CN106832501A - 一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于阻燃电缆领域，特别涉及了一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，按重量份数计，包括以下原料：60‑80份聚烯烃弹性体复合材料，10‑20份抗氧化剂，5‑8份柠檬酸酯，0.5‑1份耐‑50℃的润滑油，2‑4份二叔丁基过氧化物，2‑4份水杨酸双酚A酯，5‑8份颜料红，3‑6份双马来酰亚胺和30‑45份无机阻燃剂。本发明还公开了耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法。本发明制备的耐低温聚烯烃阻燃电缆料耐低温且力学性能优异，阻燃效果良好，具有广泛的市场推广价值。

Description

一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及阻燃电缆料领域，特别涉及一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料及其制备方法。

【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、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。欧盟和日本一些大公司提出了对聚氯乙烯限制使用的条例，因此低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料引起了人们更多的关注，它具有阻燃、低烟、无卤、低毒等特性，发展也非常迅猛，为了达到一定的阻燃效果，必须加入大量的氢氧化铝、氢氧化镁，一般要达到总量的一半以上。但大量氢氧化铝和氢氧化镁的加入，必将导致材料物理机械性能、电气性能和加工性能方面大大劣化，在低温下物理机械性能变得更加差。因此，研究一种在低温度下具有优良的物理机械性能和优异的阻燃性能的聚烯烃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耐低温聚烯烃阻燃电缆料及其制备方法，本发明通过在电缆料中引入聚烯烃弹性体复合材料、无机阻燃剂和抗氧化剂来解决上述技术问题。这种聚烯烃弹性体复合材料应用在电缆料的加工过程中，可以明显改善物料的流动性，在提高物料的拉伸强度和断裂伸长率，降低物料的冲击脆化温度的同时，提高电缆料的阻燃性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，按重量份数计，包括以下原料：60-80份聚烯烃弹性体复合材料，10-20份抗氧化剂，5-8份柠檬酸酯，0.5-1份耐-50℃的润滑油，2-4份二叔丁基过氧化物，2-4份水杨酸双酚A酯，5-8份颜料红，3-6份双马来酰亚胺和30-45份无机阻燃剂；

所述的聚烯烃弹性体复合材料由下述方法制备：按重量份数计，将60-80份聚烯烃弹性体、20-26份木质素、50-70份聚丙烯、1-4份环氧脂肪酸甲酯与10-20份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为9-12，螺杆转速为180-220r/min，挤出速度为130-150r/min，机头温度为135-160℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以60-73℃的温度干燥18-24h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

在本发明中，作为进一步说明，所述的木质素由下述方法制备：按重量份数计，将100-200份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为40-65％的浓缩液，然后用质量分数为为10-15％的盐酸溶液调节pH值至8.2-8.5，加入有机溶剂，在0.5-0.8MPa的压力条件下，搅拌反应3-5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在60-70℃干燥24-36h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

在本发明中，作为进一步说明，所述的有机溶剂由按重量比为10：6-13的质量分数为65-80％的乙醇溶液和质量分数为30-45％的丙酮溶液混合而成。

在本发明中，作为进一步说明，所述的无机阻燃剂由按重量比为10-30：8-12：6-10的硼酸锌、多聚磷酸铵和粘度≤20000cp的氢氧化铝混合而成。

在本发明中，作为进一步说明，所述的抗氧化剂为抗氧化剂168、抗氧化剂1098和抗氧化剂215中的一种或多种。

在本发明中，作为进一步说明，所述的耐-50℃的润滑油为舒泊润润滑脂。

在本发明中，作为进一步说明，按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将抗氧化剂、二叔丁基过氧化物、水杨酸双酚A酯、双马来酰亚胺和无机阻燃剂混合均匀，加热至38-45℃后，加入聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以70-80℃，150-200r/min的速度搅拌5-10min后，加入柠檬酸酯、颜料红和耐-50℃的润滑油，以120-135℃，200-250r/min的速度搅拌15-20min后，以100-150r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

部分原料的功能介绍如下：

柠檬酸酯，化学名3-羟基-3-羧基戊二酸三丁酯，是一种酯类化合物，无色透明高沸点液体，微溶于水，与多数有机溶剂互溶。工业上由柠檬酸与正丁醇反应而成，可直接用于增塑剂。本品低毒，可视为无毒增塑剂，俗称环保型增塑剂，可以替代应用范围受到限制的邻苯二甲酸酯类增塑剂。在本发明中，柠檬酸值用作增塑剂，改善电缆料的原材料的加工性能。

