CN114133655B - 一种电缆料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电缆料及其制备方法和用途。以重量份计所述电缆料的原料包括20～120份基体树脂、3～15份硅酸铝钾、0.5～10份白炭黑、15～50份氢氧化铝、5～30份氢氧化镁、0.5～3份偶联剂和0.05～2份交联剂。所述制备方法包括：将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂进行活化处理，得到活化料；将所述活化料与基体树脂、交联剂混合，挤出，得到所述电缆料。本发明中，通过在基体树脂中添加硅酸铝钾和白炭黑，并与其它各组分配合使用，使得包括所述电缆料的材料具有优异的机械性能和阻燃性能，耐高温，燃烧时烟密度低，且加工性能好。

Description

一种电缆料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于电气材料技术领域，具体涉及一种电缆料及其制备方法和用途。
背景技术
随着经济的迅速发展，电线电缆在各个行业、领域中都得到广泛的应用。随着电气火灾事故的频繁发生，电线电缆的阻燃问题一直为世界各国重视。
普通电缆，如已经广泛应用的聚氯乙烯电缆，或者采用含卤素阻燃剂的电缆，燃烧时会释放出大量烟雾和有毒的、腐蚀性的气体，是火灾中的重要危险因素，在火灾中妨碍了人们的安全撤离和灭火工作，使生命财产遭到严重损失。同时随着通讯事业、汽车工业和计算机工业的发展，特别是航空导线、汽车用线、高温仪表电缆、石油钻井平台电缆等许多场合，越来越需要使用耐高温、耐气候的低烟无卤电线电缆。
低烟无卤阻燃电缆料通常由聚烯烃树脂如聚乙烯(PE)，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等加阻燃剂氢氧化铝、氢氧化镁、防老剂、发烟抑制剂等组合而成。其中发烟抑制剂包括钒、镍、钼、铁、硅、氮系化合物。其阻燃机理为：燃烧时，阻燃填充剂氢氧化铝、氢氧化镁会释放出结晶水，吸收大量热量；同时脱水反应会产生大量水蒸汽，它可以稀释可燃性气体，从而延缓或阻止燃烧。另外阻燃剂可以在材料表面形成一层不熔不燃的氧化物硬壳，阻断了高聚物与外界热氧反应的通道，促进材料阻燃或自熄。
例如CN106795338公开了一种阻燃性树脂组合物，以重量份计包括100份聚烯烃树脂、5～80份碳酸钙粒子、50～125份氢氧化铝、1～10份的有机硅系化合物、3～20份含脂肪酸化合物和1～7份含锌无机化合物。但是低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料要具有较好的阻燃性，配方中氢氧化铝、氢氧化镁必须有较大的填充量，通常要达到60重量份以上。大量无机阻燃剂的使用赋予了低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料阻燃、低烟、无卤、低毒等优点。但大量的无机阻燃剂填充必将导致材料在物理机械性能、电气性能和工艺性能的劣化。在无卤阻燃电缆材料技术中，抗张强度、断裂伸长率、老化温度和指标、体积电阻系数、耐油性能、耐刮磨性能、柔软性、阻燃要求等指标相互制约的。比较突出的是：断裂伸长率与阻燃性之间的矛盾；柔软度与热变形及老化性能之间的矛盾。
CN102816427A公开了一种高阻燃高耐热无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体电缆料及其制备方法。所述电缆料包括热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、增塑剂、膨胀型阻燃剂、消光剂、润滑剂、抗氧剂和色母粒。所述膨胀型阻燃剂包括磷氮型阻燃剂。上述内容改善热塑性聚氨酯弹性体电缆料加工温度区域过窄的问题，同时改善电缆料的耐热性能。但是，阻燃剂选用含磷阻燃剂，不利于环保。
因此，开发一种机械性能高﹑阻燃性能好，燃烧时低烟无毒且环保的电气用材料，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电缆料及其制备方法和用途。所述电缆料通过在基体树脂中加入特定配比的硅酸铝钾和白炭黑，不仅减少了氢氧化铝和氢氧化镁的用量，同时通过硅酸铝钾和白炭黑与电缆料其它各组分间的协同作用，使得材料的机械性能和阻燃性能得到提升。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电缆料，以重量份计所述电缆料的原料包括20～120份基体树脂、3～15份硅酸铝钾、0.5～10份白炭黑、15～50份氢氧化铝、5～30份氢氧化镁、0.5～3份偶联剂和0.05～2份交联剂。
本发明中，所述电缆料为高阻燃无卤电缆料，通过在基体树脂中加入硅酸铝钾和白炭黑，使得包括所述电缆料的材料具有优异的力学性能；通过硅酸铝钾和白炭黑复配，从而能够减少氢氧化铝和氢氧化镁的使用，并且阻燃效果好，烟密度低；此外，通过所述电缆料各组分间的协同使用，使得包括所述电缆料的材料具有优异的加工性能。
优选地，所述电缆料的原料包括20～120份基体树脂，例如可以为20份、40份、60份、80份、100份、120份等。
优选地，所述电缆料的原料包括3～15份硅酸铝钾，例如可以为3份、5份、8份、10份、12份、14份等。
优选地，所述电缆料的原料包括0.5～10份白炭黑，例如可以为0.5份、1份、2份、4份、6份、8份、10份等。
优选地，所述电缆料的原料包括15～50份氢氧化铝，例如可以为15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份等。
优选地，所述电缆料的原料包括5～30份氢氧化镁，例如可以为5份、10份、15份、20份、25份、30份等。
优选地，所述电缆料的原料包括0.5～3份偶联剂，例如可以为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份等。
优选地，所述电缆料的原料包括0.05～2份交联剂，例如可以为0.05份、0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份等。
