一种耐高温阻燃电缆料的制备方法技术

本发明专利技术属于阻燃电缆领域，特别涉及了一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)复合材料的制备：将去离子水、氮化钛和有机溶剂混合后，混合球磨，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，在1250‑1350℃下烧结70‑80min，接着在1400‑1550℃下烧结45‑65min，粉碎后得到复合材料；(2)基体材料的制备；(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150‑250W的红外线照射10‑15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100‑300kGy的辐射量辐射15‑30s，得到耐高温阻燃电缆料。本发明专利技术制备的耐高温阻燃电缆料耐高温且力学性能优异，阻燃效果良好，具有广泛的市场推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温阻燃电缆料的制备方法
本专利技术涉及阻燃电缆料领域，特别涉及一种耐高温阻燃电缆料的制备方法。
技术介绍
电线电缆是电力事业的重要器材。在工业、农业和商业发展过程中都离不开电缆对于数据的传输，但是在电缆实际应用的过程中，由于外界因素的影响和电缆自身的原因有可能会引发电缆着火情况，而一旦电缆发生火灾，其就会顺着电缆线蔓延到周围易燃物体上，且火势一旦蔓延，着火速度非常快，在燃烧过程中由于电缆外部材料在燃烧后会释放有毒气体和浓烟，因此不仅会造成人员设备的损失，还可能会引发环境污染情况。因此,电线电缆的阻燃防火技术已成为近年来消防技术上的一项重要研究课题。采用具有阻燃性质的电缆料作为阻止电缆着火延燃是一种很好的阻燃手段。对于阻燃电缆料，研究最多的就是以热塑性或交联的树脂为基材，如含氯或含氟的树脂、特别是聚氯乙烯，聚烯烃树脂如聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯共聚物等。有些高分子材料自身的氧指数较高，属于本质阻燃材料。聚乙烯由于具有廉价、力学性能优异以及电绝缘性好等特点，在电线电缆绝缘材料中长期应用。但是聚乙烯极易燃烧，且长期使用温度不超过90℃，在许多场合限制了它的应用。所有人们用了许多方法来改善它的耐高温性，包括用接枝、加入高性能的抗氧剂和加入热稳定性更高的材料来共混改性，其中用三元乙丙橡胶共混改性的最为普遍，交联后使用温度可达到125℃，而现在开发的交联聚烯烃材料一般耐温等级均为90-135℃，这些产品在通常情况下使用已足够，但在某些行业，如航空、航天、建筑、汽车和核电等行业，需要使用耐温在135℃以上的材料。因此，研究一种在高温度下具有优良的物理机械性能和优异的阻燃性能的电缆料具有广大的市场推广价值。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，本专利技术通过在电缆料中引入复合材料、阻燃剂和抗氧化剂等助剂，再经过辐射交联，形成网络结构，可以明显改善物料的流动性，在提高物料的拉伸强度和断裂伸长率，提高物料的耐高温性能的同时，提升电缆料的阻燃性能。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)复合材料的制备：按重量份数计，将100-120份去离子水、30-50份氮化钛和10-20份有机溶剂混合后，以150-200r/min的搅拌速度混合球磨24-36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100-120r/min的速度球磨4-6h，加入20-35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250-1350℃下烧结70-80min，接着在1400-1550℃下烧结45-65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；(2)基体材料的制备：按重量份数计，将10-25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10-12h后，取出三元乙丙橡胶，与20-35份复合材料、5-10份阻燃剂、2-4份分散剂、3-7份二叔丁基过氧化物、2-5份水杨酸双酚A酯和120-150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110-120℃，120-160r/min的搅拌速度共混15-25min后挤出，得到基体材料；(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150-250W的红外线照射10-15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100-300kGy的辐射量辐射15-30s，得到耐高温阻燃电缆料。在本专利技术中，作为进一步说明，步骤(2)所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将3-6份氯化镁、40-50份镁掺杂介孔分子筛和150-200份去离子水放入反应器中，加热至80-90℃，加入1-3份钛酸酯类偶联剂和10-20份质量分数为15-20％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应6-10h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。在本专利技术中，作为进一步说明，所述的镁掺杂介孔分子筛由下述方法制备：按重量份数计，将2-5份十六烷基三甲基溴化铵溶于500-700份去离子水中，加入8-12份质量分数为25-35％的氢氧化钠溶液，升温至70-85℃后,先滴加4-6份质量分数为15-25％的氯化镁溶液，搅拌10-15min后滴加10-15份四丙氧基硅烷，在80-85℃下以200-400r/min的速度搅拌反应2-4h，密封熟化18-25h后，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以500-600℃焙烧5-7h，得到镁掺杂介孔分子筛。在本专利技术中，作为进一步说明，所述的密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行；所述的密封熟化的温度为110-120℃。在本专利技术中，作为进一步说明，步骤(1)所述的有机溶剂由按重量比为10：5-17：3-8的质量分数为40-50％的乙醇溶液、质量分数为15-20％的四氯化碳溶液和质量分数为10-15％的丙酮溶液混合而成。