二叔丁基过氧化物，无色至微黄色透明液体，不溶于水，与苯、甲苯、丙酮等有机溶剂混溶。有强氧化性，易燃，常温下较稳定，对撞击不敏感。在本发明中，二叔丁基过氧化物用作交联剂，使电缆料之间的各成分产生交联，形成网状结构。

水杨酸双酚A酯，在本发明中作为紫外线吸收剂，提高制品的耐候性。

颜料红，为苯并咪唑酮类，给出蓝光红色调，优良的耐热稳定性、耐光耐气候牢度及耐迁移性能。在本发明中用于塑料着色。

双马来酰亚胺，是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物，有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性，可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型，克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点。在本发明中，双马来酰亚胺用作制备电缆料过程中的助剂，用来改善原料的流动性，提高加工性能。

聚烯烃弹性体，是美国DOW化学公司以茂金属为催化剂的具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体的主要性能非常突出，具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质、力学性能优异等优点。在本发明中，聚烯烃弹性体用作制备聚烯烃弹性体复合材料的主要材料，

木质素，是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。利用木质素的粘结性、分散性、螯合性使其广泛应用于各个行业，以改善物质的物理化学性能，节省成本，提高效率。在本发明中，木质素用于与聚烯烃弹性体之间相互交联，形成网状结构，提高交联密度。

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是所有塑料中最轻的品种之一。在本发明中，聚丙烯用作制备聚烯烃弹性体复合材料的主要原料，用来改善聚烯烃弹性体的化学稳定性。

环氧脂肪酸甲酯在常温下为浅黄色液体，是以脂肪酸甲酯为主要原料的新型环保增塑剂，是一种无毒、无味的聚氯乙烯增塑剂兼稳定剂。在本发明中，环氧脂肪酸甲酯在制备聚烯烃弹性体复合材料的过程中用作增塑剂和稳定剂，提高聚烯烃弹性体复合材料的加工性能。

聚乙烯醇，简称PVA，外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。聚乙烯醇溶于水，由于聚乙烯醇具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品。在本发明中，聚乙烯醇作为聚烯烃弹性体复合材料制备过程中的粘合剂和稳定剂

造纸黑液，为碱法造纸工艺产生的废水中含有大量的木质素，呈黑褐色，故称作造纸黑液。造纸黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质，直接排放到水体中会造成严重的污染。在本发明中，造纸黑液作为提取木质素的原料来源。

硼酸锌，无规则白色或淡黄色粉末，广泛用于塑料、橡胶、油漆、阻燃涂料、陶瓷、电绝缘材料，电子制品外壳、电线、电缆等。特别是用作阻燃剂和消烟剂与含卤素阻燃剂配合使用效果更佳。在本发明中，硼酸锌作为协同阻燃剂，协同多聚磷酸铵和粘度≤20000cp的氢氧化铝，共同发挥阻燃作用。

多聚磷酸铵，白色流动性粉末，聚合度n≥1000，PH值为5.5-7.0，几乎不溶于水的结晶II型聚磷酸铵，具有高效阻燃，环境友好，添加量少，机械性能影响小等优良特点。在本发明中，多聚磷酸铵作为主阻燃剂发挥主要阻燃作用。

粘度≤20000cp的氢氧化铝，白色胶体，为新型阻燃剂，具有无卤，低烟，无毒，填充。粘度低和抗沉降性强的优点。在本发明中，粘度≤20000cp的氢氧化铝粘度低，比一般的氢氧化铝更容易分散其它物料，避免物料的团聚现象发生，同时还能作为阻燃剂，发挥阻燃效果。

