CN106751344A - 一种防辐射阻燃电缆料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阻燃电缆领域，特别涉及了一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)防辐射剂的制备；(2)防辐射剂的活化；(3)电缆料的制备：将阻燃剂、活化后的防辐射剂、碳纳米管、乙烯基双硬脂酰胺、甘油三醋酸酯、三嗪类紫外线吸收剂、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚烯烃弹性体、三乙烯二胺、引发剂、抗氧化剂1010和高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以100‑125℃、100‑150r/min的条件共混25‑35min后挤出成型，得到电缆料。本发明制备的电缆料具有防辐射性能高且力学性能优异，阻燃效果良好，具有广泛的市场推广价值。

Description

一种防辐射阻燃电缆料的制备方法
【技术领域】
本发明涉及阻燃电缆料领域，特别涉及一种防辐射阻燃电缆料的制备方法。
【背景技术】
电线电缆是电力事业的重要器材。在工业、农业和商业发展过程中都离不开电缆对于数据的传输，但是在电缆实际应用的过程中，由于外界因素的影响和电缆自身的原因有可能会引发电缆着火情况，而一旦电缆发生火灾，其就会顺着电缆线蔓延到周围易燃物体上，且火势一旦蔓延，着火速度非常快，在燃烧过程中由于电缆外部材料在燃烧后会释放有毒气体和浓烟，因此不仅会造成人员设备的损失，还可能会引发环境污染情况。因此,电线电缆的阻燃防火技术已成为近年来消防技术上的一项重要研究课题。采用具有阻燃性质的电缆料作为阻止电缆着火延燃是一种很好的阻燃手段。
对于阻燃电缆料，研究最多的就是以热塑性或交联的树脂为基材，如含氯或含氟的树脂、特别是聚氯乙烯，聚烯烃树脂如聚乙烯醇、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯共聚物等。有些高分子材料自身的氧指数较高，属于本质阻燃材料。聚氯乙烯价格相对低廉，因具有高含量的氯，其含量可高达56％，故具有较高的耐热性和氧指数，不易燃烧，且综合性能较好，因此在电缆中、特别是作为护套应用最为广泛。但聚氯乙烯在燃烧时会产生氯化氢和二噁英等有害物质，且具有很大的毒性和腐蚀性，同时产生的浓烟较多。聚烯烃弹性体具有良好的绝缘性能和其他的电性能，因此也被广泛的应用于电缆料中。但是现在开发的交联聚烯烃弹性体材料阻燃性能不强，且不具有防辐射性能，影响了聚烯烃弹性体材料的加工性能和在电缆区域的广泛使用。因此，研究一种在具有优异的防辐射阻燃性能的电缆料具有广大的市场推广价值。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，本发明通过制备防辐射剂和阻燃剂，并且将防辐射剂的表面通过活性处理，使防辐射剂的表面进行活化，提高基体材料的防辐射性能。而且本发明所采取的技术手段能提高物料的拉伸强度、断裂伸长率和提升电缆料的阻燃性能。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将15-20份硅溶胶、50-70份铜粉、5-12份二氧化钛、1-3份十二烷基苯磺酸钠、6-11份层状硅酸盐、4-9份丙烯酸-马来酸酐共聚物和12-15份助剂混合，在球磨机中以500-1000r/min的速度球磨2-4h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在100-130℃中真空干燥8-12h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将100-150份防辐射剂加入10-15份表面活性剂和300-400份去离子水中，在超声功率为300-500W、温度为45-65℃和搅拌速度为150-200r/min的条件下反应3-6h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理15-30s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将15-20份阻燃剂、8-16份活化后的防辐射剂、5-10份碳纳米管、4-8份乙烯基双硬脂酰胺、6-13份甘油三醋酸酯、3-7份三嗪类紫外线吸收剂、20-34份乙二醇二甲基丙烯酸酯、80-100份聚烯烃弹性体、1-3份三乙烯二胺、1份引发剂、5-7份抗氧化剂1010和40-60份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以100-125℃、100-150r/min的条件共混25-35min后挤出成型，得到电缆料。