CN111944231B - 一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电缆料技术领域的一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其成分按重量份计：乙烯‑醋酸乙烯树脂52‑60份、硅酸盐‑坡缕石纳米短纤维23‑35份、氧化石墨烯16.5‑20.3份、无卤阻燃剂3.65‑4.25份、氧化铝3.99‑4.35份、敏化交联剂6.85‑10.8份、聚丙烯蜡0.6‑2份和抗氧化剂DLTP1.2‑4份，本发明以乙烯‑醋酸乙烯树脂可对超柔耐油电缆料进行无卤、低烟性能提升，同时，氧化石墨烯对乙烯‑醋酸乙烯树脂进行杂化处理，氧化石墨烯在乙烯‑醋酸乙烯树脂表面均匀分散，氧化石墨烯阻止氧气进入乙烯‑醋酸乙烯树脂内，避免乙烯‑醋酸乙烯树脂发烟。
Description
技术领域
本发明涉及电缆料技术领域，具体涉及一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
背景技术
电线电缆绝缘及护套用塑料俗称电缆料，其中包括了橡胶、塑料、尼龙等多种品种。电缆料生产企业是以电缆生产企业为用户，只要有电线电缆需求就有电缆料的市场。电线电缆产品中除钢芯铝绞线、电磁线等裸线产品外几乎都需要绝缘层口。目前我国有电线电缆生产企业近5000家，特别是随着我国高速铁路的不断发展，对交通轨道用电线电缆产品的巨大需求，因而从一段时间来看，电缆料在我国具有广泛的市场发展前景。
由于电缆属于可燃物质，因此，随着电气火灾事故的频繁发生，特别是考虑到高速铁路安全的重要性，电缆的阻燃问题已经引起了世界各国的重视，同时，电缆燃烧时释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体是火灾中危险的因素，在火灾中妨碍人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂52-60份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维23-35份、氧化石墨烯16.5-20.3份、无卤阻燃剂3.65-4.25份、氧化铝3.99-4.35份、敏化交联剂6.85-10.8份、聚丙烯蜡0.6-2份和抗氧化剂DLTP1.2-4份。
优选的，一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂54-56份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维26-30份、氧化石墨烯17.8-19.2份、无卤阻燃剂3.85-4.05份、氧化铝4.12-4.18份、敏化交联剂7.82-9.46份、聚丙烯蜡1.2-1.6份和抗氧化剂DLTP2.2-3份。
优选的，一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂55份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维28份、氧化石墨烯18.5份、无卤阻燃剂3.9份、氧化铝4.16份、敏化交联剂8.45份、聚丙烯蜡1.4份和抗氧化剂DLTP2.6份。
优选的，所述敏化交联剂选用烯丙基脂类敏化剂、烯丙基非脂类敏化剂、非烯丙基类敏化剂中的一种或多种组合。
优选的，所述无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.1-23.5％，氮的质量分数为21％
优选的，一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.5-1.8h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1-1.2h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间22-24h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为7.8-8.5，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.2-1.4h，然后装上蒸馏装置，升温至150-160℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为200-1500rpm搅拌混合8-10min，混合温度控制在55-75℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为145-190℃，烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-2h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
有益效果：
本发明以乙烯-醋酸乙烯树脂可对超柔耐油电缆料进行无卤、低烟性能提升，同时，氧化石墨烯对乙烯-醋酸乙烯树脂进行杂化处理，氧化石墨烯在乙烯-醋酸乙烯树脂表面均匀分散，氧化石墨烯阻止氧气进入乙烯-醋酸乙烯树脂内，避免乙烯-醋酸乙烯树脂发烟，同时，可阻止乙烯-醋酸乙烯树脂进行燃烧，使得超柔耐油电缆料的低烟、阻燃性能得到进步提高，此外，再将硅酸盐-坡缕石纳米短纤维填充到石墨烯杂化的乙烯-醋酸乙烯树脂内，改善了乙烯-醋酸乙烯树脂的网络结构，增强乙烯-醋酸乙烯树脂界面层模量，提高了乙烯-醋酸乙烯树脂粘合性能，起到进一步隔绝氧气作用，阻燃效果更加，使得超柔耐油电缆料具有低烟、无卤和阻燃等性能，再与无卤阻燃剂、氧化铝、敏化交联剂、聚丙烯蜡和抗氧化剂配合，使得超柔耐油电缆料耐温性能、耐寒性能、耐油性能和防腐蚀性能优。本发明的制备方法简单，利于企业规模化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂52份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维35份、氧化石墨烯20.3份、无卤阻燃剂4.25份、氧化铝3.99份、敏化交联剂6.85份、聚丙烯蜡0.6份和抗氧化剂DLTP1份，所述敏化交联剂选用烯丙基脂类敏化剂，无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.1％，氮的质量分数为21％。
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.5h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间23h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为7.8，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.2h，然后装上蒸馏装置，升温至160℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为200rpm搅拌8，混合温度控制在75℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为145℃，烘干温度为85℃，烘干时间为1h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
实施例2：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂60份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维23份、氧化石墨烯16.5份、无卤阻燃剂3.65份、氧化铝4.35份、敏化交联剂10.8份、聚丙烯蜡0.9份和抗氧化剂DLTP1.4份，所述敏化交联剂选用烯丙基非脂类敏化剂，无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.1-23.5％，氮的质量分数为21％。
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.6h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1.2h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间22h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为8.1，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.3h，然后装上蒸馏装置，升温至150℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为1500rpm搅拌混合9min，混合温度控制在65℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为190℃，烘干温度为70℃，烘干时间为2h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
