CN114957852A - 具有抗印刷迁移和阻燃功能的5g通信电缆绝缘层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其包含以下组分：100phr聚丙烯粒料、0.2‑0.5phr抗氧剂、0.2‑1.0phr润滑剂、4.0‑20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5‑24.0phr聚磷酸铵；该材料的制备方法包含以下步骤：将100phr聚丙烯粒料、0.2‑0.5phr抗氧剂、0.2‑1.0phr润滑剂、4.0‑20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5‑24.0phr聚磷酸铵在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混；该材料具有优异的阻燃性能，同时印刷油墨可在其表面稳固附着，有效解决了当前通信电缆绝缘层材料无法印刷和印刷迁移等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，属于电线电缆绝缘层材料技术领域。本发明还涉及上述材料的制备方法。
背景技术
随着科技的快速发展，高清视频、物联网(车联网)、VR/AR等应用场景逐步显现，随之带来对增强型移动宽带、海量连接、低时延、高可靠通信技术的强烈需求。5G作为突破性的移动通信技术，通信电缆是5G通信网络最基础的部分。聚丙烯因电绝缘性好、耐化学腐蚀和价格低廉等优点而被广泛用于制备5G通信电缆的绝缘层。然而，聚丙烯极性弱、表面能低，印刷油墨难以附着，在生产和使用过程中，通信电缆经常会出现无法印刷和印刷迁移等问题，不仅影响产品的外观，还导致部分电缆产品无法识别其型号规格和用途，最终需要退货处理。此外，聚丙烯存在易燃缺陷，面对过载、短路等常见电气故障，存在起火燃烧导致5G通信基站损坏甚至整个通信网络瘫痪的风险。因此，要求5G通信电缆绝缘材料具有良好的阻燃性能。
随着卤系阻燃剂逐渐被禁用，当前市面上的通信电缆材料大多使用氢氧化铝等无机阻燃剂或小分子磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等作为电缆绝缘层材料的阻燃添加剂。这些阻燃剂虽然价格低廉，但是阻燃效率偏低，而且因为分子量小，易迁移到电缆表面，不仅造成电缆表面霜化，还会进一步影响印刷及造成印刷迁移。因此，如何提高电缆绝缘层的阻燃性能，并同时解决阻燃剂析出及印刷迁移问题，是5G通信电缆领域当前面临的一大挑战。
层状纳米材料因其片层阻隔效应、纳米催化效应和纳米尺寸效应而广泛应用于阻燃领域。当前大部分阻燃体系通过在材料表面形成物理阻隔层来发挥阻燃作用，而层状纳米材料的片层阻隔效应可以有效提高物理阻隔层的强度和气密性；同时，其纳米催化效应具有催化炭化的作用，可有效提高阻隔炭层的形成速度及质量(CN101214947A；CatalyzingCarbonization of Organophilic Alpha-Zirconium Phosphate/Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer Nanocomposites[J].Journal of Applied PolymerScience,2013,130(5):3038- 2042)；此外，其纳米尺寸效应使其具有低量高效的特点，只需要添加极少量 (一般0.1-5.0phr)就能发挥显著效果。然而，当前纳米材料往往只是与其他传统阻燃剂简单共混，发挥协效阻燃的作用。虽然一定程度提高了这些阻燃体系的阻燃效率，但是却依然解决不了阻燃剂析出和印刷迁移等问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有5G通信电缆绝缘层材料存在的不足，提供一种具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，该材料具有优异的阻燃性能，同时印刷油墨可在其表面稳固附着，有效解决了当前通信电缆绝缘层材料无法印刷和印刷迁移等问题。本发明还提供上述材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其包含以下组分：100phr(phr为重量份，下同)聚丙烯粒料、0.2- 0.5phr抗氧剂、0.2-1.0phr润滑剂、4.0-20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5-24.0phr聚磷酸铵。
具体地，所述抗氧剂为168、616、618、626、1010和1076中的一种或多种。所述润滑剂为聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯和硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。
