CN106832508B - 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法 - Google Patents

一种耐高温阻燃电缆料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106832508B
CN106832508B CN201611189349.XA CN201611189349A CN106832508B CN 106832508 B CN106832508 B CN 106832508B CN 201611189349 A CN201611189349 A CN 201611189349A CN 106832508 B CN106832508 B CN 106832508B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
preparation
temperature
flame
retardant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611189349.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106832508A (zh
Inventor
蓝豆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU XINDE HIGH POLYMER MATERIAL Co.,Ltd.
Original Assignee
Liuzhou Chang Quan Trading Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liuzhou Chang Quan Trading Co Ltd filed Critical Liuzhou Chang Quan Trading Co Ltd
Priority to CN201611189349.XA priority Critical patent/CN106832508B/zh
Publication of CN106832508A publication Critical patent/CN106832508A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106832508B publication Critical patent/CN106832508B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C71/00—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor
    • B29C71/04—After-treatment of articles without altering their shape; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. for curing or vulcanising preformed articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • C08L2312/06—Crosslinking by radiation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于阻燃电缆领域，特别涉及了一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：(1)复合材料的制备：将去离子水、氮化钛和有机溶剂混合后，混合球磨，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，在1250‑1350℃下烧结70‑80min，接着在1400‑1550℃下烧结45‑65min，粉碎后得到复合材料；(2)基体材料的制备；(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150‑250W的红外线照射10‑15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100‑300kGy的辐射量辐射15‑30s，得到耐高温阻燃电缆料。本发明制备的耐高温阻燃电缆料耐高温且力学性能优异，阻燃效果良好，具有广泛的市场推广价值。

