高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，由包括MAH-g-EVA、MAH-g-PE、PS、聚吡咙改性氧化石墨烯、2，2’-双(4-羧基苯氧基)联苯基-4，4’-二胺和氨基封端聚苯并咪唑预聚物的原料制备而成。本发明专利技术还公开了所述高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电缆绝缘材料
，更具体地，本专利技术涉及一种高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，电缆绝缘材料的需求量越来越大，特别是具有优异的综合性能且节能环保的电缆料需求量与日俱增。现有技术中，广泛使用聚氯乙烯作为电缆绝缘材料，但是其含有卤素，在燃烧时会释放大量有毒气体和烟雾，易污染环境并且引起人的窒息死亡。聚烯烃材料不含卤素，符合节能和绿色环保的要求，非常适合作为电缆绝缘材料使用。但是，普通的聚烯烃材料在阻燃性、耐磨性以及耐候性上尚有不足，因而现有技术中，一般加入无机阻燃剂或无机耐磨剂来改善其性能，但是无机材料与高分子材料存在相容的问题，容易团聚，而且还会造成材料力学性能的下降，很难获得综合性能优异的绝缘材料。因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，以获得综合性能优异的聚烯烃电缆绝缘材料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，由包括以下重量份的原料制备而成：100重量份的MAH-g-EVA；30～60重量份的MAH-g-PE；5～15重量份的PS；10～20重量份的聚吡咙改性氧化石墨烯；1～5重量份的2，2’-双(4-羧基苯氧基)联苯基-4，4’-二胺；和1～5重量份的氨基封端聚苯并咪唑预聚物。在一种实施方式中，所述聚吡咙改性氧化石墨烯由包含环氧型硅烷偶联剂、氨基封端聚吡咙预聚物以及氧化石墨烯的原料制备得到。在一种实施方式中，所述氨基封端聚吡咙预聚物由四酸以及四胺按摩尔比(0.5～0.98)：1制备得到。在一种实施方式中，用于制备所述氨基封端聚吡咙预聚物的四酸选自下述至少一种：在一种实施方式中，用于制备所述氨基封端聚吡咙预聚物的四胺选自下述至少一种：在一种实施方式中，所述氨基封端聚苯并咪唑预聚物由四胺和二酸按摩尔比1：(0.8～0.98)制备得到。在一种实施方式中，用于制备所述氨基封端聚苯并咪唑预聚物的四胺选自3，3’-二氨基联苯胺、3，3’，4，4’-四氨基二苯醚、3，3’，4，4’-四氨基二苯砜、3，3’，4，4’-四氨基二苯甲酮、l，2，4，5-四氨基苯、1，2，5，6-四氨基萘中的任意一种或多种。在一种实施方式中，用于制备所述氨基封端聚苯并咪唑预聚物的二酸选自己二酸、戊二酸、庚二酸、癸二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2，2’-联苯二甲酸以及4，4’-联苯二甲酸中的任意一种或多种。本专利技术的另一方面提供一种高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述的原料，按重量份混合后，于130℃～160℃经双螺杆挤出造粒；(2)将步骤(1)所得的产物，于170℃～200℃真空注塑到模具中，并在真空条件下，保持该温度0.5～20小时后，再冷却固化得到绝缘材料。在一种优选地实施方式中，所述高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料的制备方法，还包括：将所述步骤(2)得到的绝缘材料浸泡在多聚磷酸中，于120～180℃下保持3～8小时后，用去离子水洗至中性并真空干燥得到进一步交联的绝缘材料。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。具体实施方式参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本专利技术不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。本专利技术的一个方面提供一种高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，由包括以下重量份的原料制备而成：100重量份的MAH-g-EVA；30～60重量份的MAH-g-PE；5～15重量份的PS；10～20重量份的聚吡咙改性氧化石墨烯；1～5重量份的2，2’-双(4-羧基苯氧基)联苯基-4，4’-二胺；和1～5重量份的氨基封端聚苯并咪唑预聚物。