耐火线缆可瓷化材料的制作方法

1.本发明属于高分子化合物的组合物技术领域，具体涉及一种耐火线缆可瓷化材料。


背景技术：

2.随着社会的发展，各种电器设备和智能设备的普及，使得电缆的需求日益增长，而且在一些特殊领域，如化工厂、核电站、炼油厂、高层建筑、医院、地铁、火车站、飞机场等重要场所所使用的电缆越来越多，而大量的电缆使用加上环境温度较高，导致各类火灾事故层出不穷。因此耐火线缆逐渐进入人们的视野中，并得到广泛的应用。
3.现目前常使用的耐火线缆，是在线缆外侧的绝缘保护层内增加阻燃剂，利用阻燃剂的添加，减少自燃的概率，并且能够在火灾发生时，降低火势蔓延的概率，减少损失。但是这种材料的力学性能差、加工困难，因此使得制备的耐火线缆的使用寿命较短。


技术实现要素：

4.本发明意在提供一种耐火线缆可瓷化材料，以解决现有耐火线缆的绝缘保护材料的力学性能差，导致制备的耐火线缆的使用寿命较短的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：耐火线缆可瓷化材料，包括以下质量份的原料，乙烯聚合物30-40份、填料20-25份、助剂10-12份、羟基硅油6-8份、无卤阻燃剂6-7份、抗氧剂3-5份、交联剂2-3份；其中乙烯聚合物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或甲基乙烯基硅橡胶中的一种或多种。
6.上述技术方案中，通过设置填料和助剂，增加材料的强度，因此能使得整体的力学性能增加，进而方便使用。而且添加了阻燃剂，能够提高材料的耐火性能，减少材料自燃的概率。而且力学性能的加强，能够提升使用寿命。
7.在本发明的另一种优选实施方式中，填料为硅灰石，还包括e-玻璃纤维、高岭土、云母、叶腊石、透辉石和珍珠岩中的至少一种。
8.在本发明的另一种优选实施方式中，填料中的硅灰石利用铝酸酯偶联剂和聚乙二醇4000的改性剂进行表面改性处理。
9.在本发明的另一种优选实施方式中，改性时，在硅灰石内加入2-3倍的水，形成悬浮溶液，再向悬浮溶液内加入铝酸酯偶联剂和聚乙二醇4000的改性剂，其中硅灰石、铝酸酯偶联剂和聚乙二醇4000的改性剂的质量比为20：1:0.1，并持续搅拌10-15min；再过滤出悬浮物质，并干燥，得到改性硅灰石。
10.在本发明的另一种优选实施方式中，包括以下质量份的原料，乙烯聚合物30份、填料20份、助剂10份、羟基硅油6份、无卤阻燃剂6份、抗氧剂3份、交联剂2份。
11.在本发明的另一种优选实施方式中，包括以下质量份的原料，乙烯聚合物40份、填料25份、助剂12份、羟基硅油8份、无卤阻燃剂7份、抗氧剂5份、交联剂3份。
12.在本发明的另一种优选实施方式中，包括以下质量份的原料，乙烯聚合物35份、填
料24份、助剂11份、羟基硅油7份、无卤阻燃剂6份、抗氧剂4份、交联剂3份。
13.在本发明的另一种优选实施方式中，制备耐火线缆可瓷化材料时，先将乙烯共聚物进行混炼，再依次加入羟基硅油、无卤阻燃剂、抗氧剂、交联剂进行混炼；最后加入填料和助剂进行混炼，得到混合物；再将混合物造粒，得到耐火线缆可瓷化材料颗粒。
14.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
15.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本技术实施例的结构示意图。
17.说明书附图中的附图标记包括：混炼桶1、混炼轴2、搅拌叶片3、转动电机4、挤压板5、移动杆6、限位杆7、进料斗8、进料管9、抽风机10、抽风管11、出风管12、支撑板13、造粒桶14、传送轴15、螺旋叶片16、驱动电机17、冷却流道18、进水管19、出水管20、密封板21、造粒孔22。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
21.本发明提供了一种耐火线缆可瓷化材料，包括以下质量份的原料，乙烯聚合物30-40份、填料20-25份、助剂10-12份、羟基硅油6-8份、无卤阻燃剂6-7份、抗氧剂3-5份、交联剂2-3份；其中乙烯聚合物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或甲基乙烯基硅橡胶中的一种或多种，本实施例中使用三种，三种原料的比例为1:1:1。助剂使用白炭黑。
22.填料为硅灰石，还包括e-玻璃纤维、高岭土、云母、叶腊石、透辉石和珍珠岩中的至少一种，具体使用时，使用e-玻璃纤维、高岭土和云母，且硅灰石、e-玻璃纤维、高岭土和云母的质量比的10:2:1:1。
23.使用时，硅灰石需要进行改性处理。在硅灰石内加入2-3倍的水，形成悬浮溶液，再向悬浮溶液内加入铝酸酯偶联剂和聚乙二醇4000的改性剂，其中硅灰石、铝酸酯偶联剂和聚乙二醇4000的改性剂的质量比为20：1:0.1，并持续搅拌10-15min；过滤出悬浮物质，并干
