本發(fā)明涉及電力電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料及其制備方法。
背景技術(shù)：
電線電纜絕緣及護(hù)套用塑料俗稱(chēng)電纜料，其中包括了橡膠、塑料、尼龍等多種品種。電纜料生產(chǎn)企業(yè)是以電纜生產(chǎn)企業(yè)為用戶，只要有電線電纜需求就有電纜料的市場(chǎng)。電線電纜產(chǎn)品中除鋼芯鋁絞線、電磁線等裸線產(chǎn)品外幾乎都需要絕緣層口。目前我國(guó)有電線電纜生產(chǎn)企業(yè)近5000家，又有城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造、西部大開(kāi)發(fā)及通信設(shè)施大面積升級(jí)改造對(duì)電線電纜產(chǎn)品的巨大需求，因而從一段時(shí)間來(lái)看，電纜料在我國(guó)具有廣泛的市場(chǎng)發(fā)展前景。
但是，由于電纜屬于可燃物質(zhì)，因此，隨著電氣火災(zāi)事故的頻繁發(fā)生，電纜的阻燃問(wèn)題己經(jīng)引起了世界各國(guó)的重視。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)的因素，在火災(zāi)中妨礙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。
近年來(lái)，電纜的老化引起的火災(zāi)越來(lái)越多。為了降低火災(zāi)的發(fā)生率以及發(fā)生火災(zāi)時(shí)的死亡率，低煙、阻燃、環(huán)保成為了電線電纜行業(yè)的發(fā)展方向?，F(xiàn)有技術(shù)中，低煙阻燃電纜料的生產(chǎn)大多是在聚烯烴基材中加入大量的氯化石蠟來(lái)達(dá)到阻燃的效果，然而，這種方法制備的電纜料的阻燃效果并不是很理想。另外，這些電纜料的強(qiáng)度也不夠理想，無(wú)法為內(nèi)部的導(dǎo)線提供良好的保護(hù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料及其制備方法，具有強(qiáng)度高、耐拉伸性能好且阻燃性能優(yōu)異，能夠滿足行業(yè)的要求，能夠在高溫、易燃、機(jī)械摩擦頻繁等惡劣條件下使用，具有較好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料，包括如下重量配比的組分：高密度聚乙烯40-60份、酚醛樹(shù)脂30-40份、環(huán)氧樹(shù)脂20-30份、磷酸三苯酯tpp10-30份、十溴二苯乙烷15-30份、碳纖維10-20份、硬脂酸鈣5-15份、納米氫氧化鋁15-25份、納米碳酸鈣5-10份、納米二氧化鈦2-8份、納米有機(jī)硅5-15份、三氧化二銻3-8份、硼酸鋅5-15份、方解石粉4-10份、滑石粉3-10份、硅藻土1-5份、阻燃劑3-8份、抗氧劑2-6份、增塑劑1-5份和改性填料10-20份。
優(yōu)選的，所述高密度聚乙烯50份、酚醛樹(shù)脂35份、環(huán)氧樹(shù)脂25份、磷酸三苯酯tpp20份、十溴二苯乙烷22份、碳纖維15份、硬脂酸鈣10份、納米氫氧化鋁20份、納米碳酸鈣7.5份、納米二氧化鈦5份、納米有機(jī)硅10份、三氧化二銻5.5份、硼酸鋅10份、方解石粉7份、滑石粉6份、硅藻土3份、阻燃劑5份、抗氧劑4份、增塑劑3份和改性填料15份。
優(yōu)選的，所述納米氫氧化鋁的平均粒徑為40-60nm；所述納米碳酸鈣的平均粒徑為50-70nm；所述納米二氧化鈦的平均粒徑為20-30nm；所述納米有機(jī)硅的平均粒徑為30-50nm。
優(yōu)選的，所述阻燃劑包括如下重量配比的組分：聚硼硅氧烷1-5份、二苯基磷酸酯0.5-2.5份和硼酸鋅2-6份。
優(yōu)選的，所述抗氧劑為抗氧劑bht、抗氧劑168、抗氧劑1010中的一種或兩種以上的混合物。
優(yōu)選的，所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、鄰苯二甲酸酯、偏苯三酸三壬酯中的一種或兩種以上的混合物。
優(yōu)選的，所述改性填料包括如下重量配比的組分：氧化鎂5-12份、氮化硅4-8份、氮化硼2-6份和生石膏3-10份。
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料的制備方法，包括如下步驟：
（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱(chēng)取高密度聚乙烯、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、磷酸三苯酯tpp、十溴二苯乙烷、碳纖維加入容器內(nèi)加熱并不斷攪拌至物料混合均勻，得到混合物a；
