一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料及其制备方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，包括以下重量份数的各组分：PP40～70份；POE弹性体10～15份；改性纳米TiO22～5份；OMMT1～6份；EVA2～4份；氮系阻燃剂8～15份；硼系阻燃剂6～20份；氢氧化铝15～30份；所述氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝的质量比为：(1～2)：(1～3)：(2～4)；通过优化氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝之间的质量比，发挥各阻燃剂之间最大的协同作用，使得最终的线缆材料获得最优的阻燃性能。得最终的线缆材料获得最优的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子线缆材料的制备领域，更具体的是涉及一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料及其制备方法，

技术介绍

[0002]如今，社会的发展进步已离不开电能，各行各业对电能的依赖性都在逐渐增加，因此对电量和电能的质量提出了更高的要求。电线电缆作为电能传输的载体，在工业生产、信息传递和能源开采等方面起着至关重要的作用。伴随着人们生产生活的需要，电线电缆已经从最初的裸露金属导体发展到结构复杂、功能多样的电缆，其种类也从单一走向多元，根据其功能性可以分为电力电缆、信号电缆、控制电缆和射频电缆，按电缆的使用范围可以分为布电线、轨道交通电缆、矿用电缆、架空线和特种电缆等。
[0003]高分子作为电缆中用量仅次于金属的原材料，其主要应用于电线电缆的绝缘层、护套层、绕包层和填充等材料的制备，高分子材料在电缆中的应用主要起到辅助电缆的加工成型、防护金属导体和保证电缆电气绝缘性能的作用。随着城市化进程的加快，城市规模与城市人口数量的迅速增加，轨道交通得到迅速的发展，电线电缆在电动交通系统中发挥着重要的作用，针对电动交通系统的线缆而言，对电缆阻燃性的要求更高，市面上现有的高分子线缆材料阻燃性能有待提高。因此，有必要研发一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料及其制备方法。