在本专利技术中，作为进一步说明，步骤(2)所述的分散剂为双(2-乙基己基)磷酸酯、十二烷基硫酸钠、1-甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种。部分原料的功能介绍如下：氮化钛，具有典型的氯化钠型结构，属面心立方点阵，晶格常数a＝0.4241nm，其中钛原子位于面心立方的角顶。氮化钛粉末一般呈黄褐色，超细氮化钛粉末呈黑色，而氮化钛晶体呈金黄色。氮化钛抗热冲击性好，是一种很有特色的耐热材料。在本专利技术中，氮化钛作为制备氮-硅-钛结构的重要原料之一。硅粉，也叫微硅粉，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。在逸出的烟尘中，SiO2含量约占烟尘总量的90％，颗粒度非常小，平均粒度几乎是纳米级别，故称为硅粉。在本专利技术中，硅粉作为制备氮-硅-钛结构的重要原料之一。三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。它最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。在本专利技术中，三元乙丙橡胶作为后续进行的基体材料的辐射交联步骤中必不可少的辐射交联体，三元乙丙橡胶和其它基体材料通过辐射交联，可以形成网络结构。液体聚异戊二烯，为无色或黄色透明液体，粘度为68-80pa.s，具有低温保持粘性和高温不易降性，不易燃烧，具有绝缘性能，不溶于水，耐丙酮。在本专利技术中，液体聚异戊二烯用作三元乙丙橡胶的溶剂，可以使三元乙丙橡胶溶胀，增加三元乙丙橡胶与其它基体材料的相容性，有利于后续进行的基体材料的共混步骤的进行。二叔丁基过氧化物，又称过氧化二叔丁基，无色至微黄色透明液体，不溶于水，与苯、甲苯、丙酮等有机溶剂混溶。有强氧化性，易燃，常温下较稳定，对撞击不敏感。在本专利技术中，二叔丁基过氧化物用作交联剂，使电缆料之间的各成分产生交联，形成网状结构。水杨酸双酚A酯，在本专利技术中用作紫外线吸收剂，可提高制品的耐候性。低密度聚乙烯，英文名LDPE，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。在本专利技术中，低密度聚乙烯用作阻燃电缆料的主要原材料。氯化镁，化学式MgCl2，无色而易潮解晶体，有咸味，有一定腐蚀性。氯化镁通常含有六个分子的结晶水，即MgCl2·6H2O。在本专利技术中，氯化镁用于和氢氧化钠反应生成氢氧化镁，氢氧化镁具有阻燃作用。氢氧化钠，为一种具有很强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水，溶于水时放热并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)复合材料的制备：按重量份数计，将100‑120份去离子水、30‑50份氮化钛和10‑20份有机溶剂混合后，以150‑200r/min的搅拌速度混合球磨24‑36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100‑120r/min的速度球磨4‑6h，加入20‑35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250‑1350℃下烧结70‑80min，接着在1400‑1550℃下烧结45‑65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；(2)基体材料的制备：按重量份数计，将10‑25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10‑12h后，取出三元乙丙橡胶，与20‑35份复合材料、5‑10份阻燃剂、2‑4份分散剂、3‑7份二叔丁基过氧化物、2‑5份水杨酸双酚A酯和120‑150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110‑120℃，120‑160r/min的搅拌速度共混15‑25min后挤出，得到基体材料；(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150‑250W的红外线照射10‑15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100‑300kGy的辐射量辐射15‑30s，得到耐高温阻燃电缆料。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)复合材料的制备：按重量份数计，将100-120份去离子水、30-50份氮化钛和10-20份有机溶剂混合后，以150-200r/min的搅拌速度混合球磨24-36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100-120r/min的速度球磨4-6h，加入20-35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250-1350℃下烧结70-80min，接着在1400-1550℃下烧结45-65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；(2)基体材料的制备：按重量份数计，将10-25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10-12h后，取出三元乙丙橡胶，与20-35份复合材料、5-10份阻燃剂、2-4份分散剂、3-7份二叔丁基过氧化物、2-5份水杨酸双酚A酯和120-150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110-120℃，120-160r/min的搅拌速度共混15-25min后挤出，得到基体材料；(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150-250W的红外线照射10-15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100-300kGy的辐射量辐射15-30s，得到耐高温阻燃电缆料。2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将3-6份氯化镁、40-50份镁掺杂介孔分子筛和150-200份去离子水放入反应器中，加热至80-90℃，加入1-3份钛酸酯类偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝豆，
申请(专利权)人：柳州市昌泉贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45