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(3)所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将30-40份木粉、45-60份硅溶胶、2-4份二亚乙基三胺、1份氧化铁和60-80份去离子水相混合，放置5-10min后，放入球磨机中以300-500r/min的速度球磨40-60min后，真空过滤，取出滤渣在50-60℃下干燥8-12h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，其中升温速率为10-20℃/min，升温至500℃时保温20-30min，然后继续升温至750℃，保温90-150min后，以50-80℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
在本发明中，作为进一步说明，所述的氮气的气体流量为50-150mL/min。
在本发明中，作为进一步说明，所述的氨气的气体流量为100-300mL/min。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的表面活性剂由按重量比为20-36：10-17的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(3)所述的引发剂为过氧化双月桂酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈和过氧化环己酮中的一种或多种。
部分原料的功能介绍如下：
硅溶胶，属胶体溶液，无臭、无毒，为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，对基层有较强的渗透力。在本发明中，采用硅溶胶作为分散剂和粘结剂，使不同物质分散均匀、渗透的同时，粘结其它物质。
铜粉，广泛应用于粉末冶金、电碳制品、电子材料、金属涂料、化学触媒、过滤器、散热管等机电零件和电子航空领域。在本发明中，铜粉用作防辐射基体材料。
二氧化钛，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品。二氧化钛性质稳定，可大量用作填料。在本发明中，二氧化钛在用作填料的同时能改善硅溶胶的稳定性。
十二烷基苯磺酸钠，由C、H、C、Na、O、S等元素组成，也叫做四聚丙烯基苯磺酸钠，白色或淡黄色粉状或片状固体。溶于水而成半透明溶液。在本发明中主要用作阴离子型表面活性剂。
层状硅酸盐，具有层状晶体结构和片状或纤维状晶形的矿物，其晶体结构由硅氧四面体片和铝(或镁)氧八面体片按1∶1或2∶1的比例组成。在本发明中，层状硅酸盐用于在体系中引入镁铝金属离子，提高防辐射性能。
丙烯酸-马来酸酐共聚物，是一种高分子代磷助剂，能鳌和金属离子而具有软水功能，并能将污垢悬浮在水中和阻止无机盐结晶在衣物表面而具有抗再沉积作用。在本发明中，丙烯酸-马来酸酐共聚物用作鳌和层状硅酸盐和铜粉中的金属离子，提高防辐射性能。
碳纳米管,又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料。它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。在本发明中，碳纳米管用于提高体系的力学性能。
乙烯基双硬脂酰胺，为硬而脆的白色高熔点蜡，其工业品为呈略带黄色的细小颗粒，无毒，对人体无副作用，其粉状物滑腻感较强，不但具有很好的外部润滑作用，而且具有很好的内部润滑作用。在本发明中，乙烯基双硬脂酰胺用作润滑剂，提高熔融塑料的流动性脱模性，从而提高塑料加工能力。
甘油三醋酸酯，无色油状液体，相对密度1.152～1.158，与甲醇、乙醇、丙酮、甲苯、.醋酸、醋酸乙酯、氯仿等有机溶剂混溶，不溶于矿物油、大豆油和庚烷乞稍溶于水。在本发明中，甘油三醋酸酯用作增塑剂。
三嗪类紫外线吸收剂，具有良好的水溶性、活性反应基团和热稳定性，为优异的紫外线吸收剂。在本发明中，三嗪类紫外线吸收剂可提高塑料的耐老化性能。
乙二醇二甲基丙烯酸酯，无色透明液体，对光敏感。相对密度1.051。熔点为-20℃。沸点98～100℃。折光率1.4540。闪点为110℃，有催泪性和刺激性。在本发明中，乙二醇二甲基丙烯酸酯用作稳定剂。
聚烯烃弹性体,由橡胶和聚烯烃树脂组成的呈两相分离的聚合物混合物,是一种高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点。在本发明中，聚烯烃弹性体作为电缆料的基体材料。
三乙烯二胺，是农药生产引发剂，无氰电镀添加剂。也是聚氨酯泡沫塑料硬化剂，还是环氧树脂固化聚合催化剂、乙烯聚合催化剂、环氧化物催化剂等。在本发明中，三乙烯二胺用作催化剂。
高密度聚乙烯，是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。在本发明中，高密度聚乙烯用于改善聚烯烃弹性体的绝缘介电强度。
