[發(fā)明專利]一種新型耐高溫低煙阻燃的復(fù)合電纜料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510517320.9
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105037895A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 荔建榮
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽吉安特種線纜制造有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L63/00;C08L23/20;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K5/06;C08K3/34;C08K3/30;C08K7/06;C08J3/22;H01B3/44;H01B7/295
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方崢

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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℃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優(yōu)點(diǎn)。

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

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。

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、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。

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80-90℃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℃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℃下塑煉8-10分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5-6小時，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℃電熱恒溫干燥箱內(nèi)熱處理6小時待用；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℃的溫度下烘干24小時，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℃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、剩余的高密度聚乙烯以及其余剩余成分放入高速混合機(jī)中，在溫度為160℃，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℃烘箱中干燥24小時即得。

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。同時反應(yīng)分解出SbBr₃，能較長時間停留在燃燒區(qū)域，具有稀釋和隔離作用，進(jìn)一步提高阻燃性能。