一种新型阻燃电缆材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型阻燃电缆材料的制备方法，包括以下步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁混合密炼，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合，分散处理，再加热、搅拌，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三干燥，加工成型。本发明专利技术的制备方法简单、成本低廉，材料的阻燃性能优良，且具有优异的抗辐射、绝缘等性能，力学性能、机械加工性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种新型阻燃电缆材料的制备方法
本专利技术属于电力材料
，具体涉及一种新型阻燃电缆材料的制备方法。
技术介绍
电线电缆被应用于各种电能和信号的传输已经有很多年，聚合物材料由于其重量轻、电绝缘性优良、易于成型，因此成为电线电缆料基材的首选。传统的PVC电缆料，由于其本身含氯元素，因此其阻燃性非常好，被广泛应用于电线电缆材料。但是其在燃烧时生成大量的有毒气体和烟雾，严重危害人们的生命和财产安全。PVC电缆料燃烧时放出的氯化氢气体还会造成对设备的腐蚀，从而引起“二次污染”。中国专利公开号CN1557867A，无卤纳米阻燃聚烯烃阻燃物，采用红磷和纳米氢氧化镁来阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，制备的复合材料力学性能和阻燃性能优良。但是含红磷的阻燃电缆料在生产过程中和燃烧时都会大量地放出刺激性气味且发烟量很大，污染环境。另外，无机阻燃材料(硼系，硅系等)虽然具有低毒，抗腐烛性，价廉，燃烧过程中低烟等优点，但是却有一些非常严重的缺点，如低的阻燃效率和热稳定性，对材料的物理机械性能造成较大程度的恶化。综上所述，因此需要一种更好的阻燃电缆材料，来改善现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型阻燃电缆材料的制备方法，本专利技术的制备方法简单、成本低廉，材料的阻燃性能优良，且具有优异的抗辐射、绝缘等性能，力学性能、机械加工性能优异。本专利技术提供了如下的技术方案：一种新型阻燃电缆材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁导入密炼机中，升温至350-420℃，在100-120r/min的转速下搅拌、密炼30-50min，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合加入混料机中，在超声波下振荡分散处理15-25min，再置于60-70℃下加热搅拌40-60min，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，温度为160-190℃，转速为80-130r/min，挤出时间为20-35min，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三置于干燥箱中，在95-105℃下干燥10-20min，再导入模具中加工成型，即可得到成品。优选的，所述步骤a的苯乙烯类弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯共聚物中的任一种或多种的混合物。优选的，所述步骤a的改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁的制备方法为：将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入到丙酮中溶解、搅拌20-30min，得到混合液，将混合液分别喷淋于纳米结晶纤维素和氢氧化镁上，以140-160r/min的转速搅拌20-30min，再置于85-95℃下，以450-500r/min的速度搅拌40-60min，即可分别得到改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁。优选的，所述步骤b的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯按质量比2:1混合的混合物。优选的，所述步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌和油酸酰胺中的任一种或几种的混合物。优选的，所述步骤b的增塑剂为工业白油、环烷油和石蜡油中的任一种或多种的混合物。优选的，所述步骤c的膨胀石墨的制备方法为：将石墨放入三口烧瓶中，加入硫酸和磷酸进行混合，搅拌均匀后立即加入高锰酸钾，放入卧式离心机以2000-4500r/min的转速离心15-20min，分离得到沉淀物，经研磨后即可得到膨胀石墨。优选的，所述硫酸和磷酸按体积比3:5进行混合。本专利技术的有益效果是：本专利技术的制备方法简单、成本低廉，具有良好的阻燃性能，具有自熄性，完全满足国家对阻燃电缆的要求，且具有优异的抗辐射、绝缘等性能，力学性能、机械加工性能优异。本专利技术中选择了热塑性聚氨酯弹性体作为基体，其本身力学性能好、耐磨性好、耐油性优异，和苯乙烯类弹性体进行熔融共混后，制备的电缆料耐热性提高，同时又可以调节电缆表面的亮雾程度，可以充当消光剂使用，降低消光剂的用量；热塑性聚氨酯弹性体还具有较高的极性，与同样具有极性的膨胀型阻燃剂之间的相容性很好，从而使得制备的成品力学性能优异。具体实施方式实施例1一种新型阻燃电缆材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁导入密炼机中，升温至420℃，在100r/min的转速下搅拌、密炼30min，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合加入混料机中，在超声波下振荡分散处理15min，再置于70℃下加热搅拌40min，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，温度为190℃，转速为130r/min，挤出时间为20min，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三置于干燥箱中，在105℃下干燥10min，再导入模具中加工成型，即可得到成品。步骤a的苯乙烯类弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯共聚物的混合物。步骤a的改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁的制备方法为：将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入到丙酮中溶解、搅拌20min，得到混合液，将混合液分别喷淋于纳米结晶纤维素和氢氧化镁上，以160r/min的转速搅拌20min，再置于95℃下，以450r/min的速度搅拌60min，即可分别得到改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁。步骤b的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯按质量比2:1混合的混合物。步骤b的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌和油酸酰胺的混合物。步骤b的增塑剂为工业白油、环烷油和石蜡油的混合物。步骤c的膨胀石墨的制备方法为：将石墨放入三口烧瓶中，加入硫酸和磷酸进行混合，搅拌均匀后立即加入高锰酸钾，放入卧式离心机以2000r/min的转速离心20min，分离得到沉淀物，经研磨后即可得到膨胀石墨。硫酸和磷酸按体积比3:5进行混合。实施例2一种新型阻燃电缆材料的制备方法，包括以下制备步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁导入密炼机中，升温至350℃，在100r/min的转速下搅拌、密炼30min，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合加入混料机中，在超声波下振荡分散处理15min，再置于60℃下加热搅拌40min，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，温度为160℃，转速为80r/min，挤出时间为25min，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三置于干燥箱中，在95℃下干燥10min，再导入模具中加工成型，即可得到成品。步骤a的苯乙烯类弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁导入密炼机中，升温至350‑420℃，在100‑120r/min的转速下搅拌、密炼30‑50min，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合加入混料机中，在超声波下振荡分散处理15‑25min，再置于60‑70℃下加热搅拌40‑60min，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，温度为160‑190℃，转速为80‑130r/min，挤出时间为20‑35min，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三置于干燥箱中，在95‑105℃下干燥10‑20min，再导入模具中加工成型，即可得到成品。

【技术特征摘要】
1.一种新型阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：a、将热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁导入密炼机中，升温至350-420℃，在100-120r/min的转速下搅拌、密炼30-50min，得到材料一；b、将材料一与抗氧剂、润滑剂、无卤膨胀型阻燃剂、增塑剂和去离子水混合加入混料机中，在超声波下振荡分散处理15-25min，再置于60-70℃下加热搅拌40-60min，得到材料二；c、向材料二中加入膨胀石墨、硬脂酸镁、消泡剂和马来酸酐接枝相容剂混合，导入双螺杆挤出机中，温度为160-190℃，转速为80-130r/min，挤出时间为20-35min，挤出造粒，得到材料三；d、将材料三置于干燥箱中，在95-105℃下干燥10-20min，再导入模具中加工成型，即可得到成品。2.根据权利要求1所述的一种新型阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的苯乙烯类弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯共聚物中的任一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种新型阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性纳米结晶纤维素和改性氢氧化镁的制备方法为：将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨自芬，
申请(专利权)人：合肥市大卓电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34