一种矿用复合电缆护套材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿用电缆技术领域，尤其涉及一种矿用复合电缆护套材料。
【背景技术】
[0002]目前矿用电缆经过高速发展已形成相当的规模，生产能力已大大超过今年的预测需求数值，矿用电缆大多在井下恶劣环境中使用，矿井下大多高温、易燃且腐蚀性强，氢氧化铝因具有低烟或无烟、永久阻燃、无毒、不渗出、不迀移、成本低廉、不污染环境等特点，符合阻燃剂向环保型发展的大趋势，在矿用电缆护套中的应用越来越广泛，但氢氧化铝在使用时，由于氢氧化铝填料亲水疏油的表面特性，与橡胶基体的相容性较差，加工中易形成不规则的聚集体，在护套内部分散不均匀从而产生界面缺陷，并且为达到规定的阻燃要求，添加量较大，这对材料的机械性能和加工性能影响较大，矿用电缆面临临亟待提高产品技术含量的问题，如何制备一种加工性能好，阻燃效果优异，力学性能好的护套材料成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种矿用复合电缆护套材料加工性能好，力学性能好，阻燃性能优升。
[0004]本发明提出的一种矿用复合电缆护套材料，其原料按重量份包括:交联绝缘聚乙烯30-40份，EVA树脂25-40份，三乙醇胺1.5-2.5份，改性氢氧化铝5_10份，钙锌复合稳定剂24-32份，氧化锌1.5-2.5份，促进剂TAC 1-1.5份，促进剂HVA-2 0.8-1.3份，三烯丙基异氰脲酸酯1-2份，二叔丁基过氧化物0.5-1.3份，交联剂DCP 0.5-1.5份，防老剂H 1-2份，防老剂4010NA 0.7-1.3份，炭黑N990 40-46份，硅藻土 20-27份，煅烧陶土 20-27份；
[0005]在改性氢氧化铝的制备方法中，向九水硝酸铝中加入水混合均匀，继续加入尿素混合得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将得到的物料加正丁醇配成浆料，加热，加入异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯混合，抽滤，洗涤，将得到的物料与异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝。
[0006]优选地，在改性氢氧化铝的制备方法中，向4-7份九水硝酸铝中加入30-40份水混合均匀，继续加入15-20份尿素混合2-5h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至84-90°C，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到105-115°C，继续回流10-18min，将得到的物料加正丁醇配成浓度为8_14?1:%的浆料，加热到72-76°C，加入0.8-1.4份异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯混合10_30min，抽滤，洗涤，将得到的物料与1-2份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌20-32min，水浴温度为76-83 °C，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝，热风干燥的温度为88-95 °C。
[0007]优选地，改性氢氧化销的粒径为2-4 μ m。
[0008]优选地，改性氢氧化铝、钙锌复合稳定剂的重量比为6-9:28-31。
[0009]优选地，交联绝缘聚乙烯、EVA树脂、三乙醇胺的重量比为32-35:36-38:2-2.4。
[0010]优选地，交联绝缘聚乙烯、改性氢氧化铝的重量比为32-35:6-9。
[0011]优选地，其原料按重量份包括:交联绝缘聚乙烯32-35份，EVA树脂36-38份，三乙醇胺2-2.4份，改性氢氧化铝6-9份，钙锌复合稳定剂28-31份，氧化锌1.8-2.1份，促进剂TAC 1.2-1.4份，促进剂HVA-2 1-1.2份，三烯丙基异氰脲酸酯1.2-1.5份，二叔丁基过氧化物0.8-1份，交联剂DCP 0.6-0.9份，防老剂H 1.2-1.4份，防老剂401ONA 1-1.2份，炭黑N990 42-44份，硅藻土 21-25份，煅烧陶土 24-26份。
[0012]优选地，其原料按重量份包括:交联绝缘聚乙烯33份，EVA树脂37份，三乙醇胺2.1份，改性氢氧化铝7份，钙锌复合稳定剂30份，氧化锌1.9份，促进剂TAC 1.3份，促进剂HVA-2 1.1份，三烯丙基异氰脲酸酯1.4份，二叔丁基过氧化物0.9份，交联剂DCP 0.8份，防老剂H 1.3份，防老剂4010NA 1.1份，炭黑N990 43份，硅藻土 22份，煅烧陶土 25份。
[0013]本发明的制备工艺为:将交联绝缘聚乙烯、EVA树脂、三乙醇胺、改性氢氧化铝、钙锌复合稳定剂、氧化锌、促进剂TAC、促进剂HVA-2、三烯丙基异氰脲酸酯、二叔丁基过氧化物、交联剂DCP、防老剂H、防老剂4010NA、炭黑N990、硅藻土和煅烧陶土进行混炼，混炼温度为110-120°C，混炼时间为20-30min，薄通4_6次，成型，硫化得到矿用复合电缆护套材料。