MAH-g-EVA本申请中的马来酸酐改性醋酸乙烯酯共聚物(MAH-g-EVA)并无特别限定，可以为市售的或实验合成的，例如可以采用溶液接枝和熔融接枝两种方法合成。在一种实施方式中，所述MAH-g-SEBS中，马来酸酐的接枝率为1％～3％；优选地，所述MAH-g-SEBS中，马来酸酐的接枝率为2％。MAH-g-PE本申请中的马来酸酐改性聚乙烯(MAH-g-PE)也无特别限定，可以为市售的或实验合成的，例如可以采用溶液接枝和熔融接枝两种方法得到。在一种实施方式中，所述MAH-g-PE中，马来酸酐的接枝率为1％～5％；优选地，所述MAH-g-PE中，马来酸酐的接枝率为3％。PS本申请中的聚苯乙烯PS无任何限定，可以为市售的商业化产品。聚苯乙烯的加入可以在一定程度上提高聚烯烃的刚性和强度，并且通过苯环的引入可以提供较多的交联点，提高电缆材料的交联密度，从而提供了本专利技术的有益技术效果。聚吡咙改性氧化石墨烯本申请中的聚吡咙改性氧化石墨烯是指用聚吡咙预聚物对氧化石墨烯进行接枝改性处理，包括使用单组分的聚吡咙改性氧化石墨烯或使用其他组分与聚吡咙配合改性氧化石墨烯。在一种实施方式中，所述聚吡咙改性氧化石墨烯由包含氨基封端聚吡咙预聚物、环氧硅烷偶联剂以及氧化石墨烯的原料制备得到；优选地，所述氨基封端聚吡咙预聚物由四酸以及四胺按摩尔比(0.5～0.98)：1制备得到；更优选地，四酸以及四胺的摩尔比为0.95:1。所述聚吡咙改性氧化石墨烯可采用如下合成方法：(1)环氧硅烷改性聚吡咙预聚物的制备称量一定质量的多聚磷酸于三颈烧瓶中，连接气体入口、干燥管、气体出口和机械搅拌器，通入惰性气体，3-5min后加入1摩尔的四胺，所述多聚磷酸与四胺的比例为180g/l0mmol，当四胺均匀地分散溶解在多聚磷酸中后，加入0.5～0.98摩尔的四酸，之后加入五氧化二磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，由包括以下重量份的原料制备而成：100重量份的MAH‑g‑EVA；30～60重量份的MAH‑g‑PE；5～15重量份的PS；10～20重量份的聚吡咙改性氧化石墨烯；1～5重量份的2，2’‑双(4‑羧基苯氧基)联苯基‑4，4’‑二胺；和1～5重量份的氨基封端聚苯并咪唑预聚物。

【技术特征摘要】
1.高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，由包括以下重量份的原料
制备而成：
100重量份的MAH-g-EVA；
30～60重量份的MAH-g-PE；
5～15重量份的PS；
10～20重量份的聚吡咙改性氧化石墨烯；
1～5重量份的2，2’-双(4-羧基苯氧基)联苯基-4，4’-二胺；和
1～5重量份的氨基封端聚苯并咪唑预聚物。
2.如权利要求1所述的高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，其中，
所述聚吡咙改性氧化石墨烯由包含环氧型硅烷偶联剂、氨基封端聚吡咙预聚物以
及氧化石墨烯的原料制备得到。
3.如权利要求2所述的高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，其中，
所述氨基封端聚吡咙预聚物由四酸以及四胺按摩尔比(0.5～0.98)：1制备
得到。
4.如权利要求3所述的高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，其中，
用于制备所述氨基封端聚吡咙预聚物的四酸选自下述至少一种：
5.如权利要求3所述的高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，其中，
用于制备所述氨基封端聚吡咙预聚物的四胺选自下述至少一种：
6.如利要求1所述的高阻燃高耐磨无卤交联聚烯烃电缆绝缘材料，其中，
所述氨基封端聚苯并咪唑预聚物由四胺和二酸按摩尔比为1：(0.8～0.98)制备得
到。
7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔增波，崔曾涛，
申请(专利权)人：廊坊崔氏电缆材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13