技术实现思路

[0004]为进一步提高电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料的阻燃性能，现提供一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料及其制备方法，具体方案如下：r/>[0005]一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，包括以下重量百分比的各组分：
[0006][0007]所述氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝的质量比为：(1～2)：(1～3)：(2～4)。
[0008]通过选用氮系阻燃剂，氮系阻燃剂通过挥发与受热分解，吸收大量热量并释放不燃性的气体，能够大幅度降低聚合物表面温度并稀释环境中可燃气体与氧气的浓度，最终达到良好的阻燃效果。
[0009]通过选用硼系阻燃剂，在燃烧过程中形成玻璃态隔离层，起到阻隔氧气与挥发性可燃性气体的效果，防止炭层进一步氧化并促进成炭。硼系阻燃剂与磷系阻燃剂相比，热稳定性好、毒性低、烟雾小；
[0010]氢氧化铝低烟、无毒、绿色环保，是一种新型的阻燃剂，当氢氧化铝温度高于200℃时，开始分解并吸收大量热量降低燃烧区域的局部温度，其分解产生的水蒸气稀释了可燃气体与氧气的浓度，同时生成的不可燃氧化物形成隔离膜，起到阻燃的效果。燃烧过程中氢氧化铝释放的羟基与PP中提取的氢气结合生成水，从而促进PP炭化。
[0011]纳米二氧化硅具有良好的紫外吸收能力、光催化性能、稳定的化学性质以及热稳定性；但纳米材料也具有一定的缺陷，表面裸露的原子使粒子具有较大的表面能，因此极易处于热力学非稳定状态，氢键及分子间的作用力使粒子易发生粘连团聚，粒子表面亲水疏油，不易与有机物界面相容，因此需要对纳米粒子进行表面处理，所述改性纳米TiO2的制备方法为：
[0012]S1：将称量后的纳米TiO2加入到有机溶剂中并搅拌；
[0013]S2：搅拌25～45min后加入复合改性剂，然后乳化30min；所述的复合改性剂为偶联剂与有机物的组合；
[0014]S3：调节乳化后浆液的PH至7～8；
[0015]S4：调整后将浆液转移至磁力搅拌机中进行搅拌，搅拌结束后将浆液进行超声分散，将超声后的悬浮液进行离心分离，取沉淀使用有机溶剂进行洗涤；
[0016]S5：将洗涤后的样品冷却、研磨至所需颗粒得到改性纳米TiO2；
[0017]优选的，S2中硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570以及KH792中的一种或几种的混合物。
[0018]优选的，所述的有机物为山梨醇、油酸以及钛酸酯中的一种或几种的混合物。
[0019]优选的，所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸酯及其盐。
[0020]优选的，所述的硼系阻燃剂为硼酸锌。
[0021]一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1：将PP、EVA、POE弹性体进行烘干处理；
[0023]S2：将烘干后的PP、EVA、POE混合后置于双辊混炼机上，设置双辊混炼机的温度为100～200℃；
[0024]S3：熔融后加入改性纳米TiO2、OMMT继续混合，混合完成后加入氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝，混合均匀后下片；
[0025]S4：将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
[0026]S5：造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
[0027]有益效果：
[0028](1)本专利技术提供的一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，在配方中添加改性纳米TiO2，通过硅烷偶联剂与有机物的结合对纳米TiO2表面进行改性，使成品线缆获得抗紫外线的性能。
[0029](2)在线缆材料原料中添加氮系阻燃剂，氮系阻燃剂通过挥发与受热分解，吸收大量热量并释放不燃性的气体，能够大幅度降低聚合物表面温度并稀释环境中可燃气体与氧气的浓度，最终达到良好的阻燃效果；硼系阻燃剂在燃烧过程中形成玻璃态隔离层，起到阻隔氧气与挥发性可燃性气体的效果，防止炭层进一步氧化并促进成炭。硼系阻燃剂与磷系阻燃剂相比，热稳定性好、毒性低、烟雾小；氢氧化铝低烟、无毒、绿色环保，是一种新型的阻燃剂，当氢氧化铝温度高于200℃时，开始分解并吸收大量热量降低燃烧区域的局部温度，其分解产生的水蒸气稀释了可燃气体与氧气的浓度，同时生成的不可燃氧化物形成隔离膜，起到阻燃的效果。燃烧过程中氢氧化铝释放的羟基与PP中提取的氢气结合生成水，从而促进PP炭化。通过优化氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝之间的质量比，发挥阻燃剂之间最大的协同作用，使线缆材料获得最优的阻燃性能。
[0030](3)本专利技术提供的一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，通过将PP与EVA进行共混，改善了PP与阻燃剂之间的相容性。
具体实施方式
[0031]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0032]线缆产品主要包括裸电线与裸导体制品、电力电缆、通信电缆与光缆、电气装备用电线电缆、绕组线五大类，而线缆用高分子材料主要应用于电力电缆、通信电缆与光缆、电气装备用电线电缆中，具体包括绝缘材料、屏蔽料和护套料。线缆用高分子材料品种繁多，性能要求各异，主要有聚氯乙烯、聚乙烯、低烟无卤、橡胶、热塑性弹性体。针对电动交通系统，本专利技术提供了一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，具体实施例如下：
[0033]实施例一：
[0034]一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，原料包括以下重量份数的各组分：
[0035]PP 40份；POE弹性体10份；改性纳米TiO22份；OMMT 1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：所述氮系阻燃剂、硼系阻燃剂以及氢氧化铝的质量比为：(1～2)：(1～3)：(2～4)。2.根据权利要求1所述的一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，其特征在于，所述改性纳米TiO2的制备方法为：S1：将称量后的纳米TiO2加入到有机溶剂中并搅拌；S2：搅拌25～45min后加入复合改性剂，然后乳化30min；所述的复合改性剂为偶联剂与有机物的组合；S3：调节乳化后浆液的PH至7～8；S4：调整后将浆液转移至磁力搅拌机中进行搅拌，搅拌结束后将浆液进行超声分散，将超声后的悬浮液进行离心分离，取沉淀使用有机溶剂进行洗涤；S5：将洗涤后的样品冷却、研磨至所需颗粒得到改性纳米TiO2。3.根据权利要求1所述的一种用于电动交通系统的阻燃式高分子线缆材料，其特征在于，S2中硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570以及KH792中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：季忠银，陆昌伟，陈贵湘，蔡惠俊，周雪萍，范炜，王勇，陈中震，
申请(专利权)人：镇江市华银仪表电器有限公司，
类型：发明
国别省市：