[0014]本发明中，EVA树脂、交联绝缘聚乙烯及改性氢氧化铝共同作用，EVA树脂与填料的掺混性好，化学稳定性良好，抗老化，交联绝缘聚乙烯耐磨性、耐化学药品性、耐应力开裂性好其中通过一定的工艺制备超微细化氢氧化铝，增加氢氧化铝的表面积，增强阻燃效果，同时提高材料制品的力学性能和耐热性，进一步在制备的氢氧化铝表面进行改性，并采用异丁基三乙氧基硅烷、异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯进行改性，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯分子在粉体表面形成单分子层，与EVA树脂、交联绝缘聚乙烯的物理缠绕作用强，异丁基三乙氧基硅烷是3个单烷氧层，有机分子部分有不饱和基团，改性氢氧化铝、异丁基三乙氧基硅烷与EVA树脂、交联绝缘聚乙烯之间很容易形成稳固的空间结构，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯、异丁基三乙氧基硅烷也可发生酯基交换反应，二者共同作用于改性氢氧化铝填料与基体树脂之间，互相补充，产生了协同作用，不仅增强了与其他物料的相容性，综合地提高了复合材料的力学性能，且改性氢氧化铝填料的润湿分散性优异，在制品中分散均匀，且与三乙醇胺配合作用，制品物料分散更加均匀，物料间分子间结合力增大，不仅有效改善加工性能，制品阻燃效果好，且添加少量即可满足制品阻燃要求，成本相对降低，与交联剂DCP、金属助剂氧化锌、硫化促进剂TAC、三烯丙基异氰脲酸酯及促进剂HVA-2共同作用，协同作用好，交联密度适用，制品力学性能好，改性改性氢氧化铝及钙锌复合稳定剂混合使用，可进一步改善制品的阻燃性能，选用炭黑N990并与硅藻土、煅烧陶土共同作用，填充效果好，制品力学性能进一步增强。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]本发明提出的一种矿用复合电缆护套材料，其原料按重量份包括:交联绝缘聚乙烯30份，EVA树脂40份，三乙醇胺1.5份，改性氢氧化铝10份，钙锌复合稳定剂24份，氧化锌2.5份，促进剂TAC I份，促进剂HVA-2 1.3份，三烯丙基异氰脲酸酯12份，二叔丁基过氧化物1.3份，交联剂DCP 0.5份，防老剂H 2份，防老剂401ONA 0.7份，炭黑N990 46份，硅藻土 20份，煅烧陶土 27份；
[0017]在改性氢氧化铝的制备方法中，向4份九水硝酸铝中加入40份水混合均匀，继续加入15份尿素混合5h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至84°C，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到115°C，继续回流lOmin，将得到的物料加正丁醇配成浓度为14wt%的浆料，加热到72°C，加入1.4份异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯混合lOmin，抽滤，洗涤，将得到的物料与2份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌20min，水浴温度为76V，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝，热风干燥的温度为95°C，改性氢氧化铝的粒径为2-4 μ m。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种矿用复合电缆护套材料，其原料按重量份包括:交联绝缘聚乙烯40份，EVA树脂25份，三乙醇胺2.5份，改性氢氧化铝5份，钙锌复合稳定剂32份，氧化锌1.5份，促进剂TAC 1.5份，促进剂HVA-2 0.8份，三烯丙基异氰脲酸酯2份，二叔丁基过氧化物0.5份，交联剂DCP 1.5份，防老剂H I份，防老剂401ONA 1.3份，炭黑N990 40份，硅藻土 27份，煅烧陶土 20份；
[0020]在改性氢氧化铝的制备方法中，向7份九水硝酸铝中加入30份水混合均匀，继续加入20份尿素混合2h得到凝胶，将凝胶分散在去离子水中并用去离子水洗涤、离心后得到改性氢氧化铝凝胶；将改性氢氧化铝凝胶超声分散在正丁醇中，接着进行共沸蒸馏处理，将体系温度升至90°C，水和正丁醇的共沸物大量蒸出，将体系温度持续升高到105°C，继续回流18min，将得到的物料加正丁醇配成浓度为8wt %的浆料，加热到76°C，加入0.8份异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯混合30min，抽滤，洗涤，将得到的物料与I份异丁基三乙氧基硅烷进行水浴搅拌32min，水浴温度为83°C，抽滤，洗涤，热风干燥得到改性氢氧化铝，热风干燥的温度为88°C，改性氢氧化铝的粒径为2-4 μ m。
[0021]实施例3