CN108912646A - 一种阻燃电力保护管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃电力保护管材及其制备方法,涉及电力材料领域,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯60‑70份、丁腈橡胶32‑45份、低密度聚乙烯16‑22份、沸石粉6‑12份、纳米二氧化硅10‑18份、钛白粉3‑9份、纳米氢氧化铝8‑15份、改性氧化石墨烯4‑9份、聚磷酸铵1‑3份、膨胀蛭石4‑10份、聚乙烯蜡1‑3份、交联剂TAIC1.2‑1.8份、钙型稳定剂1‑2份、抗氧剂1.3‑1.8份、抗紫外剂0.7‑1.5份和乙烯‑丙烯共聚物4‑10份;本发明管材通过各组分间的复配和协同发挥作用,具有阻燃性高、抗氧化性高和耐久性优异的优点,抗机械冲击性和耐折耐拉性能优异,使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电力材料领域,具体涉及一种阻燃电力保护管材及其制备方法。
背景技术
电力护套管是一种电缆上常用的绝缘保护热缩套管,电力护套管一般需要应用在各种恶劣环境,包括海底,雪地以及盐碱环境等等。由于使用环境恶劣,需要对塑料材质进行增强改性,使之具有较高的环刚度,用以抵抗外界荷载;需要有较强的耐冷耐热能力,并且不易被腐蚀不易变形,使用寿命长等特点。现有技术中的电力护套管往往存在各种性能不能兼备,应用范围不够广泛,技术人员针对不同环境选择电力护套管的类型往往很为难。
中国专利CN103724879B公开了一种电力护套管及其制备方法,其由下述重量份的原料制备而成,钛酸钡粉2,氮化铝粉2,碳化铬粉2,硼砂2,滑石粉2,碳酸钙粉2,硅胶2,十溴二苯乙烷5,硬脂酸8,淀粉醚10,甲壳素15,聚碳酸酯20,羟乙基纤维素30,聚乙烯醇36,聚氯乙烯45;本发明材料具有良好的拉伸机械性能,但是材料的阻燃性不够高,而且聚氯乙烯材料燃烧产生有害烟雾,污染环境。
中国专利CN102391591A公开了一种聚氯乙烯电力护套管及其加工方法,聚氯乙烯电力护套管按重量份数由以下原料组成:聚氯乙烯树脂100份、热稳定剂0.5-5份、耐热改性剂3-10份、刚性改性剂5-20份、润滑剂0.5-5份、加工助剂0.5-5份、填料0-25份、抗冲击改性剂0-8份、颜料0-5份。本发明聚氯乙烯电力护套管通过耐热改性剂与刚性增强、增韧粒子协同增强,提高材料的耐热性能,各组分采用多元复配技术、协同发挥作用,尤其引入刚性改性剂,有效减少了耐热改性剂的加入份数,同时增加体系的刚性、耐热性能、抗冲击强度,但是聚氯乙烯树脂的抗氧化性能差,以老化开裂,影响综合性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种阻燃电力保护管材及其制备方法,本发明管材通过各组分间的复配和协同发挥作用,具有阻燃性高、抗氧化性高和耐久性优异的优点,抗机械冲击性和耐折耐拉性能优异,使用寿命长。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯60-70份、丁腈橡胶32-45份、低密度聚乙烯16-22份、沸石粉6-12份、纳米二氧化硅10-18份、钛白粉3-9份、纳米氢氧化铝8-15份、改性氧化石墨烯4-9份、聚磷酸铵1-3份、膨胀蛭石4-10份、聚乙烯蜡1-3份、交联剂TAIC1.2-1.8份、钙型稳定剂1-2份、抗氧剂1.3-1.8份、抗紫外剂0.7-1.5份和乙烯-丙烯共聚物4-10份。
优选地,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯62-68份、丁腈橡胶36-42份、低密度聚乙烯18-20份、沸石粉8-11份、纳米二氧化硅12-16份、钛白粉4-8份、纳米氢氧化铝10-14份、改性氧化石墨烯5-8份、聚磷酸铵1.5-2.5份、膨胀蛭石5-9份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、交联剂TAIC1.4-1.6份、钙型稳定剂1.5-2.5份、抗氧剂1.4-1.7份、抗紫外剂0.9-1.3份和乙烯-丙烯共聚物5-9份。
优选地,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯66份、丁腈橡胶40份、低密度聚乙烯19份、沸石粉10份、纳米二氧化硅14份、钛白粉7份、纳米氢氧化铝13份、改性氧化石墨烯7份、聚磷酸铵2份、膨胀蛭石7份、聚乙烯蜡2份、交联剂TAIC1.5份、钙型稳定剂2份、抗氧剂1.5份、抗紫外剂1.2份和乙烯-丙烯共聚物8份。
优选地,所述改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量300-350倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至60-70摄氏度,分散15-20分钟后,置于油浴中,控温至100-120摄氏度,搅拌回流反应15-20小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以800-1000转/分钟离心30-40分钟,重复离心3-5次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥15-20小时,干燥温度60-70摄氏度,即得。
优选地,所述步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的50-60倍。
优选地,所述步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:80-100。
优选地,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
优选地,所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。
本发明中还公开了一种上述阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度104-110摄氏度,混炼时间12-18分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干3-5小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在112-118摄氏度下,继续混炼10-15分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