木粉，是由木材打成的粉末，一般是指家具厂、密度板厂、多层板厂木材加工剩余的材料。广泛应用于化工、建材、医药、保健、养殖、食品、制造、发电、等行业。在本发明中，木粉用于制备阻燃剂中的基体材料。
二亚乙基三胺，无色或黄色透明液体，略有氨的气味，稳定，主要用于羧络合指示剂、气体净化剂、环氧树脂固化剂，也用于合成橡胶。在本发明中，二亚乙基三胺用于制备阻燃剂反应中的固化剂。
氧化铁，化学式Fe2O3，溶于盐酸，为红棕色粉末。在本发明中用作氨气转化成氮气的催化剂。
氮气，无色无嗅的气体，在标准情况下的气体密度是1.25g/dm3，熔点-209.8℃,沸点-195.6℃，是难于液化的气体。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。在本发明中，氮气用作保护气体和渗氮反应气体。
氨气，是一种无色气体，有强烈的刺激气味，极易溶于水，氨对地球上的生物相当重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。在本发明中用作渗氮反应的反应气体。
吐温，又称聚山梨酯，为非离子型表面活性剂，有异臭，温暖而微苦，系一系列聚氧乙烯去水山梨醇的部分脂肪酸酯。广泛用作乳化剂和油类物质的增溶剂，被认为是无毒、无刺激性的材料。在本发明中，吐温主要用作表面活性剂。
辛醇磷酸酯钠盐，乳化、分散性能强，能促进基体材料被水湿润，向基体材料内部渗透，增加基体材料的渗透性。在本发明中，辛醇磷酸酯钠盐用作表面活性剂。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明中的硅溶胶和层状硅酸盐中的镁、铝金属离子生成硅酸镁和硅酸铝，从而使硅溶胶和层状硅酸盐之间具有强粘结力；同时硅溶胶通过对铜粉的强渗透力，使硅溶胶和铜粉先通过范德华力结合在一起，再经过丙烯酸-马来酸酐共聚物对金属离子的鳌合作用，使金属离子和丙烯酸-马来酸酐紧密鳌合在一起，形成鳌合离子，将铜粉、层状硅酸盐和硅溶胶紧密结合在一起，从而在基体材料铜粉中引进镁、铝金属离子，使铜、镁、铝离子能共同作用，大幅提升基体材料的防辐射效果，其产生的抗辐射能效果远高于只是单纯采用铜粉或者层状硅酸盐产生的防辐射效果之和。本技术手段在制备防辐射剂的过程中，各个组分相互作用，相互促进，共同提高防辐射剂的防辐射效果。
2.本发明通过对防辐射剂的表面进行活化，提高防辐射剂表面的活性，增加了电缆料的防辐射性能。本发明先采用在超声波协同表面活性剂对防辐射剂的表面进行处理。在超声波的振动下，防辐射剂分子结构中的键能产生振动，进而使防辐射剂与表面活性剂的接触更加充分，有利于提高与后续进行的塑料共混物料的相容性，加工性能提高，且使防辐射剂的效能发挥到最大；然后本发明采用等离子氧气处理防辐射剂的表面，通过等离子氧气的高速轰击，在防辐射剂的表面变得凹凸不平，增加了防辐射剂的表面积，进而为后续进行的和塑料共混提供更多的接触面积，使防辐射剂和塑料的接触更加紧密，增加电缆料的防辐射性能。本技术手段通过不同的方式和不同原理对防辐射剂的表面进行活化，共同提高了防辐射的效果。
3.本发明中的阻燃剂的制备方法简单可行且能高效提高电缆料的阻燃性能。本发明以木粉为原料，通过硅溶胶作为粘结剂，将木粉和氧化铁粘结在一起，然后将滤渣在氮气和氨气的环境中烧结。在梯度烧结过程中，一方面木粉在500℃时转变成碳结构；另一方面，在600-750℃的升温过程中，氨气经过铁原子的催化作用分解成氮气和氢气，氮气在高温条件下渗入碳结构中，产生渗氮反应，在碳结构的表面形成一层氮化碳，而氮化碳能够具有高效的阻燃效果，从而使制备而成的阻燃剂不仅具有碳结构还含有氮化碳；而且在冷却过程中采用急速冷却过程，使碳结构内部的空隙在急速降温过程来不及回缩而形成大面积的孔隙，增加了阻燃剂与塑料的接触面积，进而增加了阻燃剂与塑料的相容性。以上的阻燃剂的各个制备步骤相互配合，共同作用，环环相扣，共同提高了阻燃剂对电缆料的阻燃作用，其产生的阻燃效果远远高于只是单纯采用木粉烧结制备成阻燃剂产生的阻燃效果。
【具体实施方式】
实施例1：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将30份木粉、45份硅溶胶、2份二亚乙基三胺、1份氧化铁和60份去离子水相混合，放置5min后，放入球磨机中以300r/min的速度球磨40min后，真空过滤，取出滤渣在50℃下干燥8h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为50mL/min，氨气的气体流量为100mL/min，其中升温速率为10℃/min，升温至500℃时保温20min，然后继续升温至750℃，保温90min后，以50℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为20：10的