Description

一种耐高温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，特别涉及一种耐高温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。聚乙烯由于具有廉价、力学性能优异以及电绝缘性好等特点，在电线电缆绝缘材料中长期应用。但是聚乙烯极易燃烧，且长期使用温度不超过90℃，在许多场合限制了它的应用。所有人们用了许多方法来改善它的耐高温性，包括用接枝、加入高性能的抗氧剂和加入热稳定性更高的材料来共混改性，其中用三元乙丙橡胶共混改性的最为普遍，交联后使用温度可达到125℃，而现在开发的交联聚烯烃材料一般耐温等级均为90-135℃，这些产品在通常情况下使用已足够，但在某些行业，如航空、航天、建筑、汽车和核电等行业，需要使用耐温在135℃以上的材料。因此，研究一种在高温度下具有优良的物理机械性能和优异的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耐高温阻燃电缆料的制备方法，本发明通过在电缆料中引入复合材料、阻燃剂和抗氧化剂等助剂，再经过辐射交联，形成网络结构，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，提高物料的耐高温性能的同时，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：一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将100-120份去离子水、30-50份氮化钛和10-20份有机溶剂混合后，以150-200r/min的搅拌速度混合球磨24-36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100-120r/min的速度球磨4-6h，加入20-35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250-1350℃下烧结70-80min，接着在1400-1550℃下烧结45-65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将10-25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10-12h后，取出三元乙丙橡胶，与20-35份复合材料、5-10份阻燃剂、2-4份分散剂、3-7份二叔丁基过氧化物、2-5份水杨酸双酚A酯和120-150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110-120℃，120-160r/min的搅拌速度共混15-25min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150-250W的红外线照射10-15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100-300kGy的辐射量辐射15-30s，得到耐高温阻燃电缆料。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将3-6份氯化镁、40-50份镁掺杂介孔分子筛和150-200份去离子水放入反应器中，加热至80-90℃，加入1-3份钛酸酯类偶联剂和10-20份质量分数为15-20％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应6-10h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
在本发明中，作为进一步说明，所述的镁掺杂介孔分子筛由下述方法制备：按重量份数计，将2-5份十六烷基三甲基溴化铵溶于500-700份去离子水中，加入8-12份质量分数为25-35％的氢氧化钠溶液，升温至70-85℃后,先滴加4-6份质量分数为15-25％的氯化镁溶液，搅拌10-15min后滴加10-15份四丙氧基硅烷，在80-85℃下以200-400r/min的速度搅拌反应2-4h，密封熟化18-25h后，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以500-600℃焙烧5-7h，得到镁掺杂介孔分子筛。
在本发明中，作为进一步说明，所述的密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行；所述的密封熟化的温度为110-120℃。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的有机溶剂由按重量比为10：5-17：3-8的质量分数为40-50％的乙醇溶液、质量分数为15-20％的四氯化碳溶液和质量分数为10-15％的丙酮溶液混合而成。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的分散剂为双(2-乙基己基)磷酸酯、十二烷基硫酸钠、1-甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种。
部分原料的功能介绍如下：
氮化钛，具有典型的氯化钠型结构，属面心立方点阵，晶格常数a＝0.4241nm，其中钛原子位于面心立方的角顶。氮化钛粉末一般呈黄褐色，超细氮化钛粉末呈黑色，而氮化钛晶体呈金黄色。氮化钛抗热冲击性好，是一种很有特色的耐热材料。在本发明中，氮化钛作为制备氮-硅-钛结构的重要原料之一。
硅粉，也叫微硅粉，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。在逸出的烟尘中，SiO2含量约占烟尘总量的90％，颗粒度非常小，平均粒度几乎是纳米级别，故称为硅粉。在本发明中，硅粉作为制备氮-硅-钛结构的重要原料之一。
三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。它最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。在本发明中，三元乙丙橡胶作为后续进行的基体材料的辐射交联步骤中必不可少的辐射交联体，三元乙丙橡胶和其它基体材料通过辐射交联，可以形成网络结构。
液体聚异戊二烯，为无色或黄色透明液体，粘度为68-80pa.s，具有低温保持粘性和高温不易降性，不易燃烧，具有绝缘性能，不溶于水，耐丙酮。在本发明中，液体聚异戊二烯用作三元乙丙橡胶的溶剂，可以使三元乙丙橡胶溶胀，增加三元乙丙橡胶与其它基体材料的相容性，有利于后续进行的基体材料的共混步骤的进行。
二叔丁基过氧化物，又称过氧化二叔丁基，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，在本发明中用作紫外线吸收剂，可提高制品的耐候性。
低密度聚乙烯，英文名LDPE，是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。在本发明中，低密度聚乙烯用作阻燃电缆料的主要原材料。
氯化镁，化学式MgCl2，无色而易潮解晶体，有咸味，有一定腐蚀性。氯化镁通常含有六个分子的结晶水，即MgCl2·6H2O。在本发明中，氯化镁用于和氢氧化钠反应生成氢氧化镁，氢氧化镁具有阻燃作用。
氢氧化钠，为一种具有很强腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水，溶于水时放热并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气和二氧化碳。在本发明中，氢氧化钠用于和氯化镁反应生成氢氧化镁，氢氧化镁具有阻燃作用。
十六烷基三甲基溴化铵，是一种季铵盐、阳离子去污剂，为白色微晶粉末，易溶于乙醇，微溶于丙酮，几乎不溶于乙醚和苯。在本发明中，十六烷基三甲基溴化铵用做表面活性剂。
