一種加工性能優異的阻燃電纜料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種加工性能優異的阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成：高密度聚乙烯88?90、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、鈣鋅穩定劑3?4、N330炭黑10?12、辛基三乙氧基硅烷1.2?1.5、液體石蠟3?4、低密度聚乙烯11?13、超細硫酸鋇6?8、硅酮粉1?2、聚乙烯醇0.8?1、二硫化鉬4?6。本發明添加辛基三乙氧基硅烷、液體石蠟、硅酮粉等一系列的成分，配合適量阻燃劑的添加，協同作用，使得物料加工性能優異，而且制品均勻、致密，具較好的柔軟性，同時阻燃性能優異，力學性能佳。
【專利說明】
一種加工性能優異的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，尤其涉及一種加工性能優異的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，同時還要保證阻燃填料的填充量適中，從而保證良好的加工性能。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，提供一種加工性能優異的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:
一種加工性能優異的阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯88-90、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、鈣鋅穩定劑3-4、Ν330炭黑10-12、辛基三乙氧基硅烷1.2-1.5、液體石蠟3-4、低密度聚乙烯11-13、超細硫酸鋇6-8、硅酮粉1-2、聚乙烯醇0.8-1、二硫化鉬4-
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[0006]所述一種加工性能優異的阻燃電纜料，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，SP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T -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600C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 0C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)將超細硫酸鋇、二硫化鉬放入烘箱中以80°C的溫度加熱60分鐘，然后與硅酮粉、聚乙烯醇混合后放入捏合機中捏合20分鐘，擠出備用;將N330炭黑與液體石蠟混合，以200轉/分的速度攪拌30分鐘，精細研磨分散10分鐘后與上述捏合后的物料混合，放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，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]本發明添加辛基三乙氧基硅烷、液體石蠟、硅酮粉等一系列的成分，配合添加適量的阻燃劑，協同作用，使得物料加工性能優異，擠出量并沒有因潤滑過度而下降，而且制品均勻、致密，具較好的柔軟性，同時阻燃性能優異，力學性能佳。
【具體實施方式】
[0009]—種加工性能優異的阻燃電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制成:高密度聚乙烯88、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、鈣鋅穩定劑3、Ν330炭黑10、辛基三乙氧基硅烷1.2、液體石蠟3、低密度聚乙烯11、超細硫酸鋇6、硅酮粉1、聚乙烯醇0.8、二硫化鉬4。
[0010]所述一種加工性能優異的阻燃電纜料，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T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600C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 0C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)將超細硫酸鋇、二硫化鉬放入烘箱中以80°C的溫度加熱60分鐘，然后與硅酮粉、聚乙烯醇混合后放入捏合機中捏合20分鐘，擠出備用;將N330炭黑與液體石蠟混合，以200轉/分的速度攪拌30分鐘，精細研磨分散10分鐘后與上述捏合后的物料混合，放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，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
>16MPa，斷裂伸張率2 280%，斷裂伸長率變化率為16.9%，氧指數2 28%，介電強度230MV/m。
【主權項】
1.一種加工性能優異的阻燃電纜料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯88-90、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、鈣鋅穩定劑3-4、N330炭黑10-12、辛基三乙氧基硅烷1.2-1.5、液體石蠟3-4、低密度聚乙烯11-13、超細硫酸鋇6-8、硅酮粉1-2、聚乙烯醇0.8-1、二硫化鉬4-6。2.根據權利要求1所述一種加工性能優異的阻燃電纜料，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，SP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T -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600C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)將超細硫酸鋇、二硫化鉬放入烘箱中以80°C的溫度加熱60分鐘，然后與硅酮粉、聚乙烯醇混合后放入捏合機中捏合20分鐘，擠出備用;將N330炭黑與液體石蠟混合，以200轉/分的速度攪拌30分鐘，精細研磨分散10分鐘后與上述捏合后的物料混合，放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，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。
【文檔編號】H01B3/44GK105860189SQ201610225935
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】駱垠旭, 瞿慶廣, 王漢才, 高德明, 李登軍, 汪洋
【申請人】安徽埃克森科技集團有限公司