CN106280085A - 一种高性能阻燃电缆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能阻燃电缆材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，140～160份；双环戊二烯，45～55份；丁苯橡胶，20～30份；改性硅藻土，8～12份；纳米氧化铝，5～15份；纳米二氧化硅，6～10份；磷酸三钠，4～6份；酚醛树脂，1～3份；磷酸三乙酯，1～3份；抗氧剂1076，1～2份。本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。该电缆材料的制备方法简答可行，易于实施推广。

Description

一种高性能阻燃电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电缆领域，具体涉及一种高性能阻燃电缆材料及其制备方法。
背景技术
阻燃电缆顾名思义，指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰的蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。其根本特性是：在火灾情况下有可能被烧坏而不能运行，但可阻止火势的蔓延。通俗地讲，电线万一失火，能够把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。能更大限度的保护生命安全及财产安全，所以运用较为普遍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能阻燃电缆材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种高性能阻燃电缆材料，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，140～160份；双环戊二烯，45～55份；丁苯橡胶，20～30份；改性硅藻土，8～12份；纳米氧化铝，5～15份；纳米二氧化硅，6～10份；磷酸三钠，4～6份；酚醛树脂，1～3份；磷酸三乙酯，1～3份；抗氧剂1076，1～2份；所述改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
步骤S1，取浓盐酸加4～5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒8～12ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制10～20分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于45～55℃反应2～3小时，每克硅藻土添加6～8ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于70～80℃烘干后研磨成粒径为400～600目的细粉。
进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；改性硅藻土，10份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯，140份；双环戊二烯，45份；丁苯橡胶，20份；改性硅藻土，8份；纳米氧化铝，5份；纳米二氧化硅，6份；磷酸三钠，4份；酚醛树脂，1份；磷酸三乙酯，1份；抗氧剂1076，1份。
进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯，160份；双环戊二烯，55份；丁苯橡胶，30份；改性硅藻土，12份；纳米氧化铝，15份；纳米二氧化硅，10份；磷酸三钠，6份；酚醛树脂，3份；磷酸三乙酯，3份；抗氧剂1076，2份。
进一步地，所述改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
上述高性能阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至45～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为3～5min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至85～95℃，加入剩余原料混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280～320℃注塑成型即得。
本发明的优点：
本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：电缆材料的制备
原料重量份比：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；改性硅藻土，10份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
改性硅藻土的制备方法包括：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例2：电缆材料的制备
原料重量份比：聚氯乙烯，140份；双环戊二烯，45份；丁苯橡胶，20份；改性硅藻土，8份；纳米氧化铝，5份；纳米二氧化硅，6份；磷酸三钠，4份；酚醛树脂，1份；磷酸三乙酯，1份；抗氧剂1076，1份。
改性硅藻土的制备方法包括：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例3：电缆材料的制备
原料重量份比：聚氯乙烯，160份；双环戊二烯，55份；丁苯橡胶，30份；改性硅藻土，12份；纳米氧化铝，15份；纳米二氧化硅，10份；磷酸三钠，6份；酚醛树脂，3份；磷酸三乙酯，3份；抗氧剂1076，2份。
改性硅藻土的制备方法包括：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例4：电缆材料的制备
原料重量份比：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；改性硅藻土，9份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
改性硅藻土的制备方法包括：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例5：电缆材料的制备
原料重量份比：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；改性硅藻土，11份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
改性硅藻土的制备方法包括：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例6：对比实施例，硅藻土不改性
原料重量份比：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；硅藻土，10份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
制备方法：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至50℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至90℃，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在300℃注塑成型即得。
实施例7：效果实施例
分别测试实施例1～6制备的电缆材料的性能，性能指标包括：拉伸强度(MPa)、断裂伸长率(％)、氧指数和水平垂直燃烧等级。
测试结果见下表：
实施例1 实施例4 实施例5 实施例6
拉伸强度 28.6 27.8 28.1 24.7
断裂伸长率 418 410 410 295
氧指数 55 52 53 29
水平垂直燃烧等级 UL94V-0 UL94V-0 UL94V-0 UL94V-2
实施例2、3制备的电缆材料的性能与实施例4、5制备的电缆材料的性能基本一致。
结果表明，本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，140～160份；双环戊二烯，45～55份；丁苯橡胶，20～30份；改性硅藻土，8～12份；纳米氧化铝，5～15份；纳米二氧化硅，6～10份；磷酸三钠，4～6份；酚醛树脂，1～3份；磷酸三乙酯，1～3份；抗氧剂1076，1～2份；所述改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：
步骤S1，取浓盐酸加4～5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒8～12ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制10～20分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于45～55℃反应2～3小时，每克硅藻土添加6～8ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于70～80℃烘干后研磨成粒径为400～600目的细粉。
2.根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份；改性硅藻土，10份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份；磷酸三钠，5份；酚醛树脂，2份；磷酸三乙酯，2份；抗氧剂1076，1.5份。
3.根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，140份；双环戊二烯，45份；丁苯橡胶，20份；改性硅藻土，8份；纳米氧化铝，5份；纳米二氧化硅，6份；磷酸三钠，4份；酚醛树脂，1份；磷酸三乙酯，1份；抗氧剂1076，1份。
4.根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，160份；双环戊二烯，55份；丁苯橡胶，30份；改性硅藻土，12份；纳米氧化铝，15份；纳米二氧化硅，10份；磷酸三钠，6份；酚醛树脂，3份；磷酸三乙酯，3份；抗氧剂1076，2份。
5.根据权利要求1～4任一所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，所述改性硅藻土的制备方法包括如下步骤：步骤S1，取浓盐酸加4.5倍水稀释制得稀盐酸，边翻动硅藻土边喷洒稀盐酸，每克硅藻土喷洒10ml稀盐酸，喷酸结束后置于密闭环境中闷制15分钟；步骤S2，再加入正硅酸丙酯，翻动搅拌均匀后于50℃反应2.5小时，每克硅藻土添加7ml正硅酸丙酯；步骤S3，将步骤S2所得硅藻土于75℃烘干后研磨成粒径为500目的细粉。
6.权利要求1～4任一所述高性能阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至45～55℃，然后加入步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为3～5min，即得混合料；步骤S3，将步骤S2制备的混合料中加热至85～95℃，加入剩余原料混炼2～4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280～320℃注塑成型即得。
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