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将15份硅溶胶、50份铜粉、5份二氧化钛、1份十二烷基苯磺酸钠、6份层状硅酸盐、4份丙烯酸-马来酸酐共聚物和12份助剂混合，在球磨机中以500r/min的速度球磨2h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在100℃中真空干燥8h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将100份防辐射剂加入10份表面活性剂和300份去离子水中，在超声功率为300W、温度为45℃和搅拌速度为150r/min的条件下反应3h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理15s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将15份阻燃剂、8份活化后的防辐射剂、5份碳纳米管、4份乙烯基双硬脂酰胺、6份甘油三醋酸酯、3份三嗪类紫外线吸收剂、20份乙二醇二甲基丙烯酸酯、80份聚烯烃弹性体、1份三乙烯二胺、1份过氧化双月桂酰、5份抗氧化剂1010和40份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以100℃、100r/min的条件共混25min后挤出成型，得到电缆料。
实施例2：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将31份木粉、50份硅溶胶、2.5份二亚乙基三胺、1份氧化铁和66份去离子水相混合，放置7min后，放入球磨机中以370r/min的速度球磨44min后，真空过滤，取出滤渣在53℃下干燥9h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为100mL/min，氨气的气体流量为180mL/min，其中升温速率为17℃/min，升温至500℃时保温22min，然后继续升温至750℃，保温100min后，以65℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为26：15的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将18份硅溶胶、55份铜粉、10份二氧化钛、2份十二烷基苯磺酸钠、10份层状硅酸盐、5份丙烯酸-马来酸酐共聚物和14份助剂混合，在球磨机中以650r/min的速度球磨2.5h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在115℃中真空干燥9h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将125份防辐射剂加入12份表面活性剂和340份去离子水中，在超声功率为390W、温度为54℃和搅拌速度为186r/min的条件下反应5h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理20s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将17份阻燃剂、11份活化后的防辐射剂、6份碳纳米管、5份乙烯基双硬脂酰胺、8份甘油三醋酸酯、4份三嗪类紫外线吸收剂、22份乙二醇二甲基丙烯酸酯、88份聚烯烃弹性体、2份三乙烯二胺、0.5份异丙苯过氧化氢、0.5份过氧化二碳酸二环己酯、5.5份抗氧化剂1010和53份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以104℃、135r/min的条件共混33min后挤出成型，得到电缆料。
实施例3：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将35份木粉、53份硅溶胶、3.5份二亚乙基三胺、1份氧化铁和70份去离子水相混合，放置8min后，放入球磨机中以420r/min的速度球磨52min后，真空过滤，取出滤渣在58℃下干燥11h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为105mL/min，氨气的气体流量为250mL/min，其中升温速率为14℃/min，升温至500℃时保温27min，然后继续升温至750℃，保温120min后，以75℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为23：16的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将17份硅溶胶、60份铜粉、10份二氧化钛、2份十二烷基苯磺酸钠、8份层状硅酸盐、7份丙烯