优选地，以重量份计所述基体树脂包括10～40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和10～80份聚乙烯。
优选地，所述基体树脂包括10～40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，例如可以为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份等。
优选地，所述基体树脂包括10～80份聚乙烯，例如可以为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份等。
优选地，在190℃、2.16Kg的条件下，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔体流动速率为2～20g/10min，例如可以为2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min等。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中基于醋酸乙烯的结构单元的质量百分含量为15～42％，例如可以为15％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、34％、38％、42％等。
优选地，所述聚乙烯包括茂金属线性低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。
本发明中，所述低密度指密度为0.918～0.935g/cm3，例如可以为0.918g/cm3、0.92g/cm3、0.922g/cm3、0.924g/cm3、0.926g/cm3、0.928g/cm3、0.93g/cm3、0.932g/cm3、0.934g/cm3等。
优选地，在190℃、2.16Kg的条件下，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.5～10g/10min，例如可以为0.5g/10min、1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min等。
优选地，在190℃、2.16Kg的条件下，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.5～10g/10min，例如可以为0.5g/10min、1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min等。
优选地，所述基体树脂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的组合。
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比为(2～3):1:(1～2)，例如可以为2:1:1、2:1:2、3:1:1、3:1:2等。
优选地，所述硅酸铝钾包括二维纳米片层硅酸铝钾。
优选地，所述二维纳米片层硅酸铝钾的厚度为30～60nm，例如可以为30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm等。
优选地，所述二维纳米片层硅酸铝钾的粒径为1～10μm，例如可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
优选地，所述白炭黑包括气相白炭黑。
优选地，所述白炭黑的粒径为0.5～100nm，例如可以为0.5nm、1nm、5nm、10nm、20nm、40nm、60nm、80nm、100nm等。
本发明中，所述硅酸铝钾为片层结构，有助于在燃烧时陶瓷化，同时通过与白炭黑复配，加强硅酸铝钾在燃烧时的陶瓷化作用，使得其具有良好的阻隔作用，进而提高材料的阻燃性能，有效降低烟密度。
优选地，所述氢氧化铝的粒径为0.5～15μm，例如可以为0.5μm、1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、15μm等。
优选地，所述氢氧化镁的粒径为0.5～15μm，例如可以为0.5μm、1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、15μm等。
优选地，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或铝钛复合偶联剂。
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本发明中，所述偶联剂有助于增强体系间的相容性，提高无机粉体在基体树脂中的分散性。
优选地，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
本发明中，所述交联剂使得所述电缆料在加工形成电气材料时，形成微交联结构，有助于提高力学性能及阻燃性，有效降低烟密度。
优选地，所述电缆料的原料还包括2～15份相容剂，例如可以为2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份等。
优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯。
优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.1～1.5％，例如可以为0.1％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.4％等。
本发明中，添加了马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂，保证了配方体系中各成份之间具有较好的相容性，使体系具有优异的综合性能。