燥，得到改性硅灰石粉末。
24.使用混炼造粒一体机制备耐火线缆可瓷化材料，混炼造粒一体机如图1所示，包括上部的混炼部和下部的造粒部，混炼部包括竖向设置的混炼桶1，混炼桶1内同轴设置有混炼轴2，混炼轴2与混炼桶1的顶部转动连接，混炼桶1的顶部还固定有转动电机4，转动电机4的输出轴与混炼轴2同轴固定。
25.混炼轴2位于混炼桶1内的部分上设置有螺旋状的搅拌叶片3。混炼桶1内位于搅拌叶片3的上方设置有挤压板5，挤压板5竖向滑动连接在混炼桶1内。挤压板5顶部固定有移动杆6，移动杆6贯穿混炼桶1的顶部，且移动杆6与混炼桶1竖向滑动连接，移动杆6的顶部设置有限位杆7。
26.混炼桶1的顶部固定有进料斗8，进料斗8的底部设有波纹状的进料管9，进料管9与混炼桶1连通；进料斗8内设置有密封塞。还包括一根与混炼桶1位于挤压板5下方处连通的抽风管11，混炼桶1上固定有抽风机10，抽风机10的进风端与抽风管11固定，还包括与抽风机10的出风段连通的出风管12，出贯穿混炼铜的顶部，并与混炼桶1连通。混炼桶1的顶部还设置有出气口，出气口内设置有出气阀。
27.混炼桶1的底部设置有出料口，出料口内设置有出料管，混炼桶1上还设有密封出料口的支撑板13，支撑板13贯穿混炼桶1的一侧，且与混炼桶1滑动连接。
28.造粒部包括造粒桶14和位于造粒桶14内的传送轴15，出料管与造粒桶14连通，传送轴15与造粒桶14同轴设置，且传送轴15贯穿造粒桶14的一端并与造粒桶14转动连接。传送轴15的右端位于造粒桶14外，传送轴15的右端设置有驱动电机17，驱动电机17的输出轴与传送轴15同轴固定。
29.造粒桶14的左部设置有冷却流道18，还包括与冷却流道18连通的进水管19和出水管20。造粒桶14的左端固定有密封板21，密封板21上设置有造粒孔22。还包括切割刀，切割刀的刀片与密封板21相贴。
30.制备耐火线缆可瓷化材料时，现将乙烯聚合物从进料斗8投放至混炼桶1内，并启动转动电机4，转动电机4带动混炼轴2转动，进而使得搅拌叶片3进行搅拌，使得各物料均匀混合，并完成混炼。
31.再通过进料斗8依次加入羟基硅油、无卤阻燃剂、抗氧剂、交联剂，进行再次混炼，最后加入填料和助剂进行混炼。并在此过程中，启动抽风机10，使得抽风机10抽气，并将气体加入混炼桶1顶部和挤压板5之间，使得挤压板5向下移动，挤压混炼桶1内的气体。这个过程中，能够实现将混炼桶1内的气体抽出，从而减少物料之间的气泡，使得各物料之间的致密度更高，从而能够提高制备的材料的性能。
32.待混炼完成后，得到混合物。再滑动支撑板13，使得进料口打开，因此混合料进入造粒桶14内。通过驱动电机17电动传送轴15转动，能利用螺旋叶片16带动混合料移动，当混合料移动至冷却流道18内后，通过外部流动的冷却液进行初步降温。随着混合料向前传送，能够在后侧压力的作用下，将混合料从造粒孔22挤压出，并利用切割刀进行切割，从而形成耐火线缆可瓷化材料颗粒。
33.实施例1-6的各参数如表1所示
34.表1
[0035] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6
乙烯聚合物(kg)303235363840填料(kg)202124222325助剂(kg)101111101212羟基硅油(kg)687768无卤阻燃剂(kg)676677抗氧剂(kg)344355交联剂(kg)223323
[0036]
实验结果如表2所示
[0037]
表2
[0038] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6拉伸强度(mpa)117115116115117114断裂伸长率(％)335340345345330350撕裂强度(n/mm)181415181518单根垂直燃烧通过通过通过通过通过通过成束a类燃烧通过通过通过通过通过通过
[0039]
单根垂直燃烧按照iec60332-1-3标准测试，成束a类燃烧按照iec60332-6-22标准测试。
[0040]
综上所述，本发明提供的耐火线缆可瓷化材料具有较高的力学性能和阻燃效果，能够适应于现目前的使用需求。通过对填料硅灰石进行表面改性，并在乙烯聚合物内添加改性后的硅灰石和其他填料及助剂，制备出具有高阻燃性能的可瓷化材料，具有较好的力学强度，且制备工艺简单、设备要求低、绿色环保，能广泛用于阻燃防火耐高温材料领域。
[0041]
在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0042]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。