一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電纜料領域，尤其涉及一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來，隨著經濟的發展，特別是電力、電子及信息化等行業的迅速發展，使得與之配套的阻燃電線電纜用量劇增，由于人們對線纜的環保、安全要求越來越高，傳統的PVC護套材料雖然阻燃性好、價格低廉、容易加工，但由于其燃燒時會放出大量的鹵化氫氣體和濃煙，造成火災的“二次危害”，對人體健康和環境損害很大。當今人們越來越重視環保，特別是應用在地鐵、船舶、建筑、家用電器等對環保要求高的環境，低煙無鹵護套料的電線電纜得到了廣泛的應用，并有愈演愈烈之勢。
[0003]目前市場上提供的低煙無鹵阻燃護套材料通常采用乙烯醋酸乙烯共聚物體系中添加大量無機氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃體系，由于無機阻燃劑的粉體含量通常達到50%-70%之間，這就要求基體材料與粉體有很好的包容性，乙烯醋酸乙烯共聚物是一種較為理想的材料，為廣泛使用。但由于乙烯醋酸乙烯共聚物材料的機械強度、硬度較低，造成材料的機械強度低，耐磨性差，導致電纜在安裝敷設過程中電纜表層護套破損，尤其是大截面電纜情況更為嚴重，一旦電纜護層破裂有可能造成電網系統的不穩定，電纜本體會受到各種侵害，不能有效保護電纜的有效運行；而且現有的低煙無鹵阻燃護套材料粘結性不好，影響電纜的有效使用。
[0004]目前低煙無鹵阻燃護套材料存在的主要問題有易劃傷、腐蝕、磨損、折斷、擠出加工困難，易開裂、易熱變形、老化等問題，需要改進工藝和材料，來提高電纜料的性能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，該電纜料具有較高的抗拉強度和抗開裂性能
本發明的技術方案如下:
一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，其特征在于由下列重量份的原料制成:有機蒙脫土 2.2-2.5、縮合磷酸酯1-1.5、納米硼纖維2-2.5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3_4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯聚乙‘烯 50-55 ο
[0006]所述的納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產方法，其特征在于:
(I)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成ll-12wt%的溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液；
(2)于暗室內將相對于聚丙稀腈含量14-16wt%的異丙基硫雜蒽酮和14-16wt%的甲基丙烯酸甲酯加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、有機蒙脫土，攪拌均勻，靜置20-30分鐘，再加入縮合磷酸酯、納米硼纖維、氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散4-5分鐘，得到紡絲液；
(3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進行靜電紡絲，干燥，與有機硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維；
(4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機中混合，在110-120°C下混合均勻，再經造粒即得。
[0007]本發明的有益效果
本發明電纜料通過使用納米硼纖維，大大提高了電纜料的抗拉強度和抗開裂性能；通過使用有機蒙脫土、縮合磷酸酯，使得電纜料阻燃性好，防止火災，增加了建筑電纜的安全性；本發明工藝解決了無機填料因分散不均而聚集成團的現象，使得填料分布均勻且被包覆在基體樹脂中，利于填料與基體樹脂的界面結合，而且形成的纖維極大提高了電纜料的耐磨性和韌性。
【具體實施方式】
[0008]一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制成:有機蒙脫土 2.3、縮合磷酸酯1.3、納米硼纖維2.3、氫氧化鎂23、氫氧化鋁23、聚丙烯腈
9.5、聚乳酸6.5、聚氧化乙烯3.5、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯聚乙烯53。
[0009]所述的納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產方法，其特征在于:
(1)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成12wt%的溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成12wt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成12wt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液；
(2)于暗室內將相對于聚丙烯腈含量15wt%的異丙基硫雜蒽酮和15wt%的甲基丙烯酸甲酯加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、有機蒙脫土，攪拌均勻，靜置25分鐘，再加入縮合磷酸酯、納米硼纖維、氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散4分鐘，得到紡絲液；
(3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進行靜電紡絲，干燥，與有機硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維；
(4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機中混合，在115°C下混合均勻，再經造粒即得。
[0010]實驗數據:
將該實施例的電纜料在平板硫化機上熱壓成片，制成厚度I mm的啞鈴型試樣用于力學性能測試，還有厚度3 mm的試樣用于氧指數測試，結測試結果為拉伸強度為19 MPa，斷裂伸長率為226%，氧指數為37、電氣強度> 35MV/ m，碳殘量為10%。
【主權項】
1.一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，其特征在于由下列重量份的原料制成:有機蒙脫土 2.2-2.5、縮合磷酸酯1-1.5、納米硼纖維2-2.5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3_4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯聚乙烯50-55。
2.根據權利要求1所述的納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產方法，其特征在于: (1)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成ll_12wt%的溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液； (2)于暗室內將相對于聚丙稀腈含量14-16wt%的異丙基硫雜蒽酮和14-16wt%的甲基丙烯酸甲酯加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、有機蒙脫土，攪拌均勻，靜置20-30分鐘，再加入縮合磷酸酯、納米硼纖維、氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散4-5分鐘，得到紡絲液； (3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進行靜電紡絲，干燥，與有機硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維； (4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機中混合，在110-120°C下混合均勻，再經造粒即得。
【專利摘要】一種納米硼纖維增強建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成：有機蒙脫土2.2-2.5、縮合磷酸酯1-1.5、納米硼纖維2-2.5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3-4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯聚乙烯50-55。本發明電纜料通過使用納米硼纖維，大大提高了電纜料的抗拉強度和抗開裂性能；通過使用有機蒙脫土、縮合磷酸酯，使得電纜料阻燃性好，防止火災，增加了建筑電纜的安全性；本發明工藝解決了無機填料因分散不均而聚集成團的現象，極大提高了電纜料的耐磨性和韌性。
【IPC分類】C08K7-06, C08L33-20, C08K3-34, H01B3-44, C08K13-06, C08L67-04, C08L23-26, C08K3-22, C08L71-02, C08K5-521
【公開號】CN104788832
【申請號】CN201510165739
【發明人】梅家讓
【申請人】安徽省賽華電纜有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月9日