优选地，所述电缆料的原料还包括0.1～3份着色剂，例如可以为0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.4份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.8份、3份等。
优选地，所述着色剂包括炭黑。
本发明中，炭黑在为材料着色的同时，进一步提高材料的耐老化性。
优选地，所述电缆料的原料还包括0.5～3份抗氧化剂，例如可以为0.6份、0.8份、1份、1.4份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.8份、3份等。
本发明中，抗氧化剂有助于提高材料的耐老化性。
优选地，所述抗氧化剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
优选地，所述电缆料的原料还包括0.2～5份润滑剂，例如可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.4份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.8份、3份、3.2份、3.6份、3.8份、4.2份、4.8份、5份等。
优选地，所述润滑剂包括甲基硅油和/或聚乙烯蜡。
优选地，所述润滑剂包括甲基硅油。
本发明中，甲基硅油是具有不同聚合度链状结构的有机硅氧烷，具有良好的耐热性和电绝缘性能，阻燃效果好、烟密度低。
优选地，所述电缆料的原料还包括0.1～2份抗紫外剂，例如可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.4份、1.8份、2份等。
优选地，所述抗紫外剂包括2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)和/或2-(2′-羟基-3′,5′-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑(UVP-327)。
作为本发明优选的技术方案，以重量份计所述电缆料的原料包括10～40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10～80份聚乙烯、3～15份硅酸铝钾、0.5～10份白炭黑、15～50份氢氧化铝、5～30份氢氧化镁、0.5～3份偶联剂、0.05～2份交联剂、2～15份相容剂、0.1～3份着色剂、0.5～3份抗氧化剂、0.2～5份润滑剂和0.1～2份抗紫外剂。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂进行活化处理，得到活化料；
(2)将所述活化料与基体树脂、交联剂混合，挤出，得到所述电缆料。
本发明中，通过硅烷偶联剂对片层硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝和氢氧化镁进行活化处理；可起到较好的分散作用。
优选地，步骤(1)所述活化处理的方法包括搅拌和超声震荡。
优选地，所述搅拌的转速为2000～5000rpm，例如可以为2000rpm、3000rpm、4000rpm、5000rpm等。
优选地，所述搅拌的时间为1～2min，例如可以为1min、1.5min、2min等。
优选地，步骤(1)所述活化处理后还包括干燥的步骤。
优选地，所述干燥的方法包括喷雾干燥法。
优选地，步骤(2)所述混合的原料还包括相容剂、着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述挤出的设备为双螺杆挤出机。
优选地，所述挤出的温度为150～200℃，例如可以为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃等。
优选地，所述混合包括将基体树脂和任选的相容剂加入到所述双螺杆挤出机的主喂料口，将活化料、交联剂和任选的着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口进行混合。
优选地，所述挤出后还包括冷却造粒的步骤。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括：
(1)将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂通过搅拌和超声震荡进行活化处理，喷雾干燥后，得到活化料；
(2)将基体树脂和任选的相容剂加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将所述活化料、交联剂和任选的着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口进行混合，在温度为150～200℃的条件下挤出、造粒，得到所述电缆料。
本发明中，所述制备方法包括将硅酸铝钾采用偶联剂处理得到活化的硅酸铝钾；将白炭黑采用偶联剂处理得到活化的白炭黑；将氢氧化铝采用偶联剂处理得到活化的氢氧化铝；将氢氧化镁采用偶联剂处理得到活化的氢氧化镁；然后将活化的硅酸铝钾、活化的白炭黑、活化的氢氧化铝、活化的氢氧化镁与交联剂和任选的着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口进行混合。
第三方面，本发明提供一种电气材料，所述电气材料包括如第一方面所述的电缆料。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明提供的电缆料为无卤阻燃体系，通过各组分之间的协同作用，实现了较好的阻燃效果，且具有低烟抑烟作用；包括所述电缆料的材料的极限氧指数≥32；燃烧时烟总释放量≤148m3/m3；
2.本发明提供的电缆料，具有优良的力学性能；拉伸强度≥11MPa、断裂伸长率＞140％，抗开裂，满足实用要求；
3.本发明提供的电缆料，在190℃，2.16Kg条件下，熔体流动速率≥1.73g/10min，解决了加工过程中混炼困难、挤出压力大等问题，降低了对设备的要求，有利于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1提供的制备方法中硅酸铝钾经偶联剂活化处理后的扫描电镜图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无特别说明，本发明中实施例和对比例所用到的材料均可市售获得或采用常规制备方法制备得到。