具体地，所述层状纳米材料修饰生物基成炭剂通过以下步骤合成：
(1)有机改性层状纳米材料的合成：
在反应釜中加入溶剂A和层状纳米材料，通过20-180min机械搅拌和超声处理的协同作用，使层状纳米材料充分分散；所述层状纳米材料优选为氮化硼、蒙脱土、磷酸锆、石墨烯、氧化石墨烯和双金属氢氧化物中的一种或多种。
控制反应釜温度为60-100℃，并将硅烷偶联剂溶于溶剂B，在0.5-3h内逐滴加入反应釜中，滴完后继续反应4-24h；所述硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、 3-缩水甘油基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用溶剂B洗涤，干燥后得到有机改性层状纳米材料；
所述硅烷偶联剂与层状纳米材料的质量比为0.25:1-4:1；
(2)层状纳米材料修饰生物基成炭剂的合成：
在反应釜中加入溶剂C、生物基高分子和步骤(1)制备的有机改性层状纳米材料，通过20-60min机械搅拌和超声处理的协同作用，使它们均匀分散；所述生物基高分子优选为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、醋酸纤维素、羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖和海藻酸钠中的一种或多种。
控制反应釜温度为60-110℃，通过pH调节剂控制pH为2-12，并将交联剂溶于溶剂D，在0.5-2h内逐滴加入反应釜中，滴完后继续反应6-24h；所述交联剂优选为乙二醛、戊二醛和己二醛中的一种或多种；所述pH调节剂优选为盐酸、磷酸、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。
反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用溶剂D和去离子水洗涤，干燥后得到层状纳米材料修饰生物基成炭剂；
所述有机改性层状纳米材料和生物基高分子的质量比为0.1:1-1:1，所述的交联剂和生物基高分子的质量比为0.03:1-0.1:1。
所述溶剂A、溶剂B、溶剂C和溶剂D优选为去离子水、乙醇、正丁醇、丙酮和甲苯中的一种或多种。
上述具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料的制备方法，包含以下步骤：将100phr聚丙烯粒料、0.2-0.5phr抗氧剂、0.2-1.0phr润滑剂、 4.0-20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5-24.0phr聚磷酸铵在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混。
双螺杆挤出机的参数设置：1区150-180℃，2-5区170-200℃，6-9区160- 190℃，机头180-200℃，螺杆转速300-450r/min，喂料速度15-50kg/h。
本发明通过共价交联作用将层状纳米材料修饰到生物基高分子上，合成了层状纳米材料修饰生物基成炭剂，并将其与聚磷酸铵、抗氧剂和润滑剂等一起，通过控制加工工艺，利用双螺杆挤出机均匀加入聚丙烯中，制备了具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料。生物基高分子的碳含量丰富，并含有大量的羟基、氨基和羧基等活性基团，使其表现出优异的成炭性。其可在层状纳米材料的纳米催化和聚磷酸铵的酸催化双重作用下，在层状纳米材料表面原位高效成炭，并在聚磷酸铵裂解气体的作用下膨胀，形成以层状纳米材料为骨架且表面致密的多孔炭层，发挥高效隔热隔氧作用，赋予聚丙烯基材优异的阻燃性能。此外，层状纳米材料的片层结构使其嵌入聚丙烯材料中后就不易移动，更难以析出。而生物基高分子和聚磷酸铵均为大分子材料，且生物基高分子通过共价键连接固定到层状纳米材料上，而聚磷酸铵与生物基高分子之间可形成丰富的氢键作用，由此有效解决了阻燃剂的析出问题。同时，由于层状纳米材料修饰生物基成炭剂和聚磷酸铵均具有一定的极性，可有效提高聚丙烯的表面能及与印刷油墨的相互作用力，使印刷油墨能在聚丙烯上稳固附着，解决了电缆绝缘层材料无法印刷和印刷迁移等问题。因此，本发明提供的聚丙烯绝缘层材料具有优异的抗印刷迁移和阻燃性能，可有效提高电缆加工过程印刷工序的良品率及使用过程中的火灾安全性，对于通信电缆行业的发展具有重要意义。
相对于现有技术，本发明具有以下优点和有益效果：
