一种阻燃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阻燃电缆绝缘材料及其制备方法，属于电缆材料技术领域。该阻燃电缆绝缘材料是由：聚氯乙烯80‑100份、环氧树脂40‑50份、丙烯酸丁酯10‑20份、季戊四醇8‑15份、木质素磺酸钠‑马来酸酐接枝共聚物1‑5份、甲基丙烯酰氧基硅烷3‑8份、硬脂酸钡1‑5份、阻燃剂30‑50份、抗氧剂10‑15份、聚羟基乙酸2‑3份制成。该材料以聚氯乙烯、环氧树脂为基础，添加其他多种原料共同作用，制备出一种机械性能好、耐高温、耐老化、阻燃性能优异的电缆绝缘材料。

A flame retardant cable insulation material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃电缆绝缘材料及其制备方法
本专利技术涉及一种绝缘电缆材料，具体的说是一种阻燃绝缘电缆材料，属于电缆材料

技术介绍
随着社会的发展，信息技术的突飞猛进，综合布线是建筑内的信息传输的基础，电力电缆选择多样，需要量不断增加。作为信息传输通道的电力电缆，主要敷设在商业区、居住区和工业区等室内场所，室内一旦着火，火焰会随着电缆线路迅速蔓延和扩大，不仅使信息传送出现障碍，并严重的危及生命和财产安全。建筑物内一旦发生火灾这些电缆释放出的热量和毒气将成为重大的安全隐患，人们对电力电缆的阻燃与防火，越来越成为行业内的重要话题。电缆材料必须能抵抗日晒、UV辐射、臭氧老化、化学药品侵蚀，同时在意外灾害情况下仍能保证或暂时保证其正常运行。随着电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题逐渐引起世界各国的重视；电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失，同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展，特别是航空导线、汽车用线、高温仪表电缆、石油钻井平台电缆等许多场合，越来越需要使用阻燃、热稳定性能好、热变形温度高的电缆材料。。电缆材料一般选用聚氯乙烯，其具有机械性能好，电性能优良、耐化学药品性、耐寒性、耐油性良好等一系列优点，是一种比较理想的工业电线电缆材料。但是常规的聚氯乙烯材料耐老化和阻燃性能差，安全性降低，这就限制了其应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种阻燃电缆绝缘材料，该材料以聚氯乙烯、环氧树脂为基础，添加其他多种原料共同作用，制备出一种机械性能好、耐老化、阻燃性能优异的电缆材料。本专利技术还提供了一种阻燃绝缘电缆材料的制备方法。本专利技术采用以下技术方案：一种阻燃电缆绝缘材料，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯80-100份、环氧树脂40-50份、丙烯酸丁酯10-20份、季戊四醇8-15份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物1-5份、甲基丙烯酰氧基硅烷3-8份、硬脂酸钡1-5份、阻燃剂30-50份、抗氧剂10-15份、聚羟基乙酸2-3份；所述阻燃剂是采用下述方法制备得到的：分别称取十二钼磷酸盐、氢氧化镁，将二者按照0.3～0.8:1的重量比置入高速混合机中于100℃高速搅拌10～15分钟，然后向其中加入混合物总重量2％的硅烷偶联剂KH550，控制温度在120～130℃，高速恒温搅拌反应1小时后冷却至室温干燥即得。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010。优选的，所述的阻燃电缆绝缘材料是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯90份、环氧树脂45份、丙烯酸丁酯15份、季戊四醇12份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物3份、甲基丙烯酰氧基硅烷5份、硬脂酸钡3份、阻燃剂40份、抗氧剂12份、聚羟基乙酸2.5份。所述木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物是采用下述方法制备得到的：称取10g木质素磺酸钠溶解于100ml蒸馏水中，倒入反应瓶中，然后加入0.25g亚硫酸氢钠和0.5g过硫酸铵，室温搅拌均匀得到混合液A；称取10g马来酸酐与等质量的氨水室温下搅拌混合反应30～40分钟得到混合液B，然后将混合液A与混合液B混合均匀，控制反应温度为45℃，反应2小时后，反应产物用盐酸沉淀、抽滤、洗涤并于45℃干燥至恒重即可。一种阻燃电缆绝缘材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)称取10g木质素磺酸钠溶解于100ml蒸馏水中，倒入反应瓶中，然后加入0.25g亚硫酸氢钠和0.5g过硫酸铵，室温搅拌均匀得到混合液A；称取10g马来酸酐与等质量的氨水室温下搅拌混合反应30～40分钟得到混合液B，然后将混合液A与混合液B混合均匀，控制反应温度为45℃，反应2小时后，反应产物用盐酸沉淀、抽滤、洗涤并于45℃干燥至恒重得到木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物，备用；(2)分别称取十二钼磷酸盐、氢氧化镁，将二者按照0.3～0.8:1的重量比置入高速混合机中于100℃高速搅拌10～15分钟，然后向其中加入混合物总重量2％的硅烷偶联剂KH550，控制温度在120～130℃，高速恒温搅拌反应1小时后冷却至室温干燥得到阻燃剂，备用；(3)将聚氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸丁酯按重量份称取后置于密炼机中，在140℃密炼15分钟，待完全熔融后加入阻燃剂、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物继续密炼15分钟，混合均匀后再加入季戊四醇、甲基丙烯酰氧基硅烷、硬脂酸钡、抗氧剂、聚羟基乙酸继续密炼5分钟，将混合物料转移到挤出机中挤出，造粒即可。