本发明中实施例和对比例用到的原料如下：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA，江苏斯尔邦，UF0628)；
茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE，三井，SP1520)；
线性低密度聚乙烯(LLDPE，大庆石化，7042)；
马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH，沈阳科通，KT-12)；
氢氧化铝(美国雅宝，104)；
氢氧化镁(美国雅宝，H51V)；
硅酸铝钾(福建万泰，X-5062)；
气相白炭黑(汇富纳米，HL-300)；
抗氧剂(巴斯夫，Irganox 1010)；
抗紫外剂(上海文华，UV531)；
润滑剂(浙江佳华，GT-150P)；
偶联剂(美国迈图，A-1100)；
交联剂(阿克苏诺贝尔，14S-FL)；
水菱镁石(大连益普)；
硼酸锌(山东诺森，SN-303)。
实施例1
本实施例提供一种电缆料，以重量份计，所述电缆料的原料包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)25份、茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)10份、线性低密度聚乙烯(LLDPE)15份、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)6份、氢氧化铝30份、氢氧化镁10份、硅酸铝钾6份、气相白炭黑4份、抗氧剂1份、抗紫外剂1份、润滑剂1份、偶联剂1份、交联剂0.1份和炭黑2份。
本实施例提供一种所述电缆料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂通过搅拌和超声震荡进行活化处理约3分钟，喷雾干燥后，得到活化料；
(2)将EVA、MLLDPE、LLDPE和PE-g-MAH加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤(1)得到的活化料、交联剂、着色剂、抗氧化剂、润滑剂和抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口，进行挤出、造粒，得到所述电缆料。挤出机温度设置为：第一段150℃、第二段160℃、第三段170℃、第四段180℃、第五段190℃、第六段195℃。
通过XL-30场发射扫描电子显微镜对经过偶联剂活化处理的硅酸铝钾进行扫面电镜表征，结果如图1示。
实施例2
本实施例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述硅酸铝钾的重量份数为9份，其它原料及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述电缆料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述硅酸铝钾的重量份数为12份，其它原料及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述电缆料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种电缆料，以重量份计，所述电缆料的原料包括EVA 10份、MLLDPE5份、LLDPE 5份、PE-g-MAH 2份、氢氧化铝15份、氢氧化镁5份、硅酸铝钾3份、气相白炭黑0.5份、抗氧剂0.5份、抗紫外剂0.1份、润滑剂0.2份、偶联剂0.5份、交联剂0.05份和炭黑0.5份。
本实施例提供一种所述电缆料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种电缆料，以重量份计，所述电缆料的原料包括EVA 40份、MLLDPE40份、LLDPE 40份、PE-g-MAH 15份、氢氧化铝45份、氢氧化镁25份、硅酸铝钾15份、气相白炭黑10份、抗氧剂3份、抗紫外剂2份、润滑剂5份、偶联剂3份、交联剂2份和炭黑3份。
本实施例提供一种所述电缆料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述制备方法中，步骤(1)没有采用偶联剂对硅酸铝钾进行活化处理，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述电缆料的原料中没有硅酸铝钾，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种电缆料，其与对比例1的区别仅在于，所述电缆料的原料中氢氧化镁为15份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种电缆料，其与对比例1的区别仅在于，所述电缆料的原料中氢氧化镁为20份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，将6份硅酸铝钾替换为6份气相白炭黑，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，将4份气相白炭黑替换为4份硅酸铝钾，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，将硅酸铝钾替换为等重量份的水菱镁石，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，将气相白炭黑替换为等重量份的硼酸锌，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例8