（2）將硬脂酸鈣、納米氫氧化鋁、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米有機(jī)硅、三氧化二銻、硼酸鋅、方解石粉、滑石粉、硅藻土、阻燃劑、抗氧劑、增塑劑和改性填料進(jìn)行充分的攪拌處理，得到混合物b；
（3）將混合物a和混合物b通過(guò)攪拌裝置攪拌混合均勻，然后放在干燥裝置中進(jìn)行干燥處理，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉和造粒處理，即得高強(qiáng)度高阻燃性電纜料。
優(yōu)選的，所述步驟（1）中加熱溫度為180-200℃，混合均勻條件：以600-800r/min的速度攪拌30-50min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料及其制備方法，具有強(qiáng)度高、耐拉伸性能好且阻燃性能優(yōu)異，能夠滿足行業(yè)的要求，能夠在高溫、易燃、機(jī)械摩擦頻繁等惡劣條件下使用，具有較好的應(yīng)用前景，具體情況如下：
（1）本發(fā)明通過(guò)選擇合適的原料，控制各原料的含量，使各原料的含量處于最佳比例餓，得到的高強(qiáng)度高阻燃性電纜料強(qiáng)度高、阻燃性好、耐拉伸性能好，用于電纜中，綜合性能好，使用壽命長(zhǎng)；
（2）本發(fā)明在高密度聚乙烯中加入酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、十溴二苯乙烷、碳纖維，提高了本發(fā)明的強(qiáng)度、抗拉伸性能和阻燃性能；
（3）本發(fā)明通過(guò)添加氧化鎂、氮化硅、氮化硼、生石膏為改性填料，提高了本發(fā)明的強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、阻燃性能和耐老化性，并通過(guò)使用聚硼硅氧烷、二苯基磷酸酯、硼酸鋅配合作為阻燃劑加入體系中，進(jìn)一步提高本發(fā)明的阻燃性能，同時(shí)加入方解石粉、滑石粉、硅藻土作為補(bǔ)強(qiáng)填充劑，不僅可降低成本，而且可進(jìn)一步提高本發(fā)明的強(qiáng)度、耐拉伸性能和耐磨性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料，包括如下重量配比的組分：高密度聚乙烯50份、酚醛樹(shù)脂35份、環(huán)氧樹(shù)脂25份、磷酸三苯酯tpp20份、十溴二苯乙烷22份、碳纖維15份、硬脂酸鈣10份、納米氫氧化鋁20份、納米碳酸鈣7.5份、納米二氧化鈦5份、納米有機(jī)硅10份、三氧化二銻5.5份、硼酸鋅10份、方解石粉7份、滑石粉6份、硅藻土3份、阻燃劑5份、抗氧劑4份、增塑劑3份和改性填料15份。
其中，所述納米氫氧化鋁的平均粒徑為50nm；所述納米碳酸鈣的平均粒徑為60nm；所述納米二氧化鈦的平均粒徑為25nm；所述納米有機(jī)硅的平均粒徑為40nm。
其中，所述阻燃劑包括如下重量配比的組分：聚硼硅氧烷3份、二苯基磷酸酯1.5份和硼酸鋅4份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑bht、抗氧劑168、抗氧劑1010中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、鄰苯二甲酸酯、偏苯三酸三壬酯中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述改性填料包括如下重量配比的組分：氧化鎂8份、氮化硅6份、氮化硼4份和生石膏7份。
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料的制備方法，包括如下步驟：
（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱(chēng)取高密度聚乙烯、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、磷酸三苯酯tpp、十溴二苯乙烷、碳纖維加入容器內(nèi)加熱并不斷攪拌至物料混合均勻，得到混合物a；
（2）將硬脂酸鈣、納米氫氧化鋁、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米有機(jī)硅、三氧化二銻、硼酸鋅、方解石粉、滑石粉、硅藻土、阻燃劑、抗氧劑、增塑劑和改性填料進(jìn)行充分的攪拌處理，得到混合物b；
（3）將混合物a和混合物b通過(guò)攪拌裝置攪拌混合均勻，然后放在干燥裝置中進(jìn)行干燥處理，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉和造粒處理，即得高強(qiáng)度高阻燃性電纜料。
其中，所述步驟（1）中加熱溫度為190℃，混合均勻條件：以700r/min的速度攪拌40min。