优选地,所述步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为152-160摄氏度,中段温度为165-172摄氏度,后段温度为180-185摄氏度,摸头温度为170-180摄氏度;螺杆转速为60-80转/分钟,牵引速度为900-1000转/分钟。
本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明管材通过各组分间的复配和协同发挥作用,具有阻燃性高、抗氧化性高和耐久性优异的优点,抗机械冲击性和耐折耐拉性能优异,使用寿命长。
(2)氧化石墨烯和十八烷基胺经过加热回流反应之后结合,燃烧后会形成一层均匀的炭质泡沫,阻止热量和氧气进入聚合物内部,切断燃烧路径,聚磷酸铵的阻燃机理与此类似,与聚磷酸铵的协同阻燃作用发挥出特殊的阻燃效果,通过协同作用在燃烧物表面形成泡孔状网络结构,作为纳米氢氧化铝的辅助阻燃剂,大大提高材料的阻燃效果。
(3)聚碳酸酯具有良好的阻燃性、抗氧化性和耐磨性,通过添加沸石粉、纳米二氧化硅和膨胀蛭石等配合作用,提高聚碳酸酯的的耐磨性和耐腐蚀性和力学性能,通过丁腈橡胶、低密度聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物复合作用,提高聚碳酸酯的拉伸性和机械韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯60份、丁腈橡胶32份、低密度聚乙烯16份、沸石粉6份、纳米二氧化硅10份、钛白粉3份、纳米氢氧化铝8份、改性氧化石墨烯4份、聚磷酸铵1份、膨胀蛭石4份、聚乙烯蜡1份、交联剂TAIC1.2份、钙型稳定剂1份、抗氧剂1.3份、抗紫外剂0.7份和乙烯-丙烯共聚物4份。
改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量300倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至60摄氏度,分散15分钟后,置于油浴中,控温至100摄氏度,搅拌回流反应15小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以800转/分钟离心30分钟,重复离心3次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥15小时,干燥温度60摄氏度,即得。
步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的50倍。
步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:80。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本实施例中的阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度104摄氏度,混炼时间12分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干3小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在112摄氏度下,继续混炼10分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为152摄氏度,中段温度为165摄氏度,后段温度为180摄氏度,摸头温度为170摄氏度;螺杆转速为60转/分钟,牵引速度为900转/分钟。
实施例2
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯70份、丁腈橡胶45份、低密度聚乙烯22份、沸石粉12份、纳米二氧化硅18份、钛白粉9份、纳米氢氧化铝15份、改性氧化石墨烯9份、聚磷酸铵3份、膨胀蛭石10份、聚乙烯蜡3份、交联剂TAIC1.8份、钙型稳定剂2份、抗氧剂1.8份、抗紫外剂1.5份和乙烯-丙烯共聚物10份。
改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量350倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至70摄氏度,分散20分钟后,置于油浴中,控温至120摄氏度,搅拌回流反应20小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以1000转/分钟离心40分钟,重复离心5次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥20小时,干燥温度70摄氏度,即得。
步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的60倍。
步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:100。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
抗紫外剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本实施例中的阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度110摄氏度,混炼时间18分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在95摄氏度下,烘干5小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在118摄氏度下,继续混炼15分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为160摄氏度,中段温度为172摄氏度,后段温度为185摄氏度,摸头温度为180摄氏度;螺杆转速为80转/分钟,牵引速度为1000转/分钟。
实施例3
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯62份、丁腈橡胶36份、低密度聚乙烯18份、沸石粉8份、纳米二氧化硅12份、钛白粉4份、纳米氢氧化铝10份、改性氧化石墨烯5份、聚磷酸铵1.5份、膨胀蛭石5份、聚乙烯蜡1.5份、交联剂TAIC1.4份、钙型稳定剂1.5份、抗氧剂1.4份、抗紫外剂0.9份和乙烯-丙烯共聚物5份。