酸-马来酸酐共聚物和14份助剂混合，在球磨机中以850r/min的速度球磨3h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在123℃中真空干燥9h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将140份防辐射剂加入11份表面活性剂和370份去离子水中，在超声功率为440W、温度为60℃和搅拌速度为190r/min的条件下反应5h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理25s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将17份阻燃剂、12份活化后的防辐射剂、8份碳纳米管、5份乙烯基双硬脂酰胺、7份甘油三醋酸酯、4份三嗪类紫外线吸收剂、30份乙二醇二甲基丙烯酸酯、88份聚烯烃弹性体、2份三乙烯二胺、0.5份偶氮二异丁腈、0.5份过氧化环己酮、6.5份抗氧化剂1010和53份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110℃、145r/min的条件共混32min后挤出成型，得到电缆料。
实施例4：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将34份木粉、55份硅溶胶、3.5份二亚乙基三胺、1份氧化铁和77份去离子水相混合，放置8min后，放入球磨机中以460r/min的速度球磨50min后，真空过滤，取出滤渣在57℃下干燥10h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为120mL/min，氨气的气体流量为230mL/min，其中升温速率为14℃/min，升温至500℃时保温27min，然后继续升温至750℃，保温130min后，以75℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为33：14的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将19份硅溶胶、66份铜粉、7份二氧化钛、2.5份十二烷基苯磺酸钠、10份层状硅酸盐、5份丙烯酸-马来酸酐共聚物和14份助剂混合，在球磨机中以800r/min的速度球磨3h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在110℃中真空干燥9h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将130份防辐射剂加入12份表面活性剂和350份去离子水中，在超声功率为400W、温度为55℃和搅拌速度为170r/min的条件下反应5h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理22s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将17份阻燃剂、10份活化后的防辐射剂、7份碳纳米管、5份乙烯基双硬脂酰胺、11份甘油三醋酸酯、4份三嗪类紫外线吸收剂、25份乙二醇二甲基丙烯酸酯、90份聚烯烃弹性体、2.5份三乙烯二胺、1份引发剂过氧化环己酮、6.5份抗氧化剂1010和43份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以115℃、118r/min的条件共混31min后挤出成型，得到电缆料。
实施例5：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将36份木粉、52份硅溶胶、3份二亚乙基三胺、1份氧化铁和78份去离子水相混合，放置6min后，放入球磨机中以440r/min的速度球磨57min后，真空过滤，取出滤渣在55℃下干燥9h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为80mL/min，氨气的气体流量为260mL/min，其中升温速率为15℃/min，升温至500℃时保温27min，然后继续升温至750℃，保温120min后，以60℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为35：16的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将16份硅溶胶、67份铜粉、8份二氧化钛、2份十二烷基苯磺酸钠、10份层状硅酸盐、5份丙烯酸-马来酸酐共聚物和13份助剂混合，在球磨机中以900r/min的速度球磨3.5h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在125℃