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述硅酸铝钾的份数为45份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例9
本对比例提供一种电缆料，其与实施例1的区别仅在于，所述白炭黑的份数为30份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
测试例
将实施例1～6、对比例1～9提供的电缆料在鼓风干燥箱中，温度为70℃的条件下干燥4小时后；在温度为200℃的条件下，利用注塑和压片方式制备测试样条，所述样条在室温条件下至少静置48小时后进行测试。
性能测试
(1)密度(g/cm3)：采用GB/T 1033.3-2010方法进行测试；
(2)熔体流动速率(g/10min)：在2.16Kg，190℃条件下，采用GB/T3682-2000方法进行测试；
(3)拉伸强度(MPa)：采用GB/T 1040-92方法进行测试；
(4)断裂伸长率(％)：采用GB/T 1040-92方法进行测试；
(5)抗开裂：选用10根样条，负载重量为7kg，采用GB/T2951测试方法，观察材料断裂情况；
(6)极限氧指数：采用GB/T 2406-1992方法进行测试；
(7)热释放总量(MJ/m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015；
(8)热释放速率峰值(KW/m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015；
(9)热释放速率平均值(KW/m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015；
(10)总质量损失(g/m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015；
(11)烟总释放量(m3/m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015；
(12)总产烟量(m3)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO5660-1:2015；
(13)燃烧停止时间(s)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO5660-1:2015；
(14)燃烧时间(点燃时间s/熄灭时间s)：通过锥量热释放-亨利测试方法进行测试；检测标准为ISO 5660-1:2015。
实施例1～6的具体测试结果如表1所示：
表1
对比例1～9的测试结果如表2所示：
表2
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由表1和表2可知，本发明提供的电缆料，通过硅酸铝钾和白炭黑的引入，使得包括所述电缆料的材料具有优异的力学性能和阻燃性能；燃烧时烟密度低、烟释放量小，燃烧时间短；并且有助于加工性能的改善。
由实施例1～5可知，包括所述电缆料的材料在2.16Kg，190℃条件下的熔体流动速率为1.73～1.82g/10min，易于加工；拉伸强度为11～12.0MPa，断裂伸长率为140.3～155.3％，力学性能优异；极限氧指数为32～35，燃烧时热释放总量49～61MJ/m3，热释放速率峰值为77～89KW/m3，热释放速率平均值为46～54KW/m3，总质量损失1320～1544g/m3，烟总释放量为138～148m3/m3，总产烟量为1.2～1.4m3，阻燃性能好，烟释放量低；由实施例1与实施例6比较可知，所述硅酸铝钾没有采用硅烷偶联剂处理时，物料间的相容性变差，拉伸强度为9.7MPa，断裂伸长率为123.9％，下降比较明显，而且阻燃性也较偶联活化体系差。由实施例1与对比例1～9比较可知，所述电缆料的配方没有采用本发明优选的配方和特定的配比时，材料的力学性能、阻燃性能及加工性能均下降，表现最明显的是熔体流动速率、拉伸强度、断裂伸长率明显降低，抗开裂性能明显变差。
综上所述，本发明提供的电缆料，通过加入硅酸铝钾和白炭黑，配合基体树脂和氢氧化铝、氢氧化镁及其它助剂的使用，使得材料的熔体流动速率明显提高，有助于加工性能的改善；力学性能提高且抗开裂效果好；极限氧指数明显提高，阻燃效果好，且燃烧时热释放数值明显减小，总质量损失明显下降，烟总释放量大幅度降低，低烟效果明显，燃烧时间大幅度降低，适用于电气材料。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种电缆料，其特征在于，以重量份计所述电缆料的原料包括20～120份基体树脂、3～15份硅酸铝钾、0.5～10份白炭黑、15～30份氢氧化铝、5～10份氢氧化镁、0.5～3份偶联剂和0.05～2份交联剂；
所述基体树脂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的组合；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比为(2～3):1:(1～2)；
所述硅酸铝钾包括二维纳米片层硅酸铝钾；
所述二维纳米片层硅酸铝钾的厚度为30～60nm；
所述二维纳米片层硅酸铝钾的片径为1～10μm。
2.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，以重量份计所述基体树脂包括10～40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和10～80份聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，在190℃、2.16Kg的条件下，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔体流动速率为2～20g/10min；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中基于醋酸乙烯的结构单元的质量百分含量为15～42％。