抗氧化剂168，抗氧化剂1098，抗氧化剂215，在本发明中用作抗氧化剂，用于提高制品的耐候性。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料中采用的主体材料聚烯烃弹性体复合材料是经过改性后的聚烯烃弹性体，大大改善了聚烯烃弹性体的耐低温性能。该复合材料中，采用环氧脂肪酸甲酯改善木质素分子、聚烯烃弹性体、聚丙烯和聚碳酸酯相互之间的相容性，使木质素-聚烯烃弹性体之间相互交联，形成网状结构，提高了交联密度，降低体系粘度，进而提高了体系的拉伸强度和断裂伸长率，改善体系的加工性；同时通过木质素和聚碳酸酯改性聚烯烃弹性体，在聚烯烃弹性体结构中引进苯环结构，改善聚烯烃弹性体的抗冲击性能；通过聚丙烯和聚烯烃弹性体共混，形成丙烯-α-烯烃共聚物，在低温下仍具有良好的柔软性，改善聚烯烃弹性体的耐低温性能。

2.本发明一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料具有优异的耐低温性能、拉伸强度、断裂伸长率和耐阻燃性能。由于所获得的聚烯烃弹性体复合材料在聚烯烃弹性体结构和木质素的之间存在的网状结构，可与无机阻燃剂具有很好的粘结性，使得无机阻燃剂能够很好的分散在网状结构中，形成连续、均匀的致密结构，有利于隔绝火焰产生的高温，对内部物质其保护作用，达到更好的阻燃效果。于此同时，通过抗氧化剂、水杨酸双酚A酯和二叔丁基过氧化物，提高了体系的耐候性。电缆料中的各个组分相互配合，相互促进，产生的效果远远高于单个组分产生的效果之和，大大提高了电缆料在低温条件下阻燃效果和力学性能。

3.本发明充分利用造纸黑液中丰富的木质素并进行提取，该提取方法简单、可操作性强。本发明在对造纸黑液进行浓缩后，使造纸黑液中的易挥发气体得到挥发，同时造纸黑液内的有机物质浓缩，在调节造纸黑液的pH值后，在高压条件下，使木质素快速溶于乙醇和丙酮形成的有机溶剂中，减少了反应时间，再通过蒸馏水将木质素沉淀出来。本发明采取的木质素的提取方法简单可行，可操作性、可控性强，提取木质素纯度高；本发明还对造纸黑液进行了科学回收，减少了造纸黑液对环境的污染。

4.本发明所采用的耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备过程中采用先将抗氧化剂、二叔丁基过氧化物、水杨酸双酚A酯、双马来酰亚胺和无机阻燃剂等助剂加热，使其分子内部的范德华力被打破，流动性增加，更加容易与聚烯烃弹性体复合材料相结合，共混效果更好；最后加入柠檬酸酯、颜料红和耐-50℃的润滑油等助剂，改善聚烯烃弹性体复合材料的加工性能。

【具体实施方式】

实施例1：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为65％的乙醇溶液和6份质量分数为30％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将100份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为40％的浓缩液，然后用质量分数为为10％的盐酸溶液调节pH值至8.2，加入有机溶剂，在0.5MPa的压力条件下，搅拌反应3h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在60℃干燥24h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将60份聚烯烃弹性体、20份木质素、50份聚丙烯、1份环氧脂肪酸甲酯与10份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为9，螺杆转速为180r/min，挤出速度为130r/min，机头温度为135℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以60℃的温度干燥18h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将10份硼酸锌、8份多聚磷酸铵和6份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将10份抗氧化剂168、2份二叔丁基过氧化物、2份水杨酸双酚A酯、3份双马来酰亚胺和30份无机阻燃剂混合均匀，加热至38℃后，加入60份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以70℃，150r/min的速度搅拌5min后，加入5份柠檬酸酯、5份颜料红和0.5份舒泊润润滑脂，以120℃，200r/min的速度搅拌15min后，以100r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

实施例2：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为67％的乙醇溶液和9份质量分数为32％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将135份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为50％的浓缩液，然后用质量分数为为11％的盐酸溶液调节pH值至8.3，加入有机溶剂，在0.6MPa的压力条件下，搅拌反应3.5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在62℃干燥32h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将75份聚烯烃弹性体、24份木质素、55份聚丙烯、2份环氧脂肪酸甲酯与13份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为10，螺杆转速为200r/min，挤出速度为136r/min，机头温度为140℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以66℃的温度干燥22h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将26份硼酸锌、10份多聚磷酸铵和7份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将10份抗氧化剂1098、2份抗氧化剂215、2.5份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯、5份双马来酰亚胺和41份无机阻燃剂混合均匀，加热至40℃后，加入75份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以77℃，165r/min的速度搅拌8min后，加入6份柠檬酸酯、7份颜料红和0.6份舒泊润润滑脂，以133℃，240r/min的速度搅拌16min后，以140r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