四丙氧基硅烷，无色透明液体，是一种重要的有机硅偶联剂、交联剂。在本发明中用作偶联剂。
双(2-乙基己基)磷酸酯，十二烷基硫酸钠，1-甲基戊醇，纤维素衍生物，聚丙烯酰胺，古尔胶和聚乙二醇脂肪酸酯在本发明中用作分散剂，使基体材料中的各个原料分散均匀，避免团聚现象发生，提高加工性能。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用液硅渗透法制备具有氮-硅-钛结构的复合材料，并在基体材料中分散均匀，使基体材料的耐燃烧性提高，从而增强了阻燃效果。本发明采用了氮化钛与由乙醇、丙酮和四氯化碳组成的有机溶剂高速球磨24-36h，使之形成的浆料中的氮化钛内部空间被完全渗透，有利于后续进行的液硅渗透步骤。接着将硅粉和干燥后的浆料在1250-1350℃烧结，缓慢打破硅粉的分子键能，使硅粉由固相逐渐向液相转变，在达到1400℃的硅粉的相转变温度后，硅粉完全变成熔融状态并渗透进氮化硅固体里，在渗透过程中，熔融的硅分子会填充氮化钛内部的孔隙，在使氮化钛内部的孔隙减小的同时使钛原子和硅原子之间形成弱结合，该弱结合能够提高基体材料的损伤容限，能够有效抑制燃烧时产生的裂纹的扩展，从而提高了基体材料的阻燃性能；另一方面，在高温条件下硅原子和氮原子也同时形成了强结合，提高了基体材料的抗冷热冲击性，进而提高了基体材料的耐高温性能。因此，液硅渗透法制备的具有氮-硅-钛结构的复合材料，能进一步有效提高基体材料的耐高温性能和阻燃性能。
2.本发明采用的阻燃剂通过氯化镁和氢氧化钠生成氢氧化镁，然后在钛酸酯类偶联剂的偶联作用下氢氧化镁沉淀到镁掺杂介孔分子筛中，形成高效的阻燃体系，大幅增加了阻燃效果，提高了阻燃效率。本发明采用水热晶法合成了镁掺杂介孔分子筛，将镁离子掺杂到介孔分子筛中，使介孔分子筛具有酸性中心，该酸性中心可对电缆料在燃烧过程中释放出的雾毒气进行催化转换，转变成无毒气体；同时介孔分子筛的孔洞结构对于电缆料燃烧过程中的雾毒气也具有吸附作用，减少了雾毒气的扩散；另一方面，氢氧化镁在镁离子的催化作用下，能够提高阻燃效率，快速吸收未完全燃烧的熔化残留物，从而使燃烧很快停止。氢氧化镁和镁掺杂介孔分子筛相互配合、相互作用，产生的阻燃效果远远高于单个组分产生的阻燃效果之和，进而提高了阻燃效率。
3.本发明先采用红外线照射基体材料，使基体材料的内部的分子结构活化，然后采用电子辐射的技术手段，使基体材料的内部的分子结构产生交联，形成网状结构，提高电缆料的耐高温性能和阻燃效果。本发明先采用了红外线照射基体材料，使基体材料内部的分子结构中的基团振动的同时吸收热量，产生能级跃迁，提高了分子结构的活性，为下一步的电子辐射交联做好铺垫；接着本发明采用电子辐射的技术手段，使基体材料内部活化后的分子结构产生交联，形成网状结构，使材料的内部结构更加稳定，从而提高了基体材料的耐高温性能和阻燃效果。本发明所采用的两个步骤相辅相成，缺一不可，共同提高了电缆料的耐高温性能和阻燃效果。
【具体实施方式】
实施例1：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将2份十六烷基三甲基溴化铵溶于500份去离子水中，加入8份质量分数为25％的氢氧化钠溶液，升温至70℃后,先滴加4份质量分数为15％的氯化镁溶液，搅拌10min后滴加10份四丙氧基硅烷，在80℃下以200r/min的速度搅拌反应2h，密封熟化18h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为110℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以500℃焙烧5h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将3份氯化镁、40份镁掺杂介孔分子筛和150份去离子水放入反应器中，加热至80℃，加入1份钛酸酯类偶联剂和10份质量分数为15％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应6h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为40％的乙醇溶液、5份质量分数为15％的四氯化碳溶液和3份质量分数为10％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将100份去离子水、30份氮化钛和10份有机溶剂混合后，以150r/min的搅拌速度混合球磨24h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100r/min的速度球磨4h，加入20份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250℃下烧结70min，接着在1400℃下烧结45min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将10份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10h后，取出三元乙丙橡胶，与20份复合材料、5份阻燃剂、2份双(2-乙基己基)磷酸酯、3份二叔丁基过氧化物、2份水杨酸双酚A酯和120份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110℃，120r/min的搅拌速度共混15min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以150W的红外线照射10min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100kGy的辐射量辐射15s，得到耐高温阻燃电缆料。
实施例2：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将3份十六烷基三甲基溴化铵溶于580份去离子水中，加入10份质量分数为27％的氢氧化钠溶液，升温至77℃后,先滴加4.5份质量分数为17％的氯化镁溶液，搅拌11min后滴加13份四丙氧基硅烷，在82℃下以330r/min的速度搅拌反应2.5h，密封熟化22h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为114℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以573℃焙烧6h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将4份氯化镁、45份镁掺杂介孔分子筛和180份去离子水放入反应器中，加热至84℃，加入1.5份钛酸酯类偶联剂和17份质量分数为18％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应7h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为44％的乙醇溶液、12份质量分数为16％的四氯化碳溶液和7份质量分数为13％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将105份去离子水、36份氮化钛和14份有机溶剂混合后，以190r/min的搅拌速度混合球磨30h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以108r/min的速度球磨5h，加入25份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1300℃下烧结72min，接着在1470℃下烧结60min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将19份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10.5h后，取出三元乙丙橡胶，与26份复合材料、6份阻燃剂、2份十二烷基硫酸钠、1份1-甲基戊醇、、4份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯和135份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以117℃，145r/min的搅拌速度共混22min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以210W的红外线照射11min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以230kGy的辐射量辐射18s，得到耐高温阻燃电缆料。
