本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)對(duì)火災(zāi)危害的關(guān)注越來(lái)越密切，電纜的防火性能也要求更高，一些特種軟電纜(如電梯電纜、電信器件電纜等)也要求具有一定阻燃性能，電纜燃燒時(shí)釋放出大量煙霧和有毒的、腐蝕性的氣體是火災(zāi)中危險(xiǎn)因素，在火災(zāi)中妨礙了人們的安全撤離和滅火工作，使生命財(cái)產(chǎn)遭到嚴(yán)重?fù)p失，同時(shí)隨著通訊事業(yè)、汽車(chē)工業(yè)和計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，特別是航空導(dǎo)線、汽車(chē)用線、高溫儀表電纜、石油鉆井平臺(tái)電纜等許多場(chǎng)合，越來(lái)越需要使用阻燃低煙、熱穩(wěn)定性能好、熱變形溫度高的電纜材料；

聚氯乙烯電纜料是以PVC 樹(shù)脂為基礎(chǔ), 加入各種配合劑的多組份混合材料。由于它機(jī)械性能優(yōu)越、耐氣候性好、有優(yōu)良的電氣絕緣性能、加工容易和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于電線電纜的絕緣和護(hù)層材料。而為了提高材料的阻燃性能，大多采用添加三氧化二銻、硼酸鋅等阻燃劑來(lái)提高產(chǎn)品阻燃性能，然后這種添加劑添加量越大，越容易降低其韌性，容易出現(xiàn)外層斷裂的現(xiàn)象。因此本發(fā)明的目的就是采用有機(jī)阻燃添加劑，并將該有機(jī)添加劑與增塑劑、無(wú)機(jī)填料、聚苯乙烯等進(jìn)行有效的交聯(lián)，得到具有阻燃、保溫功能的復(fù)合材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的就是采用有機(jī)阻燃添加劑，并將該有機(jī)添加劑與增塑劑、無(wú)機(jī)填料、聚苯乙烯等進(jìn)行有效的交聯(lián)，得到具有阻燃、保溫功能的復(fù)合材料，提供一種氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）取氨基磺酸鎳，加入到其重量20-30倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻；

（2）取正硅酸乙酯，加入到其重量90-100倍的去離子水中，攪拌均勻，加入四羥甲基硫酸磷，升高溫度為50-60℃，滴加濃度為10-12%的氨水，調(diào)節(jié)pH為11-12，保溫?cái)嚢?-4小時(shí)，加入上述氨基磺酸鎳的無(wú)水乙醇溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空70-75℃下干燥60-70分鐘，得阻燃硅溶膠；

（3）取上述阻燃硅溶膠，加入到其重量100-130倍的、濃度為96-98%的硫酸溶液中，超聲4-7分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得羧基化硅溶膠；

（4）取吡啶硫酮鋅，加入到其重量90-100倍的去離子水中，超聲3-5分鐘，得吡啶硫酮鋅水溶液；

（5）取氯化石蠟，加入到其重量24-30倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入上述羧基化硅溶膠，送入到反應(yīng)釜中，在110-115℃下保溫?cái)嚢?7-30分鐘，與上述吡啶硫酮鋅水溶液混合，攪拌至常溫，得酰氯化石蠟溶膠分散液；

（6）取苯乙烯，加入到其重量10-20倍的無(wú)水乙醇中，加入三乙胺，在60-70℃下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，得胺化苯乙烯醇液；

（7）取上述酰氯化石蠟溶膠分散液、胺化苯乙烯醇液混合，攪拌均勻，加入偶氮二異丁腈，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，?0-90℃下保溫反應(yīng)6-7小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀用無(wú)水乙醇、去離子水依次洗滌3-4次，常溫干燥，得石蠟溶膠交聯(lián)聚合物；

（8）取聚氯乙烯，與硬脂酸鋇混合，送入到高速混合機(jī)中，在190-200℃下保溫?cái)嚢?0-40分鐘，加入上述石蠟溶膠交聯(lián)聚合物，共混排出，倒入喂料機(jī)中，由喂料機(jī)送入到擠出機(jī)中，擠出機(jī)的溫度為160-180℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為2000-2700r/min，擠出造粒，冷卻，即得所述氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料。

所述的氨基磺酸鎳、正硅酸乙酯、四羥甲基硫酸磷、吡啶硫酮鋅、氯化石蠟、苯乙烯、三乙胺、偶氮二異丁腈、聚氯乙烯、硬脂酸鋇的重量比為2-3：40-50：1-2：2-3：7-9：18-20：1-2：0.6-0.7：110-140：10-13。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用正硅酸乙酯為前驅(qū)體，在溶膠制備的過(guò)程中加入四羥甲基硫酸磷，得到阻燃溶膠，并將其進(jìn)行羧基化，然后與氯化石蠟混合改性，得到酰氯化石蠟溶膠分散液，然后將苯乙烯單體進(jìn)行胺化，與酰氯化石蠟溶膠分散液混合，在苯乙烯單體的聚合過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行交聯(lián)，得到二氧化硅交聯(lián)的石蠟聚合物復(fù)合微球，其不僅具有聚合物的保溫性、有機(jī)阻燃添加劑的阻燃性，還具有二氧化硅的強(qiáng)度和韌性，本發(fā)明采用氯化石蠟作為增塑劑，改變了傳統(tǒng)直接添加共混的方法，而是將其參與到復(fù)合微球的交聯(lián)中，增強(qiáng)了其增塑效果，提高了成品電纜料的穩(wěn)定性。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取氨基磺酸鎳，加入到其重量20倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻；