1、本发明提供的聚丙烯绝缘层材料中，层状纳米材料修饰生物基成炭剂具有优异的成炭性，其中的生物基成炭剂可在层状纳米材料的纳米催化和聚磷酸铵的酸催化双重作用下，在层状纳米材料表面原位高效成炭，并在聚磷酸铵裂解气体的作用下膨胀，形成以层状纳米材料为骨架且表面致密的多孔炭层，发挥高效隔热隔氧作用，赋予聚丙烯绝缘层材料优异的阻燃性能。
2、本发明提供的聚丙烯绝缘层材料中，层状纳米材料的片层结构使其嵌入聚丙烯材料中后就不易移动，更难以析出。而生物基高分子和聚磷酸铵均为大分子材料，且生物基高分子通过共价键连接固定到层状纳米材料上，而聚磷酸铵与生物基高分子之间可形成丰富的氢键作用，由此有效解决了阻燃剂的析出问题。
3、本发明提供的聚丙烯绝缘层材料中，层状纳米材料修饰生物基成炭剂和聚磷酸铵上均具有一定的极性，可有效提高聚丙烯的表面能及与印刷油墨的相互作用力，使印刷油墨能在聚丙烯上稳固附着，解决了电缆绝缘层材料无法印刷和印刷迁移等问题。
4、本发明制备工艺简单，容易控制，对生产设备要求较低，产率较高。所制备的具有抗印刷迁移和阻燃功能的阻燃聚丙烯材料可广泛应用于电线电缆领域。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为实施例1(A)蒙脱土和(B)层状纳米材料修饰生物基成炭剂的 SEM照片。
具体实施方式
实施例1
1、层状纳米材料修饰生物基成炭剂的合成：
1)有机改性层状纳米材料的合成：在500mL四口烧瓶中加入200mL甲苯和2g蒙脱土，通过180min机械搅拌和超声处理的协同作用，使蒙脱土充分散。之后，控制反应温度为90℃，并将2.0g 3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷溶于50mL乙醇中，在0.5h内逐滴加入四口烧瓶中，滴完后继续反应24h。反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用乙醇洗涤，干燥后得到有机改性层状纳米材料。
2)层状纳米材料修饰生物基成炭剂的合成：在500mL四口烧瓶中加入 200mL去离子水、10g羧甲基纤维素和3g步骤1)制备的有机改性层状纳米材料，通过20min机械搅拌和超声处理的协同作用，使它们均匀分散。之后，控制反应釜温度为80℃，通过盐酸控制pH为3，并将0.5g己二醛溶于50mL乙醇，在1h内逐滴加入反应釜中，滴完后继续反应22h。反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用乙醇和去离子水洗涤，干燥后得到层状纳米材料修饰生物基成炭剂。
由图1(A)的SEM照片可以看到，蒙脱土呈表面光滑的片状结构，而经过硅烷偶联剂的表面改性及与生物基高分子的共价交联后，所得到的层状纳米材料修饰生物基成炭剂(如图1(B)所示)呈表面粗糙的片状结构，由此表明层状纳米材料修饰生物基成炭剂已经成功合成。
2、将100phr聚丙烯粒料、0.3phr 168抗氧剂、0.5phr硬脂酸丁酯、8.0phr 层状纳米材料修饰生物基成炭剂和16.0phr聚磷酸铵在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混。双螺杆挤出机的参数设置：1-9区的温度分别为160℃、180℃、185℃、185℃、190℃、180℃、175℃、175℃、170℃，机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min，喂料速度15kg/h。
3、通过注射成型制备各种标样，进行抗印刷迁移和阻燃性能测试，结果如表1和表2所示。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中200mL甲苯替换为200mL 丙酮，蒙脱土替换为氮化硼，反应温度降低到60℃；步骤2的盐酸替换为氢氧化钠，pH值提高到10；步骤2中0.5phr硬脂酸丁酯替换为1.0phr聚丙烯蜡。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中200mL甲苯替换为200mL 去离子水，蒙脱土替换为磷酸锆，滴加完硅烷偶联剂后的反应时间缩短到8h；步骤2的机械搅拌和超声处理的协同作用时间延长到60min，盐酸替换为磷酸， pH值降低到2；步骤2中硬脂酸丁酯替换为硬脂酸酰胺，层状纳米材料修饰生物基成炭剂的用量提高到13phr，聚磷酸铵的用量降低到7phr。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中的蒙脱土替换为石墨烯，反应温度降低到80℃，3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷的用量降低到0.5g；步骤2中200mL去离子水替换为200mL甲苯，羧甲基纤维素替换为甲基纤维素，反应温度提高到110℃，己二醛的乙醇溶液的滴加时间缩短到0.5h；步骤2 中168抗氧剂替换为626抗氧剂，硬脂酸丁酯替换为石蜡，双螺杆挤出机的喂料速度提高到30kg/h。