改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量320倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至65摄氏度,分散18分钟后,置于油浴中,控温至116摄氏度,搅拌回流反应18小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以900转/分钟离心37钟,重复离心4次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥18小时,干燥温度65摄氏度,即得。
步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的58倍。
步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:85。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按照质量比1:1混合组成。
本实施例中的阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度106摄氏度,混炼时间16分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干3.8小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在115摄氏度下,继续混炼13分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为158摄氏度,中段温度为168摄氏度,后段温度为183摄氏度,摸头温度为176摄氏度;螺杆转速为67转/分钟,牵引速度为950转/分钟。
实施例4
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯68份、丁腈橡胶42份、低密度聚乙烯20份、沸石粉11份、纳米二氧化硅16份、钛白粉8份、纳米氢氧化铝14份、改性氧化石墨烯8份、聚磷酸铵2.5份、膨胀蛭石9份、聚乙烯蜡2.5份、交联剂TAIC1.6份、钙型稳定剂2.5份、抗氧剂1.7份、抗紫外剂1.3份和乙烯-丙烯共聚物9份。
改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量340倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至68摄氏度,分散17分钟后,置于油浴中,控温至108摄氏度,搅拌回流反应20小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以900转/分钟离心34分钟,重复离心5次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥18小时,干燥温度68摄氏度,即得。
步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的57倍。
步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:95。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本实施例中的阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度108摄氏度,混炼时间15分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干4.5小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在116摄氏度下,继续混炼14分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为154摄氏度,中段温度为170摄氏度,后段温度为182摄氏度,摸头温度为175摄氏度;螺杆转速为67转/分钟,牵引速度为980转/分钟。
实施例5
一种阻燃电力保护管材,包括以下重量份计的原料:
聚碳酸酯66份、丁腈橡胶40份、低密度聚乙烯19份、沸石粉10份、纳米二氧化硅14份、钛白粉7份、纳米氢氧化铝13份、改性氧化石墨烯7份、聚磷酸铵2份、膨胀蛭石7份、聚乙烯蜡2份、交联剂TAIC1.5份、钙型稳定剂2份、抗氧剂1.5份、抗紫外剂1.2份和乙烯-丙烯共聚物8份。
改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量320倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至68摄氏度,分散16分钟后,置于油浴中,控温至114摄氏度,搅拌回流反应17小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以950转/分钟离心36分钟,重复离心4次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥18小时,干燥温度67摄氏度,即得。
步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的57倍。
步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:88。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
抗紫外剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本实施例中的阻燃电力保护管材的制备方法,具体地,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度108摄氏度,混炼时间16分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干4.2小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在117摄氏度下,继续混炼12分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为155摄氏度,中段温度为170摄氏度,后段温度为182摄氏度,摸头温度为175摄氏度;螺杆转速为70转/分钟,牵引速度为950转/分钟。