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用适量硅烷偶联剂同时对特定配比的多金属氧酸盐十二钼磷酸盐与氢氧化镁进行改性处理得到新的阻燃剂，添加使用后可以大幅提高电缆的阻燃性能，同时机械性能、耐老化性能也较好，具有较高的安全性和较长的使用寿命。本专利技术特定制备的阻燃剂与常规阻燃剂氢氧化镁相比，阻燃性能大幅提高。此外，本专利技术添加的木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物与其他原料共同作用使电缆绝缘材料的热稳定性得到显著提高，适合不高于200℃的高温环境下使用。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。实施例1一种阻燃电缆绝缘材料，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯80份、环氧树脂40份、丙烯酸丁酯10份、季戊四醇8份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物1份、甲基丙烯酰氧基硅烷3份、硬脂酸钡1份、阻燃剂30份、抗氧剂101010份、聚羟基乙酸2份。上述的阻燃电缆绝缘材料的制备方法，它包括以下步骤：(1)称取10g木质素磺酸钠溶解于100ml蒸馏水中，倒入反应瓶中，然后加入0.25g亚硫酸氢钠和0.5g过硫酸铵，室温搅拌均匀得到混合液A；称取10g马来酸酐与等质量的氨水室温下搅拌混合反应30～40分钟得到混合液B，然后将混合液A与混合液B混合均匀，控制反应温度为45℃，反应2小时后，反应产物用盐酸沉淀、抽滤、洗涤并于45℃干燥至恒重得到木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物，备用；(2)分别称取十二钼磷酸盐、氢氧化镁，将二者按照0.3～0.8:1的重量比置入高速混合机中于100℃高速搅拌10～15分钟，然后向其中加入混合物总重量2％的硅烷偶联剂KH550，控制温度在120～130℃，高速恒温搅拌反应1小时后冷却至室温干燥得到阻燃剂，备用；(3)将聚氯乙烯、环氧树脂、丙烯酸丁酯按重量份称取后置于密炼机中，在140℃密炼15分钟，待完全熔融后加入阻燃剂、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物继续密炼15分钟，混合均匀后再加入季戊四醇、甲基丙烯酰氧基硅烷、硬脂酸钡、抗氧剂、聚羟基乙酸继续密炼5分钟，将混合物料转移到挤出机中挤出，造粒即可。实施例2一种阻燃电缆绝缘材料，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯100份、环氧树脂50份、丙烯酸丁酯20份、季戊四醇15份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物5份、甲基丙烯酰氧基硅烷8份、硬脂酸钡5份、阻燃剂50份、抗氧剂101015份、聚羟基乙酸3份。上述的阻燃电缆绝缘材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃电缆绝缘材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯80-100份、环氧树脂40-50份、丙烯酸丁酯10-20份、季戊四醇8-15份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物1-5份、甲基丙烯酰氧基硅烷3-8份、硬脂酸钡1-5份、阻燃剂30-50份、抗氧剂10-15份、聚羟基乙酸2-3份；/n所述阻燃剂是采用下述方法制备得到的：分别称取十二钼磷酸盐、氢氧化镁，将二者按照0.3～0.8:1的重量比置入高速混合机中于100℃高速搅拌10～15分钟，然后向其中加入混合物总重量2％的硅烷偶联剂KH550，控制温度在120～130℃，高速恒温搅拌反应1小时后冷却至室温干燥即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃电缆绝缘材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯80-100份、环氧树脂40-50份、丙烯酸丁酯10-20份、季戊四醇8-15份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物1-5份、甲基丙烯酰氧基硅烷3-8份、硬脂酸钡1-5份、阻燃剂30-50份、抗氧剂10-15份、聚羟基乙酸2-3份；
所述阻燃剂是采用下述方法制备得到的：分别称取十二钼磷酸盐、氢氧化镁，将二者按照0.3～0.8:1的重量比置入高速混合机中于100℃高速搅拌10～15分钟，然后向其中加入混合物总重量2％的硅烷偶联剂KH550，控制温度在120～130℃，高速恒温搅拌反应1小时后冷却至室温干燥即得。


2.根据权利要求1所述的阻燃电缆绝缘材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010。


3.根据权利要求1所述的阻燃电缆绝缘材料，其特征在于，它是由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯90份、环氧树脂45份、丙烯酸丁酯15份、季戊四醇12份、木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物3份、甲基丙烯酰氧基硅烷5份、硬脂酸钡3份、阻燃剂40份、抗氧剂12份、聚羟基乙酸2.5份。


4.根据权利要求1或3所述的阻燃电缆绝缘材料，其特征在于，所述木质素磺酸钠-马来酸酐接枝共聚物是采用下述方法制备得到的：称取10g木质素磺酸钠溶解于100ml蒸馏水中，倒入反应瓶中，然后加入0.25g亚硫酸氢钠和0.5g过硫酸铵，室温搅拌均匀得到混合液A...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金伟，沈林庭，徐爱国，薛俊强，陈皎，刘晓龙，吴学涛，时柏华，赵志华，王伟磊，陈淑鹤，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司莒南县供电公司，国网山东省电力公司临沂供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37