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中200mL甲苯替换为200mL 去离子水，蒙脱土替换为氧化石墨烯；步骤2中200mL去离子水替换为200mL 正丁醇，羧甲基纤维素替换为羟丙基甲基纤维素，己二醛的用量降低到0.3g，滴完己二醛后的反应时间延长到24h；步骤2中硬脂酸丁酯替换为硬脂酸单甘油酯，双螺杆挤出机1-9区的温度分别改为170℃、185℃、190℃、195℃、200℃、 190℃、185℃、180℃、180℃，机头温度改为190℃。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中蒙脱土替换为双金属氢氧化物，3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液的滴加时间延长到1.5h；步骤2中羧甲基纤维素替换为醋酸纤维素，有机改性层状纳米材料的用量提高到8.0g，己二醛的乙醇溶液替换为乙二醛的去离子水溶液；步骤2中0.3phr 168 抗氧剂替换为0.5phr 626抗氧剂，层状纳米材料修饰生物基成炭剂的用量提高到 20phr，聚磷酸铵的用量降低到10phr。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中200mL甲苯替换为200mL 正丁醇，滴加完硅烷偶联剂后的反应时间缩短到16h；步骤2中羧甲基纤维素替换为羧甲基壳聚糖，盐酸替换为氢氧化钾，pH值提高到12；步骤2中硬脂酸丁酯替换为硬脂酸醇，双螺杆挤出机的螺杆转速提高到450r/min，喂料速度提高到 45kg/h。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液替换为3-氨丙基三乙氧基硅烷的去离子水溶液；步骤 2中200mL去离子水替换为200mL乙醇，羧甲基纤维素替换为羟丙基壳聚糖，反应温度降低到60℃，己二醛的乙醇溶液的滴加时间延长到2h；步骤2中168 抗氧剂替换为616抗氧剂，层状纳米材料修饰生物基成炭剂的用量降低到5phr，聚磷酸铵的用量提高到20phr。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例9
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中2.0g 3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷替换为8.0g 3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，滴加时间延长到2.5h；步骤2中羧甲基纤维素替换为海藻酸钠，有机改性层状纳米材料的用量降低到 1.0g，己二醛的溶剂由乙醇替换为正丁醇；步骤2中168抗氧剂替换为1010抗氧剂，双螺杆挤出机1-9区的温度分别改为160℃、170℃、180℃、185℃、190℃、 175℃、175℃、170℃、170℃，机头温度改为180℃。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
实施例10
本实施例与实施例1的不同之处在于：步骤1中3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷的乙醇溶液替换为3-缩水甘油基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷的丙酮溶液；步骤2中0.5g己二醛替换为1.0g戊二醛，滴完戊二醛后的反应时间缩短到6h；步骤2中168抗氧剂替换为1076抗氧剂，硬脂酸丁酯的用量由0.5phr 降低到0.2phr。
抗印刷迁移和阻燃性能测试结果如表1和表2所示。
比较例1
为了证明本发明所提供的阻燃剂体系能有效提高聚丙烯基材的抗印刷迁移和阻燃性能，以未添加阻燃剂的纯聚丙烯作为对比。
将100phr聚丙烯粒料、0.3phr 168抗氧剂和0.5phr硬脂酸丁酯在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混。双螺杆挤出机的参数设置： 1-9区的温度分别为160℃、180℃、185℃、185℃、190℃、180℃、175℃、175℃、170℃，机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min，喂料速度15kg/h。
通过注射成型制备各种标样，进行抗印刷迁移和阻燃性能测试，结果如表 1和表2所示。
比较例2