实施例3：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计乙烯-醋酸乙烯树脂55份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维28份、氧化石墨烯18.5份、无卤阻燃剂3.9份、氧化铝4.16份、敏化交联剂8.45份、聚丙烯蜡1.4份和抗氧化剂DLTP2.6份，所述敏化交联剂选用非烯丙基类敏化剂，无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.5％，氮的质量分数为21％。
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.8h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1.1h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间23h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为8.3，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.4h，然后装上蒸馏装置，升温至155℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为700rpm搅拌混合10min，混合温度控制在55℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为155℃，烘干温度为75℃，烘干时间为1.7h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
实施例4：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂58份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维31份、氧化石墨烯19.5份、无卤阻燃剂3.75份、氧化铝4.23份、敏化交联剂9.7份、聚丙烯蜡2份和抗氧化剂DLTP3.2份，所述敏化交联剂选用烯丙基脂类敏化剂、非烯丙基类敏化剂，无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为23.1％，氮的质量分数为21％。
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.7h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1.2h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间24h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为8.5，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.3h，然后装上蒸馏装置，升温至153℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为1100rpm搅拌混合9min，混合温度控制在62℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为165℃，烘干温度为85℃，烘干时间为1h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
实施例5：
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，其特征在于，其成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂57份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维33份、氧化石墨烯17.4份、无卤阻燃剂4.15份、氧化铝4.05份、敏化交联剂7.6份、聚丙烯蜡1.7份和抗氧化剂DLTP3.6份，所述敏化交联剂选用烯丙基脂类敏化剂、烯丙基非脂类敏化剂、非烯丙基类敏化剂，无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.7％，氮的质量分数为21％。
一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.8h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200C，反应时间22h后，常温冷却后，石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合溶液加入草酸调节PH值为8，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的水溶液，然后在100℃条件下继续反应1.2h，然后装上蒸馏装置，升温至158℃，在-0.5Mpa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为900rpm搅拌混合10min，混合温度控制在68℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为175℃，烘干温度为78℃，烘干时间为1.5h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
性能测试
将实施例1至5所制得的低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料分别按照相应的测试标准进行性能测试，其参考标准及测试结果见下表。
综上所述，本发明的一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料，超柔耐油电缆料具有低烟、无卤和阻燃等性能，再与无卤阻燃剂、氧化铝、敏化交联剂、聚丙烯蜡和抗氧化剂配合，使得超柔耐油电缆料耐温性能、耐寒性能、耐油性能和防腐蚀性能优。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的制备方法，其特征在于，所述低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料的成分按重量份计：乙烯-醋酸乙烯树脂55份、硅酸盐-坡缕石纳米短纤维28份、氧化石墨烯18.5份、无卤阻燃剂3.9份、氧化铝4.16份、敏化交联剂8.45份、聚丙烯蜡1.4份和抗氧化剂DLTP2.6份；
所述敏化交联剂选用烯丙基酯类敏化剂、非烯丙基类敏化剂中的一种或多种组合，所述方法包括以下步骤：
a、按照质量比5：1将氧化石墨烯加入乙醇溶液，进行搅拌分散，得到棕黄色的石墨烯分散液，然后在数控超声波清洗器中超声分散1.5-1.8h，得到改性石墨烯分散液，将乙烯-醋酸乙烯树脂加入到超声后的改性石墨烯分散液中，继续超声分散1-1.2h，再加入容量为100ml聚四氟乙烯高压反应釜中，升高温度为200℃，反应时间22-24h后，常温冷却后，得到石墨烯杂化的混合溶液；
b、将石墨烯杂化的混合物加入草酸调节pH值为7.8-8.5，继续加热，在回流过程中加入硅酸盐-坡缕石纳米短纤维的混合物，然后在100℃条件下继续反应1.2-1.4h，然后装上蒸馏装置，升温至150-160℃，在-0.5MPa减压蒸馏，得到蒸馏溶液；
c、将剩余组分和步骤b中的蒸馏溶液放入高速混合机，转速为200-1500rpm搅拌混合8-10min，混合温度控制在55-75℃，得到混合物；
d、将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒并烘干，挤出温度为145-190℃，烘干温度为70-85℃，烘干时间为1-2h，即得低烟无卤阻燃超柔耐油电缆料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无卤阻燃剂选用磷氮阻燃剂，以磷氮阻燃剂的总重量计，磷的质量分数为22.1-23.5％，氮的质量分数为21％。
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