（2）取正硅酸乙酯，加入到其重量90倍的去離子水中，攪拌均勻，加入四羥甲基硫酸磷，升高溫度為50℃，滴加濃度為10%的氨水，調(diào)節(jié)pH為11，保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入上述氨基磺酸鎳的無(wú)水乙醇溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空70℃下干燥60分鐘，得阻燃硅溶膠；

（3）取上述阻燃硅溶膠，加入到其重量100倍的、濃度為96%的硫酸溶液中，超聲4分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得羧基化硅溶膠；

（4）取吡啶硫酮鋅，加入到其重量90倍的去離子水中，超聲3分鐘，得吡啶硫酮鋅水溶液；

（5）取氯化石蠟，加入到其重量24倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入上述羧基化硅溶膠，送入到反應(yīng)釜中，在110℃下保溫?cái)嚢?7分鐘，與上述吡啶硫酮鋅水溶液混合，攪拌至常溫，得酰氯化石蠟溶膠分散液；

（6）取苯乙烯，加入到其重量10倍的無(wú)水乙醇中，加入三乙胺，在60℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，得胺化苯乙烯醇液；

（7）取上述酰氯化石蠟溶膠分散液、胺化苯乙烯醇液混合，攪拌均勻，加入偶氮二異丁腈，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，?0℃下保溫反應(yīng)6小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀用無(wú)水乙醇、去離子水依次洗滌3次，常溫干燥，得石蠟溶膠交聯(lián)聚合物；

（8）取聚氯乙烯，與硬脂酸鋇混合，送入到高速混合機(jī)中，在190℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述石蠟溶膠交聯(lián)聚合物，共混排出，倒入喂料機(jī)中，由喂料機(jī)送入到擠出機(jī)中，擠出機(jī)的溫度為160℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，擠出造粒，冷卻，即得所述氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料。

所述的氨基磺酸鎳、正硅酸乙酯、四羥甲基硫酸磷、吡啶硫酮鋅、氯化石蠟、苯乙烯、三乙胺、偶氮二異丁腈、聚氯乙烯、硬脂酸鋇的重量比為2：40：1：2：7：18：1：0.6：110：10。

實(shí)施例2

一種氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取氨基磺酸鎳，加入到其重量30倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻；

（2）取正硅酸乙酯，加入到其重量100倍的去離子水中，攪拌均勻，加入四羥甲基硫酸磷，升高溫度為60℃，滴加濃度為12%的氨水，調(diào)節(jié)pH為12，保溫?cái)嚢?小時(shí)，加入上述氨基磺酸鎳的無(wú)水乙醇溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空75℃下干燥70分鐘，得阻燃硅溶膠；

（3）取上述阻燃硅溶膠，加入到其重量130倍的、濃度為98%的硫酸溶液中，超聲7分鐘，過(guò)濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得羧基化硅溶膠；

（4）取吡啶硫酮鋅，加入到其重量100倍的去離子水中，超聲5分鐘，得吡啶硫酮鋅水溶液；

（5）取氯化石蠟，加入到其重量30倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入上述羧基化硅溶膠，送入到反應(yīng)釜中，在115℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，與上述吡啶硫酮鋅水溶液混合，攪拌至常溫，得酰氯化石蠟溶膠分散液；

（6）取苯乙烯，加入到其重量20倍的無(wú)水乙醇中，加入三乙胺，在70℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，得胺化苯乙烯醇液；

（7）取上述酰氯化石蠟溶膠分散液、胺化苯乙烯醇液混合，攪拌均勻，加入偶氮二異丁腈，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，?0℃下保溫反應(yīng)7小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀用無(wú)水乙醇、去離子水依次洗滌4次，常溫干燥，得石蠟溶膠交聯(lián)聚合物；

（8）取聚氯乙烯，與硬脂酸鋇混合，送入到高速混合機(jī)中，在200℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述石蠟溶膠交聯(lián)聚合物，共混排出，倒入喂料機(jī)中，由喂料機(jī)送入到擠出機(jī)中，擠出機(jī)的溫度為180℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為2700r/min，擠出造粒，冷卻，即得所述氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料。

所述的氨基磺酸鎳、正硅酸乙酯、四羥甲基硫酸磷、吡啶硫酮鋅、氯化石蠟、苯乙烯、三乙胺、偶氮二異丁腈、聚氯乙烯、硬脂酸鋇的重量比為3：50：2：3：9：20：2：0.7：140：13。

性能測(cè)試：

將上述實(shí)施例1、2中制備的氯化石蠟溶膠交聯(lián)聚合物改性電纜料粒子與市售的普通pvc電纜料粒子在 170℃壓床上模壓 15min 制成試片，供實(shí)驗(yàn)用；

測(cè)得拉伸強(qiáng)度：實(shí)施例1試片為26.1MPa、實(shí)施例2試片為26.8MPa、普通pvc電纜料粒子試片為23.07MPa（標(biāo)準(zhǔn)要求為≥16MPa）；

斷裂伸長(zhǎng)率：實(shí)施例1試片為420%、實(shí)施例2試片為429%、普通pvc電纜料粒子試片為305%（標(biāo)準(zhǔn)要求為＞180%）；

200℃熱穩(wěn)定時(shí)間：實(shí)施例1試片為217min、實(shí)施例2試片為219min、普通pvc電纜料粒子試片為197min（標(biāo)準(zhǔn)要求為≥180min）；

阻燃性能：對(duì)試片進(jìn)行10s的燃燒測(cè)試，實(shí)施例1中的試片在15s內(nèi)熄滅，實(shí)施例2的試片在13s內(nèi)熄滅、普通pvc電纜料粒子試片在38s內(nèi)熄滅。