为了证明本发明提供5G通信电缆绝缘层材料比当前常用的电缆绝缘层材料具有更优的抗印刷迁移和阻燃性能，以当前电缆领域常用配方作为对比。
将100phr聚丙烯粒料、0.3phr 168抗氧剂、0.5phr硬脂酸丁酯和30phr氢氧化铝在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混。双螺杆挤出机的参数设置：1-9区的温度分别为160℃、180℃、185℃、185℃、190℃、180℃、 175℃、175℃、170℃，机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min，喂料速度15kg/h。
通过注射成型制备各种标样，进行抗印刷迁移和阻燃性能测试，结果如表 1和表2所示。
测试方法：
1、扫描电镜(SEM)：在热场发射扫描电镜(德国卡尔蔡司公司，型号： Merlin)上进行。通过导电胶将样品粘附在样品台上，并进行表面喷金处理。以加速电压为5kV的电子束扫描成像，观察样品表面形貌。
2、抗印刷迁移性能测试：对样品表面进行印刷，待油墨干燥后，分别放置于高湿高温等环境中48h，然后使用聚丙烯薄膜贴附样品表面的印刷符号 30min再分开，记录油墨的迁移情况。根据印刷油墨附着情况划分等级：难印刷 (符号模糊)、可印刷(符号基本可辨认)、易印刷(符号清晰)；根据符号迁移比例划分迁移等级为：0级(无迁移)、1级(1-25％迁移)、2级(25-50％迁移)、3级(51-75％迁移)、4级(76-100％迁移)。
3、极限氧指数(LOI)测试：按照ASTM D2863标准进行，试样尺寸为 120mm×6.5mm×3mm。
4、垂直燃烧(UL-94)测试：根据ASTM 635-2003标准进行，样品尺寸为127mm×12.7mm×3.2mm。
表1
表2
通过表1和表2实施例1-10的数据可以看出，使用不同层状纳米材料、硅烷偶联剂、生物基高分子和交联剂，通过不同工艺合成的层状纳米材料修饰生物基成炭剂，与聚磷酸铵、抗氧剂和润滑剂以不同比例和工艺条件添加到聚丙烯中后，均可以制备出具有优异抗印刷迁移和阻燃性能的5G通信电缆绝缘层材料。
从表1可以看出，本发明所提供的聚丙烯绝缘层材料具有优异的抗印刷迁移性能。如实施例1提供的聚丙烯材料表面易印刷，在40℃和100％相对湿度24h处理后，依然不会出现印刷迁移现象。而比较例1提供的聚丙烯材料表面难印刷，只在普通环境中放置都会出现1级印刷迁移现象，高温(40℃)和高湿(100％相对湿度)环境均会使印刷迁移等级提高到2级，而高温和高湿的共同作用更是会使印刷迁移现象恶化到3级。这是因为聚丙烯极性弱、表面能低，印刷油墨难以附着，因此难印刷且易迁移，且高温和高湿均会促进油墨迁移。而本发明的层状纳米材料修饰生物基成炭剂和聚磷酸铵均具有一定的极性，可有效提高聚丙烯的表面能及与印刷油墨的相互作用力，使印刷油墨能在聚丙烯上稳固附着。
此外，表1中比较例2的数据表明当前常用的电缆材料表面可印刷，但在高温和高湿环境下会发生印刷迁移现象。这是因为氢氧化铝等阻燃剂与聚丙烯基体相容性差，在高温和高湿环境下会析出到基体表面，附带着表面的印刷油墨发生迁移现象。而本发明的层状纳米材料的片层结构使其嵌入聚丙烯材料中后就不易移动，更难以析出。而生物基高分子和聚磷酸铵均为大分子材料，且生物基高分子通过共价键连接固定到层状纳米材料上，而聚磷酸铵与生物基高分子之间可形成丰富的氢键作用，由此有效解决了阻燃剂的析出问题。
从表2可以看出，本发明所提供的聚丙烯绝缘层材料具有优异的阻燃性能。如实施例6提供的聚丙烯材料，相比于比较例1，其极限氧指数(LOI)从 18％提高到了30.5％，垂直燃烧(UL-94)测试结果从无等级(NR)提高到V- 0级。而当前常用的聚丙烯绝缘层材料(比较例2)，其LOI仅为26.0％，UL- 94等级仅达到V-2级。这是因为本发明的层状纳米材料修饰生物基成炭剂具有优异的成炭性，其中的生物基成炭剂碳含量丰富，并含有大量的羟基、氨基和羧基等活性基团，可在层状纳米材料的纳米催化和聚磷酸铵的酸催化双重作用下，在层状纳米材料表面原位高效成炭，并在聚磷酸铵裂解气体的作用下膨胀，形成以层状纳米材料为骨架且表面致密的多孔炭层，发挥高效隔热隔氧作用，赋予聚丙烯绝缘层材料优异的阻燃性能。
综上所述，本发明提供的聚丙烯绝缘层材料具有优异的抗印刷迁移和阻燃性能，可有效提电缆加工过程印刷工序的良品率及使用过程中的火灾安全性，对于通信电缆行业的发展具有重要意义。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于包含以下组分：100phr聚丙烯粒料、0.2-0.5phr抗氧剂、0.2-1.0phr润滑剂、4.0-20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5-24.0phr聚磷酸铵。
