一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是一種用途非常廣泛的通用塑料，根據(jù)添加增塑劑的量不同，可以制成硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)制品，還可以與其他聚合物共混進(jìn)行改性，做成種類繁多、性能各異的制品，用量非常大，是世界五大通用塑料之一。在全球范圍內(nèi)PVC樹脂的需求量和聚乙烯、聚丙烯位列前三位，而在中國其消費(fèi)量已經(jīng)升至第一位。聚氯乙烯本身也是本質(zhì)阻燃材料，其氧指數(shù)很高，阻燃效果很好，但純的PVC是剛性鏈段，在90°C以上就開始分解，加工就必須加入增塑劑，增塑劑都是易燃物，所以軟質(zhì)PVC須加入阻燃劑才有阻燃效果。而且聚氯乙烯在燃燒時(shí)會產(chǎn)生氯化氫氣體，具有很大的毒性和腐蝕性，且濃煙較多。隨著環(huán)保要求的提高，DOP等鄰苯類增塑劑已經(jīng)被禁止，所以說就要進(jìn)一步發(fā)揮聚乙烯電纜料的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
[0003]聚乙烯(PE)是目前產(chǎn)量最大的通用塑料之一，具有耐化學(xué)腐蝕性、質(zhì)輕、電絕緣性、無毒、易加工、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電器、化工、包裝、食品、交通、建筑等行業(yè)。然而PE的氧指數(shù)只有17.5%，屬于易燃材料，因此需要對其進(jìn)行阻燃改性處理以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，同時(shí)需要解決阻燃劑的添加造成的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率大幅下降，耐溫等級低等缺點(diǎn)。還有為了提高聚乙烯電纜料的介電特性，如空間電荷集聚、體積電阻率和擊穿強(qiáng)度等，目前高壓直流電纜一般采用傳統(tǒng)方法來改性聚乙烯絕緣料。其中共混技術(shù)是提高聚乙烯介電性能使用最多的一種方法，但是不同組分的共混會形成兩相結(jié)構(gòu)的微觀界面，甚至出現(xiàn)向材料表面滲透和分離現(xiàn)象，影響共混物的其他介電性能，如共混可能會導(dǎo)致介電強(qiáng)度降低。因此，最好的方法是使用兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)相似、相容性好的組分來進(jìn)行共混，從而消除兩種材料的微觀界面的不良影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯90-92、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2_3、納米氫氧化鎂2_3、環(huán)己烷4-5、Y -氣丙基二乙氧基娃燒0.2-0.3、環(huán)氧樹脂月父6-8、聚4-甲基-1-戊稀10-12、碳化娃7-9、粘土 3-5、三鹽基硫酸鉛2-3、吐溫802-3、碳纖維5_6、水適量。
[0006]所述一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，由以下具體步驟制成:
(I)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機(jī)中，在80-90°C下混合15-20分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機(jī)中，90-100°C下混合10-15分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機(jī)中，在145°C下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時(shí)，即得到阻燃母料；
(2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時(shí)待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時(shí)，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機(jī)中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將碳纖維放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末，與粘土、碳化硅混合均勻，將吐溫80溶于10倍量的水中，然后與混合粉末混合均勻，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘后，繼續(xù)加入環(huán)氧樹脂膠，提升轉(zhuǎn)速至500轉(zhuǎn)/分，攪拌20分鐘后，得到糊狀物，將糊狀物中的水分蒸發(fā)，得到混合物料；
(4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機(jī)中，在溫度為160°C，500轉(zhuǎn)/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時(shí)即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過配方與工藝的改性，添加納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯等成分，這些成分的引入顯著地減少了空間電荷的注入和聚集，改善了空間電荷特性，提高了直流擊穿電場強(qiáng)度，同時(shí)由于含有少量的茂金屬聚乙烯，提高了電纜料的拉伸強(qiáng)度以及綜合性能。添加十溴聯(lián)苯醚與三氧化二銻，協(xié)同作用，減少了可燃?xì)怏w的生成量，改變了聚合物的分解模式，使材料的熱穩(wěn)定性得到了提高。同時(shí)反應(yīng)分解出SbBr3，能較長時(shí)間停留在燃燒區(qū)域，具有稀釋和隔離作用，進(jìn)一步提高阻燃性能。
[0008]本發(fā)明通過一系列的工藝步驟，將碳纖維、粘土等與環(huán)氧樹脂膠相容后加入到基料高密度聚乙烯中，能夠提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，且質(zhì)輕；添加環(huán)氧樹脂膠與聚4-甲基-1-戊烯復(fù)配，能夠提尚耐熱等級，而且能夠提尚廣品的耐化學(xué)性能。本發(fā)明耐尚溫、低煙阻燃、抗擊穿，可制造車用電纜等。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制成:高密度聚乙烯90、十溴聯(lián)苯醚15、三氧化二銻7、茂金屬聚乙烯2、納米氫氧化鎂2、環(huán)己烷4、γ氨丙基三乙氧基硅烷0.2、環(huán)氧樹脂膠6、聚4甲基戊烯10、碳化硅7、粘土 3、三鹽基硫酸鉛2、吐溫802、碳纖維5、水適量。