中真空干燥9h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将140份防辐射剂加入14份表面活性剂和360份去离子水中，在超声功率为400W、温度为54℃和搅拌速度为175r/min的条件下反应4h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理24s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将18份阻燃剂、15份活化后的防辐射剂、7份碳纳米管、5份乙烯基双硬脂酰胺、11份甘油三醋酸酯、4份三嗪类紫外线吸收剂、33份乙二醇二甲基丙烯酸酯、96份聚烯烃弹性体、2份三乙烯二胺、0.5份过氧化双月桂酰、0.5份过氧化二碳酸二环己酯、6.5份抗氧化剂1010和45份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以120℃、145r/min的条件共混30min后挤出成型，得到电缆料。
实施例6：
1.前期准备：
阻燃剂的制备：按重量份数计，将40份木粉、60份硅溶胶、4份二亚乙基三胺、1份氧化铁和80份去离子水相混合，放置10min后，放入球磨机中以500r/min的速度球磨60min后，真空过滤，取出滤渣在60℃下干燥12h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，氮气的气体流量为150mL/min，氨气的气体流量为300mL/min，其中升温速率为20℃/min，升温至500℃时保温30min，然后继续升温至750℃，保温150min后，以80℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
表面活性剂由按重量比为36：17的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
将上述前期制备而得的物质用于下述阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将20份硅溶胶、70份铜粉、12份二氧化钛、3份十二烷基苯磺酸钠、11份层状硅酸盐、9份丙烯酸-马来酸酐共聚物和15份助剂混合，在球磨机中以1000r/min的速度球磨4h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在130℃中真空干燥12h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将150份防辐射剂加入15份表面活性剂和400份去离子水中，在超声功率为500W、温度为65℃和搅拌速度为200r/min的条件下反应6h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理30s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将20份阻燃剂、16份活化后的防辐射剂、10份碳纳米管、8份乙烯基双硬脂酰胺、13份甘油三醋酸酯、7份三嗪类紫外线吸收剂、34份乙二醇二甲基丙烯酸酯、100份聚烯烃弹性体、3份三乙烯二胺、0.5份异丙苯过氧化氢、0.5份过氧化环己酮、7份抗氧化剂1010和60份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以125℃、150r/min的条件共混35min后挤出成型，得到电缆料。
对比例1：防辐射阻燃电缆料制备方法的具体步骤、原料与实施例1基本相同，不同点在于：采用的防辐射剂为市面上出售的艾立华辐射防护剂。
对比例2：防辐射阻燃电缆料制备方法的具体步骤、原料与实施例1基本相同，不同点在于：没有采用防辐射剂的活化步骤。
对比例3：防辐射阻燃电缆料制备方法的具体步骤、原料与实施例1基本相同，不同点在于：步骤(3)所采用的阻燃剂为市面上常用的氢氧化镁阻燃剂。
对比试验1：
屏蔽性能测试：将对比例1-3与实施例1-6的制备方法各制备10000g防辐射阻燃电缆料，制成测试样品，用德国Philips公司生产的MG324型高稳定度X射线机按GB16363-1996进行测试，以比铅当量(M)作为屏蔽指标进行屏蔽性能分析。
对比试验2：
力学性能测试：将对比例1-3与实施例1-6的制备方法各制备10000g防辐射阻燃电缆料，制成测试样品，样品按照GB/T 2951.11-2008在模压机上模压成5B型哑铃状样条，切割的样条在25℃，相对湿度65％条件下调节16h，并在万能材料试验机上做力学性能测试，检测样品的拉伸强度和断裂伸长率，测试速度为10mm/min，每组样品测试5次，取平均值。
对比试验3：