2.根据权利要求1所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述抗氧剂为168、616、618、626、1010和1076中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述润滑剂为聚丙烯蜡、石蜡、硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯和硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于所述层状纳米材料修饰生物基成炭剂通过以下步骤合成：
(1)有机改性层状纳米材料的合成：
在反应釜中加入溶剂A和层状纳米材料，通过20-180min机械搅拌和超声处理的协同作用，使层状纳米材料充分分散；
控制反应釜温度为60-100℃，并将硅烷偶联剂溶于溶剂B，在0.5-3h内逐滴加入反应釜中，滴完后继续反应4-24h；
反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用溶剂B洗涤，干燥后得到有机改性层状纳米材料；
所述硅烷偶联剂与层状纳米材料的质量比为0.25:1-4:1；
(2)层状纳米材料修饰生物基成炭剂的合成：
在反应釜中加入溶剂C、生物基高分子和步骤(1)制备的有机改性层状纳米材料，通过20-60min机械搅拌和超声处理的协同作用，使它们均匀分散；
控制反应釜温度为60-110℃，通过pH调节剂控制pH为2-12，并将交联剂溶于溶剂D，在0.5-2h内逐滴加入反应釜中，滴完后继续反应6-24h；
反应结束后将混合溶液离心处理，沉淀物用溶剂D和去离子水洗涤，干燥后得到层状纳米材料修饰生物基成炭剂；
所述有机改性层状纳米材料和生物基高分子的质量比为0.1:1-1:1，所述的交联剂和生物基高分子的质量比为0.03:1-0.1:1。
5.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述层状纳米材料为氮化硼、蒙脱土、磷酸锆、石墨烯、氧化石墨烯和双金属氢氧化物中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述生物基高分子为羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、醋酸纤维素、羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖和海藻酸钠中的一种或多种。
8.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述交联剂为乙二醛、戊二醛和己二醛中的一种或多种。
9.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述pH调节剂为盐酸、磷酸、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。
10.根据权利要求4所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料，其特征在于：所述溶剂A、溶剂B、溶剂C和溶剂D为去离子水、乙醇、正丁醇、丙酮和甲苯中的一种或多种。
11.根据权利要求1-10任一项所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料的制备方法，其特征在于包含以下步骤：将100phr聚丙烯粒料、0.2-0.5phr抗氧剂、0.2-1.0phr润滑剂、4.0-20.0phr层状纳米材料修饰生物基成炭剂和6.5-24.0phr聚磷酸铵在高速混合机中混合均匀，再加入双螺杆挤出机中熔融共混。
12.根据权利要求11所述的具有抗印刷迁移和阻燃功能的5G通信电缆绝缘层材料的制备方法，其特征在于：双螺杆挤出机的参数设置：1区150-180℃，2-5区170-200℃，6-9区160-190℃，机头180-200℃，螺杆转速300-450r/min，喂料速度15-50kg/h。
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| KR20150067863A (ko) * | 2013-12-10 | 2015-06-19 | 주식회사 엘지화학 | 폴리프로필렌 난연수지 조성물 및 압출 튜빙 성형품 |
| CN109294344A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-02-01 | 华南理工大学 | 具有普适性的生物基高效阻燃涂料及其制备方法与应用 |
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