本發明涉及一種阻燃電纜料，屬于電纜材料技術領域。
背景技術：
阻燃電纜，是指不含鹵素、不含鉛鎘鉻汞等環境物質的膠料制成，燃燒時不會發出有毒煙霧的環保型電纜，適用于高層建筑、商場、劇院、發電站、化學工廠、城市廣場及其他公用事業等對電纜阻燃特性要求高的場合。電纜的無鹵低煙、低鹵低煙特性，當火災發生時，蔓延速度慢，煙濃度低，可見度高，有害氣體釋放量小，便于人員撤離。燃燒氣體的腐蝕性小，也避免了對儀器設備的損害，低鹵、無鹵的特性，使得電纜材料在耐老化和耐紫外線及其它輻照性能大大提高，從而延長電纜的使用壽命。
橡膠與塑料是制造電線電纜的絕緣和護套的主要材料。這些材料主要有兩大類，一類是含鹵材料（聚氯乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡膠、氟橡膠等）。當火災發生時，這些材料由于燃燒和熱分解，會產生大量的煙霧和有毒的酸性鹵化氫氣體，給人身、設備儀器造成二次災害，而且會給人員疏散和消防工作帶來極大的困難甚人員傷亡。另一類是無鹵材料（聚乙烯、交聯聚乙烯、聚丙烯等）。這些材料本身并不阻燃，需要添加阻燃劑才能使其成為阻燃材料。如果添加的阻燃劑是無鹵的，就得到無鹵阻燃材料。近年來我國在無鹵阻燃的開發和應用方面取得了長足進展，目前應用較多的有氫氧化鎂、氫氧化鋁、無機磷系和有機磷系等。這些阻燃劑的添加提高了無鹵材料的阻燃性能，但是由于阻燃劑與塑料的相容性較差，難以在材料中均勻分散，從而降低了其阻燃效果。因此，亟待尋找一種阻燃性能佳和抑煙效果好的阻燃電纜料。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：針對傳統阻燃電纜料在制備過程中，阻燃劑和助劑與塑料相容性較差，難以在電纜料中均勻分散，導致阻燃和抑煙效果差的問題，提供了一種阻燃電纜料。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：
一種阻燃電纜料，其特征在于：包括以下組份，各組份按重量份數計為：8～10份改性復合納米阻燃劑，3～5份穩定劑，4～6份聚乙烯蠟，0.2～0.4份抗氧化劑和80～100份聚合物樹脂。
所述的改性復合納米阻燃劑是吸附了沉淀產生的氫氧化鎂和氫氧化鋁的硬脂酸。
所述的穩定劑是由環氧改性的油酸與氫氧化鈣和氧化鋅反應得到。
所述的抗氧化劑是抗氧化劑1076、抗氧化劑1010或抗氧化劑1178中的一種。
所述的聚合物樹脂是線性低密度聚乙烯。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明首先將硬脂酸鈉分散于水中，利用硬脂酸鈉和尿素水解產生的氫氧根離子與溶液中鎂離子和鋁離子反應，緩慢結合生成氫氧化鎂與氫氧化鋁晶體，產生的晶體被硬脂酸鈉水解產生的硬脂酸吸附，水解和吸附過程同時進行，配合硬脂酸分子中長碳鏈的空間位阻，有效避免形成的晶體進一步長大及團聚，使硬脂酸與氫氧化鎂、氫氧化鋁達到均勻混合，添加至產品中，因硬脂酸成分的存在，可有效提高阻燃劑與有機高分子電纜料的相容性，所以阻燃劑可在電纜料中均勻穩定分散，在阻燃過程中，各處納米粒子可均勻受熱，形成高密度阻燃層，具有優異的阻燃和抑煙效果；
（2）本發明利用雙氧水環氧改性油酸，經分離后與氫氧化鈣和氧化鋅反應，制得作為電纜料穩定劑成分的干燥濾餅，配合抗氧化劑的使用，有效提高產品在使用過程中的穩定性，且整個配方未添加含鹵阻燃劑，在阻燃過程總不會釋放有毒的酸性鹵化物氣體，避免給人身、設備儀器造成二次災害。
具體實施方式
首先稱取10～20g硬脂酸鈉，倒入盛有150～200ml去離子水的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入數顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為60～70℃，轉速為600～800r/min條件下，恒溫攪拌混合30～40min后，向三口燒瓶中依次加入200～400ml質量分數為8～10%氯化鎂溶液，60～80ml質量分數為8～10%氯化鋁溶液；待氯化鎂溶液和氯化鋁溶液添加完畢，調節數顯測速恒溫磁力攪拌器溫度至55～60℃，攪拌轉速至300～500r/min，在恒溫攪拌狀態下，通過滴液漏斗以4～6ml/min速率向三口燒瓶中滴加400～500ml質量分數為10～12%尿素溶液，待尿素溶液滴加完畢，繼續恒溫攪拌反應2～4h；待恒溫攪拌反應結束，靜置自然冷卻至室溫，再將冷卻后的三口燒瓶中物料轉入離心機，以6800～8800r/min轉速離心分離10～15min，去除上層液，得下層沉淀物，并將所得下層沉淀物轉入真空冷凍干燥箱中，于壓力為400～500pa，溫度為-30～-20℃條件下，冷凍干燥8～12h，出料，得改性復合納米阻燃劑；依次量取100～120ml油酸，10～20ml質量分數為30%雙氧水，倒入帶攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶，于溫度為80～90℃，攪拌轉速為200～400r/min條件下，恒溫攪拌回流反應4～6h后，將四口燒瓶中物料轉入分液漏斗，靜置分層，收集上層油相；依次取60～80ml所得上層油相，100～120ml去離子水，10～20g氫氧化鈣，4～6g氧化鋅，于溫度為80～85℃，轉速為300～500r/min條件下，恒溫攪拌反應2～4h后，過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅3～5次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為70～80℃條件下干燥4～6h，得干燥濾餅；按重量份數計，依次取8～10份改性復合納米阻燃劑，3～5份所得干燥濾餅，4～6份聚乙烯蠟，0.2～0.4份抗氧化劑1076，80～100份線性低密度聚乙烯，倒入混料機中，于溫度為60～70℃，轉速為400～600r/min條件下，恒溫攪拌混合2～4h后，將混料機中物料轉入雙螺桿熔融擠出機中擠出造粒，得電纜料母粒，并將所得電纜料母粒置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，出料，即得阻燃電纜料。其中雙螺桿熔融擠出機擠出造粒工藝條件為：一區溫度120～145℃，二區溫度135～150℃，三區溫度145～165℃，四區溫度160～180℃，五區溫度170～190℃，六區溫度170～190℃，七區溫度165～185℃，機頭溫度160～175℃，螺桿轉速為300～320r/min，擠出壓力為8～10mpa。
對照例：以線性低密度聚乙烯為主要基料，再加入阻燃劑氫氧化鎂進行混合造粒，制備得到阻燃電纜料。
實例1
首先稱取20g硬脂酸鈉，倒入盛有200ml去離子水的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入數顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為70℃，轉速為800r/min條件下，恒溫攪拌混合40min后，向三口燒瓶中依次加入400ml質量分數為10%氯化鎂溶液，80ml質量分數為10%氯化鋁溶液；待氯化鎂溶液和氯化鋁溶液添加完畢，調節數顯測速恒溫磁力攪拌器溫度至60℃，攪拌轉速至500r/min，在恒溫攪拌狀態下，通過滴液漏斗以6ml/min速率向三口燒瓶中滴加500ml質量分數為12%尿素溶液，待尿素溶液滴加完畢，繼續恒溫攪拌反應4h；待恒溫攪拌反應結束，靜置自然冷卻至室溫，再將冷卻后的三口燒瓶中物料轉入離心機，以8800r/min轉速離心分離15min，去除上層液，得下層沉淀物，并將所得下層沉淀物轉入真空冷凍干燥箱中，于壓力為500pa，溫度為-20℃條件下，冷凍干燥12h，出料，得改性復合納米阻燃劑；依次量取120ml油酸，20ml質量分數為30%雙氧水，倒入帶攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶，于溫度為90℃，攪拌轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌回流反應6h后，將四口燒瓶中物料轉入分液漏斗，靜置分層，收集上層油相；依次取80ml所得上層油相，120ml去離子水，20g氫氧化鈣，6g氧化鋅，于溫度為85℃，轉速為500r/min條件下，恒溫攪拌反應4h后，過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅5次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為80℃條件下干燥6h，得干燥濾餅；按重量份數計，依次取10份改性復合納米阻燃劑，5份所得干燥濾餅，6份聚乙烯蠟，0.4份抗氧化劑1076，100份線性低密度聚乙烯，倒入混料機中，于溫度為70℃，轉速為600r/min條件下，恒溫攪拌混合4h后，將混料機中物料轉入雙螺桿熔融擠出機中擠出造粒，得電纜料母粒，并將所得電纜料母粒置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，出料，即得阻燃電纜料。其中雙螺桿熔融擠出機擠出造粒工藝條件為：一區溫度145℃，二區溫度150℃，三區溫度165℃，四區溫度180℃，五區溫度190℃，六區溫度190℃，七區溫度185℃，機頭溫度175℃，螺桿轉速為320r/min，擠出壓力為10mpa。
實例2