實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料，包括如下重量配比的組分：高密度聚乙烯40份、酚醛樹(shù)脂30份、環(huán)氧樹(shù)脂20份、磷酸三苯酯tpp10份、十溴二苯乙烷15份、碳纖維10份、硬脂酸鈣5份、納米氫氧化鋁15份、納米碳酸鈣5份、納米二氧化鈦2份、納米有機(jī)硅5份、三氧化二銻3份、硼酸鋅5份、方解石粉4份、滑石粉3份、硅藻土1份、阻燃劑3份、抗氧劑2份、增塑劑1份和改性填料10份。
其中，所述納米氫氧化鋁的平均粒徑為40nm；所述納米碳酸鈣的平均粒徑為50nm；所述納米二氧化鈦的平均粒徑為20nm；所述納米有機(jī)硅的平均粒徑為30nm。
其中，所述阻燃劑包括如下重量配比的組分：聚硼硅氧烷1份、二苯基磷酸酯0.5份和硼酸鋅2份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑bht、抗氧劑168、抗氧劑1010中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、鄰苯二甲酸酯、偏苯三酸三壬酯中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述改性填料包括如下重量配比的組分：氧化鎂5份、氮化硅4份、氮化硼2份和生石膏3份。
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料的制備方法，包括如下步驟：
（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱(chēng)取高密度聚乙烯、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、磷酸三苯酯tpp、十溴二苯乙烷、碳纖維加入容器內(nèi)加熱并不斷攪拌至物料混合均勻，得到混合物a；
（2）將硬脂酸鈣、納米氫氧化鋁、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米有機(jī)硅、三氧化二銻、硼酸鋅、方解石粉、滑石粉、硅藻土、阻燃劑、抗氧劑、增塑劑和改性填料進(jìn)行充分的攪拌處理，得到混合物b；
（3）將混合物a和混合物b通過(guò)攪拌裝置攪拌混合均勻，然后放在干燥裝置中進(jìn)行干燥處理，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉和造粒處理，即得高強(qiáng)度高阻燃性電纜料。
其中，所述步驟（1）中加熱溫度為180℃，混合均勻條件：以600r/min的速度攪拌30min。
實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料，包括如下重量配比的組分：高密度聚乙烯60份、酚醛樹(shù)脂40份、環(huán)氧樹(shù)脂30份、磷酸三苯酯tpp30份、十溴二苯乙烷30份、碳纖維20份、硬脂酸鈣15份、納米氫氧化鋁25份、納米碳酸鈣10份、納米二氧化鈦8份、納米有機(jī)硅15份、三氧化二銻8份、硼酸鋅15份、方解石粉10份、滑石粉10份、硅藻土5份、阻燃劑8份、抗氧劑6份、增塑劑5份和改性填料20份。
其中，所述納米氫氧化鋁的平均粒徑為60nm；所述納米碳酸鈣的平均粒徑為70nm；所述納米二氧化鈦的平均粒徑為30nm；所述納米有機(jī)硅的平均粒徑為50nm。
其中，所述阻燃劑包括如下重量配比的組分：聚硼硅氧烷5份、二苯基磷酸酯2.5份和硼酸鋅6份。
其中，所述抗氧劑為抗氧劑bht、抗氧劑168、抗氧劑1010中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、鄰苯二甲酸酯、偏苯三酸三壬酯中的一種或兩種以上的混合物。
其中，所述改性填料包括如下重量配比的組分：氧化鎂12份、氮化硅8份、氮化硼6份和生石膏10份。
一種高強(qiáng)度高阻燃性電纜料的制備方法，包括如下步驟：
（1）按照重量份數(shù)計(jì)，分別稱(chēng)取高密度聚乙烯、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、磷酸三苯酯tpp、十溴二苯乙烷、碳纖維加入容器內(nèi)加熱并不斷攪拌至物料混合均勻，得到混合物a；
（2）將硬脂酸鈣、納米氫氧化鋁、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米有機(jī)硅、三氧化二銻、硼酸鋅、方解石粉、滑石粉、硅藻土、阻燃劑、抗氧劑、增塑劑和改性填料進(jìn)行充分的攪拌處理，得到混合物b；
（3）將混合物a和混合物b通過(guò)攪拌裝置攪拌混合均勻，然后放在干燥裝置中進(jìn)行干燥處理，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行混煉和造粒處理，即得高強(qiáng)度高阻燃性電纜料。
其中，所述步驟（1）中加熱溫度為200℃，混合均勻條件：以800r/min的速度攪拌50min。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。