实施例3：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为71％的乙醇溶液和8份质量分数为44％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将170份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为60％的浓缩液，然后用质量分数为为13％的盐酸溶液调节pH值至8.4，加入有机溶剂，在0.7MPa的压力条件下，搅拌反应4h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在64℃干燥35h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将69份聚烯烃弹性体、21份木质素、63份聚丙烯、3份环氧脂肪酸甲酯与14份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为11，螺杆转速为200r/min，挤出速度为145r/min，机头温度为155℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以70℃的温度干燥21h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将26份硼酸锌、9份多聚磷酸铵和8份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将8份抗氧化剂168、8份抗氧化剂1098、3.5份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯、5份双马来酰亚胺和38份无机阻燃剂混合均匀，加热至43℃后，加入73份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以74℃，185r/min的速度搅拌6min后，加入7份柠檬酸酯、7份颜料红和0.7份舒泊润润滑脂，以133℃，240r/min的速度搅拌17min后，以122r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

实施例4：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为71％的乙醇溶液和8份质量分数为41％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将190份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为57％的浓缩液，然后用质量分数为为13％的盐酸溶液调节pH值至8.3，加入有机溶剂，在0.6MPa的压力条件下，搅拌反应4.5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在65℃干燥30h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将72份聚烯烃弹性体、23份木质素、59份聚丙烯、2份环氧脂肪酸甲酯与17份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为10，螺杆转速为195r/min，挤出速度为147r/min，机头温度为152℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以68℃的温度干燥22h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将25份硼酸锌、11份多聚磷酸铵和9份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将10份抗氧化剂168、3份抗氧化剂215、3.5份二叔丁基过氧化物、3.5份水杨酸双酚A酯、5份双马来酰亚胺和36份无机阻燃剂混合均匀，加热至41℃后，加入78份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以75℃，178r/min的速度搅拌6min后，加入7份柠檬酸酯、6份颜料红和0.9份舒泊润润滑脂，以131℃，245r/min的速度搅拌17min后，以115r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

实施例5：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为74％的乙醇溶液和8份质量分数为36％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将186份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为49％的浓缩液，然后用质量分数为为13％的盐酸溶液调节pH值至8.4，加入有机溶剂，在0.6MPa的压力条件下，搅拌反应4.5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在68℃干燥35h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将75份聚烯烃弹性体、24份木质素、66份聚丙烯、4份环氧脂肪酸甲酯与13份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为11，螺杆转速为200r/min，挤出速度为142r/min，机头温度为155℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以70℃的温度干燥19h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将23份硼酸锌、11份多聚磷酸铵和9份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将8份抗氧化剂168、5份抗氧化剂1098、5份抗氧化剂215、3.5份二叔丁基过氧化物、2.5份水杨酸双酚A酯、4份双马来酰亚胺和35份无机阻燃剂混合均匀，加热至40℃后，加入72份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以74℃，166r/min的速度搅拌6min后，加入7份柠檬酸酯、6份颜料红和0.9份舒泊润润滑脂，以130℃，240r/min的速度搅拌16min后，以146r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

实施例6：

1.前期准备：

所述的有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为80％的乙醇溶液和13份质量分数为45％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。

木质素的制备：按重量份数计，将200份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为65％的浓缩液，然后用质量分数为为15％的盐酸溶液调节pH值至8.5，加入有机溶剂，在0.8MPa的压力条件下，搅拌反应5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在70℃干燥36h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

聚烯烃弹性体复合材料的制备：按重量份数计，将80份聚烯烃弹性体、26份木质素、70份聚丙烯、4份环氧脂肪酸甲酯与20份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为12，螺杆转速为220r/min，挤出速度为150r/min，机头温度为160℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以73℃的温度干燥24h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

无机阻燃剂的制备：按重量份数计，将30份硼酸锌、12份多聚磷酸铵和10份粘度≤20000cp的氢氧化铝混合均匀，得到无机阻燃剂。

将上述前期制备而得的物质用于下述耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法上。

2.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：

按重量份数计，将20份抗氧化剂215、4份二叔丁基过氧化物、4份水杨酸双酚A酯、6份双马来酰亚胺和45份无机阻燃剂混合均匀，加热至45℃后，加入80份聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以80℃，200r/min的速度搅拌10min后，加入8份柠檬酸酯、8份颜料红和1份舒泊润润滑脂，以135℃，250r/min的速度搅拌20min后，以150r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。