4.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，在190℃、2.16Kg的条件下，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.5～10g/10min。
5.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，在190℃、2.16Kg的条件下，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为0.5～10g/10min。
6.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述白炭黑包括气相白炭黑；
所述白炭黑的粒径为0.5～100nm。
7.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述氢氧化铝的粒径为0.5～15μm；
所述氢氧化镁的粒径为0.5～15μm。
8.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或铝钛复合偶联剂。
9.根据权利要求8所述的电缆料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
10.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料还包括2～15份相容剂；
所述相容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯；
所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.1～1.5％。
12.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料还包括0.1～3份着色剂；
所述着色剂包括炭黑。
13.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料还包括0.5～3份抗氧化剂；
所述抗氧化剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
14.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料还包括0.2～5份润滑剂；
所述润滑剂包括甲基硅油和/或聚乙烯蜡。
15.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，所述电缆料的原料还包括0.1～2份抗紫外剂；
所述抗紫外剂包括2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和/或2-(2′-羟基-3′,5′-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。
16.根据权利要求1所述的电缆料，其特征在于，以重量份计所述电缆料的原料包括10～40份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10～80份聚乙烯、3～15份硅酸铝钾、0.5～10份白炭黑、15～30份氢氧化铝、5～10份氢氧化镁、0.5～3份偶联剂、0.05～2份交联剂、2～15份相容剂、0.1～3份着色剂、0.5～3份抗氧化剂、0.2～5份润滑剂和0.1～2份抗紫外剂。
17.一种根据权利要求1～16任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂进行活化处理，得到活化料；
(2)将所述活化料与基体树脂、交联剂混合，挤出，得到所述电缆料。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活化处理的方法包括搅拌和超声震荡。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为2000～5000rpm；
所述搅拌的时间为1～2min。
20.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活化处理后还包括干燥的步骤；
所述干燥的方法包括喷雾干燥法。
21.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合的原料还包括相容剂、着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂中的任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述挤出的设备为双螺杆挤出机；
所述挤出的温度为150～200℃。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括将基体树脂和任选的相容剂加入到所述双螺杆挤出机的主喂料口，将活化料、交联剂和任选的着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口进行混合；
所述挤出后还包括冷却造粒的步骤。
24.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将硅酸铝钾、白炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁分别采用偶联剂通过搅拌和超声震荡进行活化处理，喷雾干燥后，得到活化料；
(2)将基体树脂和任选的相容剂加入到双螺杆挤出机的主喂料口，将所述活化料、交联剂和任选的着色剂、抗氧化剂、润滑剂或抗紫外剂加入到所述双螺杆挤出机的侧喂料口进行混合，在温度为150～200℃的条件下挤出、造粒，得到所述电缆料。
25.一种电气材料，其特征在于，所述电气材料包括如权利要求1～16任一项所述的电缆料。
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