一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是一種用途非常廣泛的通用塑料，根據添加增塑劑的量不同，可以制成硬質、半硬質和軟質制品，還可以與其他聚合物共混進行改性，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，而在中國其消費量已經升至第一位。聚氯乙烯本身也是本質阻燃材料，其氧指數很高，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。隨著環保要求的提高，DOP等鄰苯類增塑劑已經被禁止，所以說就要進一步發揮聚乙烯電纜料的各項優點。
[0003]聚乙烯(PE)是目前產量最大的通用塑料之一，具有耐化學腐蝕性、質輕、電絕緣性、無毒、易加工、價格低廉等特點，廣泛應用于電器、化工、包裝、食品、交通、建筑等行業。然而PE的氧指數只有17.5%，屬于易燃材料，因此需要對其進行阻燃改性處理以擴大其應用范圍。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度等，目前高壓直流電纜一般采用傳統方法來改性聚乙烯絕緣料。其中共混技術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構的微觀界面，甚至出現向材料表面滲透和分離現象，影響共混物的其他介電性能，如共混可能會導致介電強度降低。因此，最好的方法是使用兩種化學結構相似、相容性好的組分來進行共混，從而消除兩種材料的微觀界面的不良影響。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯89-91、聚烯烴彈性體9-11、十溴聯苯醚15-17、三氧化二銻7_9、茂金屬聚乙烯2_3、納米氣氧化儀2-3、環己燒4-5、Y -氣丙基二乙氧基娃燒0.2-0.3、—■甲基娃油2-3、促進劑TMTD0.6-0.8、雙十四碳醇酯2-3、氯化石蠟3_4、氧化鋅3_5、鈣鋅穩定劑1_2。
[0006]所述一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，由以下具體步驟制成:
(I)將十溴聯苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，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，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，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中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將聚烯烴彈性體加熱至熔融狀態，加入氯化石蠟、氧化鋅、鈣鋅穩定劑，攪拌捏合
15-20分鐘，送入雙螺桿擠出機造粒，冷卻后得到混合物料；
(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中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
[0007]本發明的優點是:本發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度以及綜合性能。添加十溴聯苯醚與三氧化二銻，協同作用，減少了可燃氣體的生成量，改變了聚合物的分解模式，使材料的熱穩定性得到了提高。同時反應分解出SbBr3，能較長時間停留在燃燒區域，具有稀釋和隔離作用，進一步提高阻燃性能。
[0008]本發明配方合理，采用高密度聚乙烯與聚烯烴彈性體復配，提高了材料的拉線速度以及絕緣性能，生產的材料的流動性能好，容易塑化，而且不含不符合環保要求的物質，不會對環境造成污染，同時具有高效的低煙阻燃性，以較強的抗擊穿性能，綜合性能優異。
【具體實施方式】
[0009]—種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制成:高密度聚乙烯89、聚烯烴彈性體9、十溴聯苯醚15、三氧化二銻7、茂金屬聚乙烯2、納米氫氧化鎂2、環己烷4、γ氨丙基三乙氧基硅烷0.2、二甲基硅油2、促進劑TMTD0.6、雙十四碳醇酯
2、氯化石蠟3、氧化鋅3、鈣鋅穩定劑I。
[0010]所述一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，由以下具體步驟制成:
(1)將十溴聯苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，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中，90°C下混合10分鐘，最后將混合好的物料置于開煉機中，在145°C下塑煉8分鐘出片，粉碎后放入烘箱中干燥5小時，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，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中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料；
(3)將聚烯烴彈性體加熱至熔融狀態，加入氯化石蠟、氧化鋅、鈣鋅穩定劑，攪拌捏合15分鐘，送入雙螺桿擠出機造粒，冷卻后得到混合物料；
(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中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
[0011]將本發明電纜料應用于電纜的生產，電纜產品經檢測，達到的指標如下:抗張強度彡16MPa，斷裂伸張率彡280%，斷裂伸長率變化率為17.0%，氧指數彡28%，介電強度彡 30MV/m。
【主權項】
1.一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯89-91、聚烯烴彈性體9-11、十溴聯苯醚15-17、三氧化二銻7-9、茂金屬聚乙稀2-3、納米氣氧化儀2-3、環己燒4-5、Y -氣丙基二乙氧基娃燒0.2-0.3、一■甲基娃油2-3、促進劑TMTD0.6-0.8、雙十四碳醇酯2-3、氯化石蠟3_4、氧化鋅3_5、鈣鋅穩定劑1_2。2.根據權利要求1所述一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將十溴聯苯醚、三氧化二銻加入到高速混合機中，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，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，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中，以140°C的溫度混料30分鐘，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，制成抗擊穿改性母料； (3)將聚烯烴彈性體加熱至熔融狀態，加入氯化石蠟、氧化鋅、鈣鋅穩定劑，攪拌捏合15-20分鐘，送入雙螺桿擠出機造粒，冷卻后得到混合物料； (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中，在溫度為160°C，500轉/分的速度下混合15分鐘，再以2000轉/分的速度混合10分鐘下料，然后放入雙螺桿擠出機擠出造粒，最后將粒料在80°C烘箱中干燥24小時即得。
【專利摘要】本發明公開了一種絕緣性能優異的復合型高阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯89-91、聚烯烴彈性體9-11、十溴聯苯醚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、環己烷4-5、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3、二甲基硅油2-3、促進劑TMTD0.6-0.8、雙十四碳醇酯2-3、氯化石蠟3-4、氧化鋅3-5、鈣鋅穩定劑1-2。本發明配方合理，采用高密度聚乙烯與聚烯烴彈性體復配，提高了材料的拉線速度以及絕緣性能，生產的材料的流動性能好，容易塑化，而且不含不符合環保要求的物質，不會對環境造成污染，同時具有高效的低煙阻燃性，以較強的抗擊穿性能，綜合性能優異。
【IPC分類】C08K9/06, C08K13/06, H01B3/44, C08K5/06, C08L23/00, C08K3/22, C08J3/22, C08L23/06, C08L91/06, C08L83/04
【公開號】CN105175852
【申請號】
【發明人】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12月23日
【申請日】2015年8月21日