对比例1:除不添加改性氧化石墨烯外,其余原料与制备方法均与实施例1相同;
测试组 | 拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 氧指数(%) | 阻燃等级 |
实施例1 | 154 | 178 | 56 | V-0 |
实施例2 | 153 | 175 | 53 | V-0 |
实施例3 | 156 | 176 | 55 | V-0 |
实施例4 | 159 | 176 | 56 | V-0 |
实施例5 | 161 | 179 | 57 | V-0 |
对比例1 | 136 | 157 | 32 | V-1 |
综上所述,本发明具有以下优点:
(1)本发明管材通过各组分间的复配和协同发挥作用,具有阻燃性高、抗氧化性高和耐久性优异的优点,抗机械冲击性和耐折耐拉性能优异,使用寿命长。
(2)氧化石墨烯和十八烷基胺经过加热回流反应之后结合,燃烧后会形成一层均匀的炭质泡沫,阻止热量和氧气进入聚合物内部,切断燃烧路径,聚磷酸铵的阻燃机理与此类似,与聚磷酸铵的协同阻燃作用发挥出特殊的阻燃效果,通过协同作用在燃烧物表面形成泡孔状网络结构,作为纳米氢氧化铝的辅助阻燃剂,大大提高材料的阻燃效果。
(3)聚碳酸酯具有良好的阻燃性、抗氧化性和耐磨性,通过添加沸石粉、纳米二氧化硅和膨胀蛭石等配合作用,提高聚碳酸酯的的耐磨性和耐腐蚀性和力学性能,通过丁腈橡胶、低密度聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物复合作用,提高聚碳酸酯的拉伸性和机械韧性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种阻燃电力保护管材,其特征在于,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯60-70份、丁腈橡胶32-45份、低密度聚乙烯16-22份、沸石粉6-12份、纳米二氧化硅10-18份、钛白粉3-9份、纳米氢氧化铝8-15份、改性氧化石墨烯4-9份、聚磷酸铵1-3份、膨胀蛭石4-10份、聚乙烯蜡1-3份、交联剂TAIC1.2-1.8份、钙型稳定剂1-2份、抗氧剂1.3-1.8份、抗紫外剂0.7-1.5份和乙烯-丙烯共聚物4-10份。
2.根据权利要求1所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯62-68份、丁腈橡胶36-42份、低密度聚乙烯18-20份、沸石粉8-11份、纳米二氧化硅12-16份、钛白粉4-8份、纳米氢氧化铝10-14份、改性氧化石墨烯5-8份、聚磷酸铵1.5-2.5份、膨胀蛭石5-9份、聚乙烯蜡1.5-2.5份、交联剂TAIC1.4-1.6份、钙型稳定剂1.5-2.5份、抗氧剂1.4-1.7份、抗紫外剂0.9-1.3份和乙烯-丙烯共聚物5-9份。
3.根据权利要求1所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,包括以下重量份计的原料:聚碳酸酯66份、丁腈橡胶40份、低密度聚乙烯19份、沸石粉10份、纳米二氧化硅14份、钛白粉7份、纳米氢氧化铝13份、改性氧化石墨烯7份、聚磷酸铵2份、膨胀蛭石7份、聚乙烯蜡2份、交联剂TAIC1.5份、钙型稳定剂2份、抗氧剂1.5份、抗紫外剂1.2份和乙烯-丙烯共聚物8份。
4.根据权利要求1所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,所述改性氧化石墨烯制备方法如下:
(a)将氧化石墨烯加入相当于其重量300-350倍的去离子水中搅拌混合均匀,得氧化石墨烯水溶液;
(b)将十八烷基胺溶于95%乙醇溶液中,搅拌混合均匀,加入步骤(a)制得的氧化石墨烯溶液中搅拌混合均匀,置于超声波分散机中,升温至60-70摄氏度,分散15-20分钟后,置于油浴中,控温至100-120摄氏度,搅拌回流反应15-20小时后,冷却至室温;
(c)将步骤(b)的产物置于离心机中,以800-1000转/分钟离心30-40分钟,重复离心3-5次,减压抽滤,滤料用去离子水冲洗4次后,置于真空烘箱中干燥15-20小时,干燥温度60-70摄氏度,即得。
5.根据权利要求4所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,所述步骤(b)中十八烷基胺的用量相当于氧化石墨烯重量的50-60倍。
6.根据权利要求4所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,所述步骤(b)中十八烷基胺与95%乙醇溶液的质量比为1:80-100。
7.根据权利要求1所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂按照质量比1:4混合组成。
8.根据权利要求1所述的阻燃电力保护管材,其特征在于,所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的阻燃电力保护管材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚碳酸酯、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、交联剂TAIC、钙型稳定剂、抗氧剂、抗紫外剂和乙烯-丙烯共聚物加入密炼机中混炼,混炼温度104-110摄氏度,混炼时间12-18分钟,得物料A;
(2)将物料沸石粉、纳米二氧化硅、钛白粉、纳米氢氧化铝、改性氧化石墨烯、聚磷酸铵、膨胀蛭石和聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀后,放入烘箱中在85-95摄氏度下,烘干3-5小时,得物料B;
(3)将物料B加入物料A中在112-118摄氏度下,继续混炼10-15分钟,即得混合料;
(4)将混合料置入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,粒料干燥后,即得阻燃电力保护管材。
10.根据权利要求9所述的阻燃电力保护管材的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中双螺杆挤出机的加料段温度为152-160摄氏度,中段温度为165-172摄氏度,后段温度为180-185摄氏度,摸头温度为170-180摄氏度;螺杆转速为60-80转/分钟,牵引速度为900-1000转/分钟。
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