚乙烯树脂熔指是0.3g/10min。所述炭黑粒径为20nm。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2.3g/10min。实例4将碳酸钾与二氧化钛按摩尔比1.5：4.0混合于研磨机中，研磨2h后，得预处理粉末坯料，将预处理粉末坯料于温度为850℃的条件下煅烧13h后，得预处理粉末，将预处理粉末经研磨机研磨80min后，再次于温度为850℃的条件下煅烧12h后，出料，得混合粉末坯料，将混合粉末坯料分别用质量分数为15%的盐酸和去离子水个洗涤8次后，于温度为60℃的条件下干燥3h，得混合粉末，将混合粉末与质量分数为20%的氯化铝溶液按质量比1：10混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥2h后，得改性粉末，将改性粉末与乙醇按质量比1：30混合，于频率为55khz的条件下，超声分散30min后，得改性粉末分散液，以10ml/min的速率向改性粉末分散液中加入改性粉末分散液质量0.4倍的氧化石墨烯分散液，于温度为45℃，转速为480r/min的条件下，搅拌混合2h后，得氧化石墨烯混合物，将氧化石墨烯混合物移入水热反应釜，于温度为190℃的条件下水热反应24h后，过滤，得阻燃剂坯料，将阻燃剂坯料用去离子水洗涤10次后，于温度为70℃的条件下干燥3h后，得阻燃剂，按重量份数计，依次称取：65份高密度聚乙烯树脂，45份线性低密度聚乙烯树脂，2份抗氧剂，4份炭黑，6份润滑剂和50份阻燃剂，将高密度聚乙烯树脂与线性低密度聚乙烯树脂混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入抗氧剂，炭黑，润滑剂和阻燃剂，于温度为80℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合40min后，得混合料，将混合料于温度为130℃的条件下混炼20min后，得坯料，将坯料于温度为160℃的条件下，挤出造粒，得阻燃聚乙烯电缆料。所述高密度聚乙烯树脂熔指是0.3g/10min。所述炭黑粒径为20nm。所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与无水乙醇按质量比1：100混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述线性低密度聚乙烯树脂的熔指为2.3g/10min。对比例：河北某电缆材料有限公司生产的阻燃电缆料。将实例1至4所得电缆料和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：根据gb/t17651检测其阻燃性能，具体检测结果如表1所示：表1：性能检测表检测内容实例1实例2实例3实例4对比例极限氧指数/%4236343532由表1检测结果可知，本发明所得阻燃聚乙烯电缆料具有优异的阻燃性能。当前第1页12