[0010]所述一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，由以下具體步驟制成:
(1)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機(jī)中，在80°C下混合15分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機(jī)中，90°C下混合10分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機(jī)中，在145°C下塑煉8分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5小時(shí)，即得到阻燃母料；
(2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時(shí)待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時(shí)，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機(jī)中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將碳纖維放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末，與粘土、碳化硅混合均勻，將吐溫80溶于10倍量的水中，然后與混合粉末混合均勻，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘后，繼續(xù)加入環(huán)氧樹脂膠，提升轉(zhuǎn)速至500轉(zhuǎn)/分，攪拌20分鐘后，得到糊狀物，將糊狀物中的水分蒸發(fā)，得到混合物料；
(4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機(jī)中，在溫度為160°C，500轉(zhuǎn)/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時(shí)即得。
[0011]將本發(fā)明電纜料應(yīng)用于電纜的生產(chǎn)，電纜產(chǎn)品經(jīng)檢測，達(dá)到的指標(biāo)如下:抗張強(qiáng)度彡16MPa，斷裂伸張率彡280%，斷裂伸長率變化率為15.35%，氧指數(shù)彡28%，介電強(qiáng)度彡 30MV/m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯90-92、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2_3、納米氫氧化鎂2-3、環(huán)己燒4-5、Y -氣丙基二乙氧基娃燒0.2-0.3、環(huán)氧樹脂月父6-8、聚4-甲基-1-戊稀10-12、碳化硅7-9、粘土 3-5、三鹽基硫酸鉛2-3、吐溫802-3、碳纖維5_6、水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將十溴聯(lián)苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機(jī)中，在80-90°C下混合15-20分鐘，然后將一半量的高密度聚乙烯加入到高速混合機(jī)中，90-100°C下混合10-15分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機(jī)中，在145°C下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時(shí)，即得到阻燃母料； (2)將納米氫氧化鋁與茂金屬聚乙烯分別放在80°C電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時(shí)待用；將干燥后的納米氫氧化鋁超聲分散于環(huán)己烷中，形成懸浮液，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散20分鐘后將懸浮液倒入器皿中，放入烘箱中，在60°C的溫度下烘干24小時(shí)，得到表面改性的納米粉；干燥后的茂金屬聚乙烯與表面改性的納米粉放入混料機(jī)中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料； (3)將碳纖維放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末，與粘土、碳化硅混合均勻，將吐溫80溶于10倍量的水中，然后與混合粉末混合均勻，以200轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30分鐘后，繼續(xù)加入環(huán)氧樹脂膠，提升轉(zhuǎn)速至500轉(zhuǎn)/分，攪拌20分鐘后，得到糊狀物，將糊狀物中的水分蒸發(fā)，得到混合物料； (4)將阻燃母料、抗擊穿改性母料、混合物料、剩余的高密度聚乙稀以及其余剩余成分放入高速混合機(jī)中，在溫度為160°C，500轉(zhuǎn)/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉(zhuǎn)/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時(shí)即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯90-92、十溴聯(lián)苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙烯2-3、納米氫氧化鎂2-3、環(huán)己烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、環(huán)氧樹脂膠6-8、聚4-甲基-1-戊烯10-12、碳化硅7-9、粘土3-5、三鹽基硫酸鉛2-3、吐溫802-3、碳纖維5-6、水適量。本發(fā)明通過一系列的工藝步驟，將碳纖維、粘土等與環(huán)氧樹脂膠相容后加入到基料高密度聚乙烯中，能夠提高產(chǎn)品的強(qiáng)度，且質(zhì)輕；添加環(huán)氧樹脂膠與聚4-甲基-1-戊烯復(fù)配，能夠提高耐熱等級。本發(fā)明耐高溫、低煙阻燃、抗擊穿，可制造車用電纜等。
【IPC分類】C08K3/22, C08K9/06, C08K7/06, C08K5/06, C08K3/30, C08K13/06, C08L23/20, H01B3/44, C08L23/06, C08J3/22, C08K3/34, H01B7/295, C08L63/00
【公開號】CN105037895
【申請?zhí)枴緾N201510517320
【發(fā)明人】荔建榮
【申請人】安徽吉安特種線纜制造有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月21日