实施例3：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将4份十六烷基三甲基溴化铵溶于650份去离子水中，加入9份质量分数为29％的氢氧化钠溶液，升温至80℃后,先滴加5份质量分数为24％的氯化镁溶液，搅拌13min后滴加11份四丙氧基硅烷，在83℃下以270r/min的速度搅拌反应3.5h，密封熟化24h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为116℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以590℃焙烧6.5h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将5份氯化镁、47份镁掺杂介孔分子筛和188份去离子水放入反应器中，加热至82℃，加入2.5份钛酸酯类偶联剂和18份质量分数为17％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应8h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为41％的乙醇溶液、12份质量分数为19％的四氯化碳溶液和5份质量分数为13％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将113份去离子水、46份氮化钛和17份有机溶剂混合后，以166r/min的搅拌速度混合球磨33h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以114r/min的速度球磨5.5h，加入28份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1300℃下烧结74min，接着在1470℃下烧结63min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将23份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡11.5h后，取出三元乙丙橡胶，与22份复合材料、7份阻燃剂、1份纤维素衍生物、1份聚丙烯酰胺、1份古尔胶、6份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯和145份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以117℃，140r/min的搅拌速度共混19min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以220W的红外线照射11min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以195kGy的辐射量辐射20s，得到耐高温阻燃电缆料。
实施例4：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将4份十六烷基三甲基溴化铵溶于630份去离子水中，加入11份质量分数为30％的氢氧化钠溶液，升温至82℃后,先滴加5份质量分数为20％的氯化镁溶液，搅拌13min后滴加14份四丙氧基硅烷，在81℃下以340r/min的速度搅拌反应3.5h，密封熟化20h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为112℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以550℃焙烧6.5h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将5份氯化镁、43份镁掺杂介孔分子筛和175份去离子水放入反应器中，加热至85℃，加入2份钛酸酯类偶联剂和18份质量分数为16％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应8h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为41％的乙醇溶液、14份质量分数为19％的四氯化碳溶液和6份质量分数为12％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将115份去离子水、43份氮化钛和16份有机溶剂混合后，以180r/min的搅拌速度混合球磨34h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以110r/min的速度球磨4.5h，加入30份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1320℃下烧结73min，接着在1470℃下烧结60min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将23份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡11h后，取出三元乙丙橡胶，与30份复合材料、7份阻燃剂、2份聚丙烯酰胺、1份古尔胶、1份聚乙二醇脂肪酸酯、5份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯和130份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以114℃，140r/min的搅拌速度共混19min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以200W的红外线照射12min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以280kGy的辐射量辐射25s，得到耐高温阻燃电缆料。
