一种无卤阻燃电缆材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，属于电线电缆技术领域。本发明专利技术通过添加改性氢氧化镁、羟基锡酸锌、硅橡胶和硅油，制备一种无卤阻燃电缆材料，氢氧化镁作为阻燃剂在于其兼具阻燃、抑烟、阻滴、抗酸以及填充等多种功能。氢氧化镁还具有热稳定性高、除酸能力强等特点，羟基锡酸锌主要用作塑料工业中的阻燃剂及烟雾抑制剂，将性氢氧化镁和羟基锡酸锌复配使用，可以有效提高材料的阻燃效果，有机硅又是阻燃协效剂，能有效地提高体系的阻燃性，其机理是含硅高聚物在燃烧时，硅残留在凝聚相中，形成的玻璃态的炭化层从而阻止热和物质的传播。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃电缆材料的制备方法
本专利技术涉及一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，属于电线电缆

技术介绍
电线电缆广泛用于能量传输及信息传递，然而，由于电线电缆护套材料极易燃烧，导致电线电缆常常因为自身在传输电能中发热或外部的火灾而引起电线电缆燃烧，从而引发和蔓延火灾。最初为了改善电线电缆的阻燃性，一般添加含有卤素的阻燃剂，然而此类电线电缆在燃烧过程中，放出大量的烟雾和卤化氢气体，火灾中使人窒息而死，同时对仪器设备腐蚀性较大，造成所谓的“二次灾害”。因此，低烟、低卤及无卤阻燃材料的研制和使用已是电缆及其它领域的发展方向之一。目前，在核电站中用于通讯、电力、控制等领域的电线电缆除要求具有符合40年正常运行设计寿命的耐环境性、耐热性、耐蒸汽性、耐辐照性外，从安全、防灾的观点来看，电缆还必须具备阻燃性和低有害性，从而提高核电站的安全和可靠性，因此对于核电站的安全可靠工作而言，采用无卤阻燃电缆具有特别重要的意义。电缆材料多为聚烯烃材料，用于聚烯烃的有卤阻燃剂有氯系阻燃剂和溴系阻燃剂，常用的为溴系阻燃剂。溴系阻燃剂的阻燃机理为：溴系阻燃剂受热分解产生HBr能捕获传递燃烧链式反应的活性自由基，生成活性较低的溴自由基，致使燃烧减缓或终止。同时，HBr为密度大的气体，又难燃，它不仅能稀释空气中的氧，而且能覆盖在材料的表面，排出空气，形成保护层，使燃烧减缓或熄灭。当溴系阻燃剂与三氧化二锑并用时，具有明显的协同作用。每三份的溴阻燃剂至少加入一份三氧化二锑。其它可采用的协效剂有硼酸锌、氧化锌、氧化钼等，它们能够减少聚烯烃燃烧时的发烟量。有卤阻燃的缺点是：燃烧时发烟量大，产生有毒、有害、有腐蚀性的卤化物。烟雾和腐蚀性有害气体不仅妨碍消防工作和人员疏散，而且腐蚀各种设备，特别是精密仪器，即造成二次灾害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对传统电缆材料添加含有卤素的阻燃剂，燃烧时会产生大量烟雾，造成二次灾害的问题，提供了一种无卤阻燃电缆材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将低密度聚乙烯粉末、硅橡胶粉末、邻苯二甲酸二甲酯、改性氢氧化镁粉末、羟基锡酸锌粉末、硅油、硬脂酸、抗氧剂1010置于高速搅拌机中，常温下以1000~1200r/min转速搅拌30~40min，得混合料；（2）将混合料加入至双螺杆挤出机中，在180~200℃的条件下以120~140r/min的转速挤出造粒，得混合粒料；（3）将混合粒料置于注塑机中注塑2~4min，常温冷却，得无卤阻燃电缆材料。所述的低密度聚乙烯粉末、硅橡胶粉末、邻苯二甲酸二甲酯、改性氢氧化镁粉末、羟基锡酸锌粉末、硅油、硬脂酸、抗氧剂1010的重量份为40~60份低密度聚乙烯粉末、20~30份硅橡胶粉末、10~15份邻苯二甲酸二甲酯、10~15份改性氢氧化镁粉末、8~12份羟基锡酸锌粉末、0.4~0.6份硅油、0.2~0.3份硬脂酸、0.02~0.03份抗氧剂1010。步骤（2）所述的混合料的喂料速率为6g/min。步骤（3）所述的注塑条件为温度180℃、压力5Mpa。步骤（1）所述的改性氢氧化镁粉末的具体制备步骤为：（1）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸镁加入去离子水中，常温下以200~240r/min转速搅拌10~20min，得改性液；（2）将氢氧化镁粉末加入改性液中，在70~90℃的水浴条件下以220~260r/min转速搅拌30~40min，得悬浮液；（3）将悬浮液置于超声波分散机中，在40~60℃的条件下超声处理15~20min，得分散液；（4）将分散液置于离心机中，常温下以3500~4500r/min转速离心分离10~15min，取下层固体，用去离子水洗涤3~5次，置于60~70℃的烘箱中干燥1~2h，研磨，得改性氢氧化镁粉末。所述的氢氧化镁粉末、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸镁、去离子水的重量份为10~20份氢氧化镁粉末、4~8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1~2份硬脂酸镁、100~200份去离子水。步骤（3）所述的超声处理的功率为400~500W。