阻燃级别测试：将对比例1-3与实施例1-6的制备方法各制备10000g防辐射阻燃电缆料，制成测试样品，采用垂直燃烧性能测试阻燃级别。垂直燃烧实验是评定材料燃烧等级的一种主要方法，与实际情况比较相符，且模拟性比较好，其中阻燃等级为HB、V-2、V-1和V-0逐级递减，V-0阻燃级别最高，阻燃性能最优。样品按照GB/T2918-1996割成样条,按照GB2918,将13mm×120mm×3mm的样条,在温度25℃、相对湿度50％±5％条件下分别调节48h,在垂直燃烧仪上做阻燃性能测试评估阻燃级别。
将对比实验1-3的实验结果进行计算检测，全部结果见表1。
表1：
表1的结果表明：比铅当量M数值越高，说明该方法制备的防辐射阻燃电缆料的防辐射能力越强，比铅当量M从高到低排列为：实施例5>实施例6>实施例4>实施例3>实施例1>实施例2>对比例3>对比例1>对比例2；
拉伸强度越高，说明该方法制备的防辐射阻燃电缆料的力学性能越强，拉伸强度从高到低排列为：实施例5>实施例4>实施例1＝实施例6>实施例2>实施例3>对比例2>对比例3>对比例1；
阻燃级别中，V-0级别的阻燃性能低于V-1级别的阻燃性能，对比例1-3的阻燃级别为V-1级，实施例1-6的阻燃级别为V-0级，说明该方法制备的防辐射阻燃电缆料的阻燃性能比对比例1-3的阻燃性能强；
断裂伸长率越高，说明该方法制备的防辐射阻燃电缆料的力学性能越强，拉伸强度从高到低排列为：实施例5>实施例4>实施例3>实施例6>实施例1>实施例2>对比例2>对比例1>对比例3。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)防辐射剂的制备：按重量份数计，将15-20份硅溶胶、50-70份铜粉、5-12份二氧化钛、1-3份十二烷基苯磺酸钠、6-11份层状硅酸盐、4-9份丙烯酸-马来酸酐共聚物和12-15份助剂混合，在球磨机中以500-1000r/min的速度球磨2-4h后静置2h,过滤，用无水乙醇充分洗涤滤渣，然后将滤渣在100-130℃中真空干燥8-12h，粉碎，过800目筛后，得到防辐射剂；
(2)防辐射剂的活化：按重量份数计，将100-150份防辐射剂加入10-15份表面活性剂和300-400份去离子水中，在超声功率为300-500W、温度为45-65℃和搅拌速度为150-200r/min的条件下反应3-6h后，过滤，取滤渣干燥后，放入等离子表面活化仪中，用等离子氧气处理15-30s后，得到活化后的防辐射剂；
(3)电缆料的制备：按重量份数计，将15-20份阻燃剂、8-16份活化后的防辐射剂、5-10份碳纳米管、4-8份乙烯基双硬脂酰胺、6-13份甘油三醋酸酯、3-7份三嗪类紫外线吸收剂、20-34份乙二醇二甲基丙烯酸酯、80-100份聚烯烃弹性体、1-3份三乙烯二胺、1份引发剂、5-7份抗氧化剂1010和40-60份高密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以100-125℃、100-150r/min的条件共混25-35min后挤出成型，得到电缆料。
2.根据权利要求1所述的一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将30-40份木粉、45-60份硅溶胶、2-4份二亚乙基三胺、1份氧化铁和60-80份去离子水相混合，放置5-10min后，放入球磨机中以300-500r/min的速度球磨40-60min后，真空过滤，取出滤渣在50-60℃下干燥8-12h，然后放入烧结炉中在氮气和氨气环境中进行梯度烧结，其中升温速率为10-20℃/min，升温至500℃时保温20-30min，然后继续升温至750℃，保温90-150min后，以50-80℃/min的降温速率急速冷却至室温，粉碎，过800目筛后，得到阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：所述的氮气的气体流量为50-150mL/min。
4.根据权利要求2所述的一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：所述的氨气的气体流量为100-300mL/min。
5.根据权利要求1所述的一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的表面活性剂由按重量比为20-36：10-17的吐温和辛醇磷酸酯钠盐混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种防辐射阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的引发剂为过氧化双月桂酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈和过氧化环己酮中的一种或多种。
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