实施例5：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将3份十六烷基三甲基溴化铵溶于670份去离子水中，加入10份质量分数为31％的氢氧化钠溶液，升温至82℃后,先滴加5.5份质量分数为20％的氯化镁溶液，搅拌13min后滴加14份四丙氧基硅烷，在81℃下以350r/min的速度搅拌反应3.5h，密封熟化22h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为114℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以570℃焙烧6.5h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将4份氯化镁、47份镁掺杂介孔分子筛和165份去离子水放入反应器中，加热至83℃，加入2份钛酸酯类偶联剂和17份质量分数为16％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应9h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为45％的乙醇溶液、16份质量分数为16％的四氯化碳溶液和6份质量分数为13％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将108份去离子水、44份氮化钛和17份有机溶剂混合后，以180r/min的搅拌速度混合球磨33h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以110r/min的速度球磨4.5h，加入24份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1280℃下烧结77min，接着在1500℃下烧结55min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将23份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10.5h后，取出三元乙丙橡胶，与28份复合材料、7份阻燃剂、1份双(2-乙基己基)磷酸酯、1份十二烷基硫酸钠、1份1-甲基戊醇、1份纤维素衍生物、4份二叔丁基过氧化物、3份水杨酸双酚A酯和135份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以118℃，150r/min的搅拌速度共混21min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以210W的红外线照射14min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以280kGy的辐射量辐射26s，得到耐高温阻燃电缆料。
实施例6：
1.前期准备：
镁掺杂介孔分子筛的制备：按重量份数计，将5份十六烷基三甲基溴化铵溶于700份去离子水中，加入12份质量分数为35％的氢氧化钠溶液，升温至85℃后,先滴加6份质量分数为25％的氯化镁溶液，搅拌15min后滴加15份四丙氧基硅烷，在85℃下以400r/min的速度搅拌反应4h，密封熟化25h后，密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行，所述的密封熟化的温度为120℃，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以600℃焙烧7h，得到镁掺杂介孔分子筛。
阻燃剂的制备：按重量份数计，将6份氯化镁、50份镁掺杂介孔分子筛和200份去离子水放入反应器中，加热至90℃，加入3份钛酸酯类偶联剂和20份质量分数为20％的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应10h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
有机溶剂的制备：按重量份数计，将10份质量分数为50％的乙醇溶液、17份质量分数为20％的四氯化碳溶液和8份质量分数为15％的丙酮溶液混合均匀，得到有机溶剂。
将上述前期制备而得的物质用于下述耐高温阻燃电缆料的制备方法上。
2.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)复合材料的制备：按重量份数计，将120份去离子水、50份氮化钛和20份有机溶剂混合后，以200r/min的搅拌速度混合球磨36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以120r/min的速度球磨6h，加入35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1350℃下烧结80min，接着在1550℃下烧结65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
(2)基体材料的制备：按重量份数计，将25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡12h后，取出三元乙丙橡胶，与35份复合材料、10份阻燃剂、1份聚丙烯酰胺、1份古尔胶、1份聚乙二醇脂肪酸酯、7份二叔丁基过氧化物、5份水杨酸双酚A酯和150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以120℃，160r/min的搅拌速度共混25min后挤出，得到基体材料；
(3)基体材料的辐射交联：将基体材料以250W的红外线照射15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以300kGy的辐射量辐射30s，得到耐高温阻燃电缆料。
对比例1：耐高温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(2)所采用的阻燃剂为氢氧化镁阻燃剂。
对比例2：耐高温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(2)所采用的阻燃剂中没有添加镁掺杂介孔分子筛。
对比例3：耐高温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：基体材料没有采用辐射交联步骤。
对比例4：耐高温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：基体材料没有添加复合材料。
对比试验1：
热稳定时间测试：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，按照GB/T 2951.11-2008制成测试样品，放在洁净的玻璃板上，将热老化实验箱温度升至大约200℃时，将玻璃板迅速放入其中，至温度达到加200℃时开始计时，注意观察颜色变化，将颜色开始变成微黄色时所需的时间记为200℃时热稳定时间。
对比试验2：
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，按照GB/T 2951.11-2008制成测试样品，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1-4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1-3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：200℃时热稳定时间越高，说明该方法制备的耐高温阻燃电缆料的耐高温性能越强，200℃时热稳定时间从高到低排列为：实施例3>实施例2>实施例4>实施例5>实施例1>实施例6>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高温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3>实施例2＝实施例4>实施例5>实施例6>实施例1>对比例3>对比例2>对比例4>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高温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，说明该方法制备的耐高温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3＝实施例5>实施例6>实施例4>实施例1>实施例2>对比例1>对比例2>对比例4>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 (4)