对比例1：耐低温聚烯烃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：没有采用聚烯烃弹性体复合材料，而是直接采用聚烯烃弹性体材料。

对比例2：耐低温聚烯烃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：聚烯烃弹性体复合材料中没有加入木质素。

对比例3：耐低温聚烯烃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：聚烯烃弹性体复合材料中没有加入聚乙烯醇。

对比例4：耐低温聚烯烃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：所采用的阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂。

对比试验1：

力学性能测试：将对比例1-4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，检测样品的冲击脆化温度、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2：

阻燃级别测试：将对比例1-4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1-2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：冲击脆化温度越低，说明该方法制备的耐低温聚烯烃阻燃电缆料的耐低温性能越强，冲击脆化温度从低到高排列为：实施例4＝实施例5<实施例2＝实施例6<实施例3<实施例1<对比例1<对比例2＝对比例4<对比例3；

拉伸强度越高，说明该方法制备的耐低温聚烯烃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2>实施例4>实施例1＝实施例6>实施例3>对比例2>对比例4>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1-4的阻燃级别为V-1级，实施例1-6的阻燃级别为V-0级，说明该方法制备的耐低温聚烯烃阻燃电缆料的阻燃性能比对比例1-2的阻燃性能强；

断裂伸长率越高，说明该方法制备的耐低温聚烯烃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6>实施例4>实施例3>实施例1>实施例2>对比例1>对比例4>对比例2>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 (7)

1.一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：按重量份数计，包括以下原料：60-80份聚烯烃弹性体复合材料，10-20份抗氧化剂，5-8份柠檬酸酯，0.5-1份耐-50℃的润滑油，2-4份二叔丁基过氧化物，2-4份水杨酸双酚A酯，5-8份颜料红，3-6份双马来酰亚胺和30-45份无机阻燃剂；

所述的聚烯烃弹性体复合材料由下述方法制备：按重量份数计，将60-80份聚烯烃弹性体、20-26份木质素、50-70份聚丙烯、1-4份环氧脂肪酸甲酯与10-20份聚乙烯醇共混,然后加入到双螺杆式挤出机中,在螺杆长径比为9-12，螺杆转速为180-220r/min，挤出速度为130-150r/min，机头温度为135-160℃的条件下挤出后,经风冷磨面切粒,最后将颗粒放入回转真空干燥机中以60-73℃的温度干燥18-24h，得到聚烯烃弹性体复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：所述的木质素由下述方法制备：按重量份数计，将100-200份造纸黑液加热至沸腾，形成固形物含量为40-65％的浓缩液，然后用质量分数为为10-15％的盐酸溶液调节pH值至8.2-8.5，加入有机溶剂，在0.5-0.8MPa的压力条件下，搅拌反应3-5h，过滤后在滤液中加入蒸馏水进行沉淀，过滤，取滤渣在气流干燥室中在60-70℃干燥24-36h，粉碎，过200目筛，得到木质素。

3.根据权利要求2所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：所述的有机溶剂由按重量比为10：6-13的质量分数为65-80％的乙醇溶液和质量分数为30-45％的丙酮溶液混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：所述的无机阻燃剂由按重量比为10-30：8-12：6-10的硼酸锌、多聚磷酸铵和粘度≤20000cp的氢氧化铝混合而成。

5.根据权利要求1所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：所述的抗氧化剂为抗氧化剂168、抗氧化剂1098和抗氧化剂215中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料，其特征在于：所述的耐-50℃的润滑油为舒泊润润滑脂。

7.根据权利要求1-7任意一项所述的一种耐低温聚烯烃阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，将抗氧化剂、二叔丁基过氧化物、水杨酸双酚A酯、双马来酰亚胺和无机阻燃剂混合均匀，加热至38-45℃后，加入聚烯烃弹性体复合材料后放入转矩流变仪中，以70-80℃，150-200r/min的速度搅拌5-10min后，加入柠檬酸酯、颜料红和耐-50℃的润滑油，以120-135℃，200-250r/min的速度搅拌15-20min后，以100-150r/min的速度挤出造粒，得到耐低温聚烯烃阻燃电缆料。