首先稱取10g硬脂酸鈉，倒入盛有150ml去離子水的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入數顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為60℃，轉速為600r/min條件下，恒溫攪拌混合30min后，向三口燒瓶中依次加入200ml質量分數為8%氯化鎂溶液，60ml質量分數為8%氯化鋁溶液；待氯化鎂溶液和氯化鋁溶液添加完畢，調節數顯測速恒溫磁力攪拌器溫度至55℃，攪拌轉速至300r/min，在恒溫攪拌狀態下，通過滴液漏斗以4ml/min速率向三口燒瓶中滴加400ml質量分數為10%尿素溶液，待尿素溶液滴加完畢，繼續恒溫攪拌反應2h；待恒溫攪拌反應結束，靜置自然冷卻至室溫，再將冷卻后的三口燒瓶中物料轉入離心機，以6800r/min轉速離心分離10min，去除上層液，得下層沉淀物，并將所得下層沉淀物轉入真空冷凍干燥箱中，于壓力為400pa，溫度為-30℃條件下，冷凍干燥8h，出料，得改性復合納米阻燃劑；依次量取100ml油酸，10ml質量分數為30%雙氧水，倒入帶攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶，于溫度為80℃，攪拌轉速為200r/min條件下，恒溫攪拌回流反應4h后，將四口燒瓶中物料轉入分液漏斗，靜置分層，收集上層油相；依次取60ml所得上層油相，100ml去離子水，10g氫氧化鈣，4g氧化鋅，于溫度為80℃，轉速為300r/min條件下，恒溫攪拌反應2h后，過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅3次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為70℃條件下干燥4h，得干燥濾餅；按重量份數計，依次取8份改性復合納米阻燃劑，3份所得干燥濾餅，4份聚乙烯蠟，0.2份抗氧化劑1076，80份線性低密度聚乙烯，倒入混料機中，于溫度為60℃，轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌混合2h后，將混料機中物料轉入雙螺桿熔融擠出機中擠出造粒，得電纜料母粒，并將所得電纜料母粒置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，出料，即得阻燃電纜料。其中雙螺桿熔融擠出機擠出造粒工藝條件為：一區溫度120℃，二區溫度135℃，三區溫度145℃，四區溫度160℃，五區溫度170℃，六區溫度170℃，七區溫度165℃，機頭溫度160℃，螺桿轉速為300r/min，擠出壓力為8mpa。
實例3
首先稱取15g硬脂酸鈉，倒入盛有170ml去離子水的三口燒瓶中，并將三口燒瓶移入數顯測速恒溫磁力攪拌器，于溫度為65℃，轉速為700r/min條件下，恒溫攪拌混合35min后，向三口燒瓶中依次加入300ml質量分數為9%氯化鎂溶液，70ml質量分數為9%氯化鋁溶液；待氯化鎂溶液和氯化鋁溶液添加完畢，調節數顯測速恒溫磁力攪拌器溫度至57℃，攪拌轉速至400r/min，在恒溫攪拌狀態下，通過滴液漏斗以5ml/min速率向三口燒瓶中滴加450ml質量分數為11%尿素溶液，待尿素溶液滴加完畢，繼續恒溫攪拌反應3h；待恒溫攪拌反應結束，靜置自然冷卻至室溫，再將冷卻后的三口燒瓶中物料轉入離心機，以7800r/min轉速離心分離12min，去除上層液，得下層沉淀物，并將所得下層沉淀物轉入真空冷凍干燥箱中，于壓力為450pa，溫度為-25℃條件下，冷凍干燥10h，出料，得改性復合納米阻燃劑；依次量取110ml油酸，15ml質量分數為30%雙氧水，倒入帶攪拌器和回流冷凝管的四口燒瓶，于溫度為85℃，攪拌轉速為300r/min條件下，恒溫攪拌回流反應5h后，將四口燒瓶中物料轉入分液漏斗，靜置分層，收集上層油相；依次取70ml所得上層油相，110ml去離子水，15g氫氧化鈣，5g氧化鋅，于溫度為82℃，轉速為400r/min條件下，恒溫攪拌反應3h后，過濾，得濾餅，并用去離子水洗滌濾餅4次，再將洗滌后的濾餅轉入烘箱中，于溫度為75℃條件下干燥5h，得干燥濾餅；按重量份數計，依次取9份改性復合納米阻燃劑，4份所得干燥濾餅，5份聚乙烯蠟，0.3份抗氧化劑1076，90份線性低密度聚乙烯，倒入混料機中，于溫度為65℃，轉速為500r/min條件下，恒溫攪拌混合3h后，將混料機中物料轉入雙螺桿熔融擠出機中擠出造粒，得電纜料母粒，并將所得電纜料母粒置于烘箱中，于溫度為107℃條件下干燥至恒重，出料，即得阻燃電纜料。其中雙螺桿熔融擠出機擠出造粒工藝條件為：一區溫度130℃，二區溫度140℃，三區溫度150℃，四區溫度170℃，五區溫度180℃，六區溫度180℃，七區溫度170℃，機頭溫度165℃，螺桿轉速為310r/min，擠出壓力為9mpa。
將對照例及實例1至實例3所得的阻燃電纜料進行測定，測定數據如表1。
其中拉伸強度和斷裂伸長率按照gb/t1040.3-2006進行測試；
氧指數按照gb/t2406.2-2009標準，采用hc-2型氧指數儀進行測定；
煙密度按照gb/t8823-2008標準，采用jsc-2煙密度儀進行測定。
與對照例相比，本發明制備的阻燃電纜料力學性能優異，氧指數高，阻燃性能好，同時發煙量小，煙密度低，避免給人身、設備儀器造成二次災害。