1.一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）复合材料的制备：按重量份数计，将100-120份去离子水、30-50份氮化钛和10-20份有机溶剂混合后，以150-200r/min的搅拌速度混合球磨24-36h，得到混合浆料，将混合浆料烘干后，以100-120r/min的速度球磨4-6h，加入20-35份硅粉混合均匀后放入高温真空炉在1250-1350℃下烧结70-80min，接着在1400-1550℃下烧结45-65min，粉碎过200目筛后得到复合材料；
（2）基体材料的制备：按重量份数计，将10-25份三元乙丙橡胶放入液体聚异戊二烯中浸泡10-12h后，取出三元乙丙橡胶，与20-35份复合材料、5-10份阻燃剂、2-4份分散剂、3-7份二叔丁基过氧化物、2-5份水杨酸双酚A酯和120-150份低密度聚乙烯相混合后，放入转矩流变仪中，以110-120℃，120-160r/min的搅拌速度共混15-25min后挤出，得到基体材料；
（3）基体材料的辐射交联：将基体材料以150-250W的红外线照射10-15min，然后放置在电子加速器辐照装置中，以100-300kGy的辐射量辐射15-30s，得到耐高温阻燃电缆料；
步骤（2）所述的阻燃剂由下述方法制备：按重量份数计，将3-6份氯化镁、40-50份镁掺杂介孔分子筛和150-200份去离子水放入反应器中，加热至80-90℃，加入1-3份钛酸酯类偶联剂和10-20份质量分数为15-20%的氢氧化钠溶液，保温搅拌反应6-10h后，过滤，用无水乙醇洗涤滤渣，干燥后得到阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：所述的镁掺杂介孔分子筛由下述方法制备：按重量份数计，将2-5份十六烷基三甲基溴化铵溶于500-700份去离子水中，加入8-12份质量分数为25-35%的氢氧化钠溶液，升温至70-85℃后, 先滴加4-6份质量分数为15-25%的氯化镁溶液，搅拌10-15min后滴加10-15份四丙氧基硅烷，在80-85℃下以200-400r/min的速度搅拌反应2-4h，密封熟化18-25h后，加入蒸馏水沉淀，过滤后取滤渣进行真空干燥，最后在马弗炉中以500-600℃焙烧5-7h，得到镁掺杂介孔分子筛。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：所述的密封熟化是在涂覆有耐腐蚀涂层的陶瓷缸中进行；所述的密封熟化的温度为110-120℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的分散剂为双（2-乙基己基）磷酸酯、十二烷基硫酸钠、1-甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或多种。
CN201611189349.XA 2016-12-21 2016-12-21 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法 Active CN106832508B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611189349.XA CN106832508B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611189349.XA CN106832508B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106832508A CN106832508A (zh) 2017-06-13
CN106832508B true CN106832508B (zh) 2019-08-23