步骤（1）所述的羟基锡酸锌粉末的具体制备步骤为：（1）将无水四氯化锡、无水氯化锌加入去离子水中，常温下以160~180r/min转速搅拌10~15min，得混合溶液；（2）将质量分数10%的盐酸加入混合溶液中，常温下以180~200r/min转速搅拌15~20min，得混合酸性溶液；（3）将混合酸性溶液置于高速搅拌机内，调节pH至9~10，常温下以800~1000r/min转速搅拌20~30min，得混合液；（4）将混合液置于室温中静置晶化6~8h，过滤，得滤饼，滤饼用60~70℃的去离子水洗涤3~5次，置于70~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，研磨，得羟基锡酸锌粉末。所述的无水四氯化锡、无水氯化锌、质量分数10%的盐酸、去离子水的重量份为10~12份无水四氯化锡、10~12份无水氯化锌、5~6份质量分数10%的盐酸、200~240份去离子水。步骤（3）所述的pH调节采用的是质量分数1%的氢氧化钠溶液。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术通过添加改性氢氧化镁和羟基锡酸锌，制备一种无卤阻燃电缆材料，氢氧化镁作为阻燃剂在于其兼具阻燃、抑烟、阻滴、抗酸以及填充等多种功能。氢氧化镁还具有热稳定性高、除酸能力强等特点，羟基锡酸锌主要用作塑料工业中的阻燃剂及烟雾抑制剂，将性氢氧化镁和羟基锡酸锌复配使用，可以有效提高材料的阻燃效果。本专利技术通过添加硅橡胶和硅油，制备一种无卤阻燃电缆材料，有机硅可作为聚烯烃无卤阻燃体系的加工助剂，降低挤出加工时的扭矩，同时又是一种良好的分散剂，提高无机填料在聚烯烃中的分散性，有机硅又是阻燃协效剂，能有效地提高体系的阻燃性，其机理是含硅高聚物在燃烧时，硅残留在凝聚相中，形成的玻璃态的炭化层从而阻止热和物质的传播，并且有机硅与聚烯烃有良好的相容性，使加工性能优良，不仅能提高材料的阻燃性能，而且减少无机阻燃剂的添加量，同时还能提高材料冲击性、热稳定性、表面光洁度。具体实施方式按重量份数计，分别称量10~12份无水四氯化锡、10~12份无水氯化锌、5~6份质量分数10%的盐酸、200~240份去离子水，将无水四氯化锡、无水氯化锌加入去离子水中，常温下以160~180r/min转速搅拌10~15min，得混合溶液，将盐酸加入混合溶液中，常温下以180~200r/min转速搅拌15~20min，得混合酸性溶液，将混合酸性溶液置于高速搅拌机内，滴加质量分数1%的氢氧化钠调节pH至9~10，常温下以800~1000r/min转速搅拌20~30min，得混合液，将混合液置于室温中静置晶化6~8h，过滤，取滤饼用60~70℃的去离子水洗涤3~5次，置于70~80℃的烘箱中干燥1~2h，常温冷却，研磨，得羟基锡酸锌；再按重量份数计，分别称量10~20份氢氧化镁粉末、4~8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1~2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）将低密度聚乙烯粉末、硅橡胶粉末、邻苯二甲酸二甲酯、改性氢氧化镁粉末、羟基锡酸锌粉末、硅油、硬脂酸、抗氧剂1010置于高速搅拌机中，常温下以1000~1200r/min转速搅拌30~40min，得混合料；/n（2）将混合料加入至双螺杆挤出机中，在180~200℃的条件下以120~140r/min的转速挤出造粒，得混合粒料；/n（3）将混合粒料置于注塑机中注塑2~4min，常温冷却，得无卤阻燃电缆材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将低密度聚乙烯粉末、硅橡胶粉末、邻苯二甲酸二甲酯、改性氢氧化镁粉末、羟基锡酸锌粉末、硅油、硬脂酸、抗氧剂1010置于高速搅拌机中，常温下以1000~1200r/min转速搅拌30~40min，得混合料；
（2）将混合料加入至双螺杆挤出机中，在180~200℃的条件下以120~140r/min的转速挤出造粒，得混合粒料；
（3）将混合粒料置于注塑机中注塑2~4min，常温冷却，得无卤阻燃电缆材料。


2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于。


3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的注塑条件为温度180℃、压力5Mpa。


4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的改性氢氧化镁粉末的具体制备步骤为：
（1）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸镁加入去离子水中，常温下以200~240r/min转速搅拌10~20min，得改性液；
（2）将氢氧化镁粉末加入改性液中，在70~90℃的水浴条件下以220~260r/min转速搅拌30~40min，得悬浮液；
（3）将悬浮液置于超声波分散机中，在40~60℃的条件下超声处理15~20min，得分散液；
（4）将分散液置于离心机中，常温下以3500~4500r/min转速离心分离10~15min，取下层固体，用去离子水洗涤3~5次，置于60~70℃的烘箱中干燥1~2h，研磨，得改性氢氧化镁粉末。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭静，
申请(专利权)人：彭静，
类型：发明
国别省市：湖南;43