Family

ID=59139670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611189349.XA Active CN106832508B (zh) 2016-12-21 2016-12-21 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106832508B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112233843B (zh) * 2020-12-17 2021-02-26 特变电工(德阳)电缆股份有限公司 一种环保阻燃耐寒耐磨电缆及其制造方法和应用
CN113628795B (zh) * 2021-08-17 2023-04-07 贵州新曙光电缆有限公司 一种铝导体光伏电缆

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207421A (ja) * 2013-03-19 2014-10-30 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 Ｐｔｃ組成物

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102964696B (zh) * 2012-11-13 2016-05-18 安徽春辉仪表线缆集团有限公司 一种三元乙丙橡胶阻燃电缆料及其制备方法
CN103467819A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 晶锋集团股份有限公司 一种耐高温阻燃电缆料及其制备方法
CN105331047A (zh) * 2015-11-17 2016-02-17 国网河南省电力公司周口供电公司 一种特高压耐热绝缘材料及其制备方法
CN105860425A (zh) * 2016-05-07 2016-08-17 淄博夸克医药技术有限公司 一种耐高温阻燃电缆材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207421A (ja) * 2013-03-19 2014-10-30 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 Ｐｔｃ組成物

Also Published As

Publication number Publication date
CN106832508A (zh) 2017-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112961528B (zh) 一种环保型防火涂料及其制备方法
CN105884267B (zh) 一种阻燃、无滴落、可陶瓷化硅橡胶及其制备方法
CN102250406B (zh) 一种具有高阻燃性能的聚乙烯材料
CN102643469B (zh) 一种ldpe/eva阻燃复合材料及其制备方法
CN102504616B (zh) 一种磷氮系粘土基复合阻燃剂及其制备方法
CN113717511B (zh) 一种Mxene基阻燃不饱和树脂材料及其制备方法
CN105017740A (zh) 一种天然纤维复合材料及其制备方法
CN114409997B (zh) 一种加工性好的高阻燃光电复合缆护套材料及其制备方法
CN108003628A (zh) 阻燃室温硫化硅橡胶及其制备方法
CN104371199A (zh) 一种低烟无卤煤矿用电缆料及其制备方法
CN106832508B (zh) 一种耐高温阻燃电缆料的制备方法
CN110467779A (zh) 一种三代核电站严酷电缆用高性能合成橡胶及其制备方法
CN102850811A (zh) 一种环保无卤路用阻燃抑烟沥青及其制备方法
CN106336675B (zh) 一种抑制沥青燃烧过程的复合阻燃剂配方及其制备方法
CN108503895B (zh) 镧负载有机磷修饰氮掺杂石墨烯的制备方法及其阻燃改性abs
CN103396600B (zh) 高性能含有机硅无卤阻燃聚烯烃复合材料
CN114656702B (zh) 一种建筑安全网用阻燃橡胶及其制备方法
CN112111094A (zh) 树脂包覆二乙基次磷酸铝阻燃低密度聚乙烯及其制备方法
CN105837856A (zh) 一种无机阻燃剂的制备方法
CN109553891A (zh) 一种环保无卤阻燃电缆材料及其制备方法
CN107446368B (zh) 以硅烷改性勃姆石为阻燃剂的木塑复合材料及其制备方法
CN110054809B (zh) 一种复合阻燃剂及其制备方法和其在聚丙烯中的应用
CN114957822B (zh) 一种阻燃抗蚀电缆材料及其制备方法
CN107474387A (zh) 聚丙烯用有机硅阻燃剂及其制备方法
CN100352859C (zh) 纳米复合阻燃母料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200831

Address after: No.288 Xingyuan Road, modern science and Technology Industrial Park, Jiangyan District, Taizhou City, Jiangsu Province

Patentee after: JIANGSU XINDE HIGH POLYMER MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: 545021, No. 1, No. 1-20, hang long Plaza, 20 North Bird Road, Liu Bei District, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, Liuzhou

Patentee before: LIUZHOU CHANGQUAN TRADE Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right