CN107915886A - 一种耐寒阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯20～30份、高抗冲聚丙烯15～25份、氯醋树脂10～20份、废旧聚氯乙烯电缆料18～27份、硬脂酸锌3～6份、阻燃剂2～5份、增塑剂1～3份、改性滑石粉2～4份、紫外线吸收剂1～2份、焦磷酸钠3～5份、柠檬酸三乙酯1.7～3.2份、炭黑2～3份。本发明所述的耐寒阻燃电缆料性能优、物理性能好、适应温度范围宽、耐寒性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长。

Description

一种耐寒阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域，具体涉及一种耐寒阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
电力供应已成为世界经济飞速发展不可或缺的一部分，而电线电缆作为电力供应的载体遍及各行各业。由于电线电缆使用的高分子绝缘材料属于易燃材料，在传输电能过程中往往会由内因（电缆自身发热、短路等）和外因（火灾等）引发电缆燃烧，对生命财产造成损害。传统的阻燃电缆主要采用含卤聚合物（如PVC）和含卤阻燃剂（含氯或含溴的化合物）通过混炼获得良好阻燃性能，但还存在不少缺陷，如耐高温性能不强，不能在高温下作业；耐老化性不够，使用寿命短，极易引起火灾；在火灾发生时，燃烧的电线电缆会产生有毒气体和烟雾，这不仅会影响救灾工作，还会对生命财产造成“第二次灾害”。
发明内容
本发明提供了一种耐寒阻燃电缆料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，本发明所述的耐寒阻燃电缆料性能优、物理性能好、适应温度范围宽、耐寒性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯20～30份、高抗冲聚丙烯15～25份、氯醋树脂10～20份、废旧聚氯乙烯电缆料18～27份、硬脂酸锌3～6份、阻燃剂2～5份、增塑剂1～3份、改性滑石粉2～4份、紫外线吸收剂1～2份、焦磷酸钠3～5份、柠檬酸三乙酯1.7～3.2份、炭黑2～3份。
优选的，所述耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯24～28份、高抗冲聚丙烯17～23份、氯醋树脂12～17份、废旧聚氯乙烯电缆料20～25份、硬脂酸锌4～5份、阻燃剂3～4份、增塑剂1.5～2.1份、改性滑石粉2.3～3.6份、紫外线吸收剂1.2～1.7份、焦磷酸钠3.5～4.5份、柠檬酸三乙酯2～3份、炭黑2.3～2.8份。
优选的，所述耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯26份、高抗冲聚丙烯20份、氯醋树脂15份、废旧聚氯乙烯电缆料23份、硬脂酸锌4.5份、阻燃剂3.4份、增塑剂1.9份、改性滑石粉2.7份、紫外线吸收剂1.5份、焦磷酸钠3.9份、柠檬酸三乙酯2.5份、炭黑2.4份。
优选的，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡2～4小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量2～4%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量1～3%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量1～3%的氧化铝于600～800r/min下搅拌15～25分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
优选的，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间20～30分钟，捏合温度85～95℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间30～40分钟，捏合温度为120～130℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
优选的，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为110～130℃。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的耐寒阻燃电缆料性能优、物理性能好、适应温度范围宽、耐寒性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长，具体如下：
（1）本发明所述的耐寒阻燃电缆料通过优化个原料之间相互协同作用，优化生产工艺，制备得到的耐寒阻燃电缆料适应温度范围宽，热老化性能优异，电缆料的耐寒等级高；
（2）本发明所述的耐寒阻燃电缆料采用高抗冲聚丙烯作为原料，高抗冲聚丙烯的力学性能好，与一定量的低密度聚乙烯混合后，在保证力学性能的前提下可容许填充较多的阻燃剂，显著提高了所述耐寒阻燃电缆料的阻燃性能，再者，由于聚丙烯的熔体粘度相对较低，所以用本发明制备的耐寒阻燃电缆料流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观；
（3）本发明所述耐寒阻燃电缆料添加改性纳米金刚石作为原料，经过改性纳米金刚石有超大的强度，提高该电缆料的机械强度，改性纳米金刚石由于还原程度很小仍然是绝缘材料，所制备的电缆料仍然保持良好的绝缘性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯20份、高抗冲聚丙烯15份、氯醋树脂10份、废旧聚氯乙烯电缆料18份、硬脂酸锌3份、阻燃剂2份、增塑剂1份、改性滑石粉2份、紫外线吸收剂1份、焦磷酸钠3份、柠檬酸三乙酯1.7份、炭黑2份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡2小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量2%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量1%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量1%的氧化铝于600r/min下搅拌15分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
其中，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间20分钟，捏合温度85℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间30分钟，捏合温度为120℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
其中，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为110℃。
实施例2
本实施例涉及一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯30份、高抗冲聚丙烯25份、氯醋树脂20份、废旧聚氯乙烯电缆料27份、硬脂酸锌6份、阻燃剂5份、增塑剂3份、改性滑石粉4份、紫外线吸收剂2份、焦磷酸钠5份、柠檬酸三乙酯3.2份、炭黑3份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡4小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量4%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量3%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量3%的氧化铝于800r/min下搅拌25分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
其中，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间30分钟，捏合温度95℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间40分钟，捏合温度为130℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
其中，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为130℃。
实施例3
本实施例涉及一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯24份、高抗冲聚丙烯17份、氯醋树脂12份、废旧聚氯乙烯电缆料20份、硬脂酸锌4份、阻燃剂3份、增塑剂1.5份、改性滑石粉2.3份、紫外线吸收剂1.2份、焦磷酸钠3.5份、柠檬酸三乙酯2份、炭黑2.3份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡2.5小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量3%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量2%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量2%的氧化铝于650r/min下搅拌18分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
其中，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间22分钟，捏合温度88℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间32分钟，捏合温度为123℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
其中，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为115℃。
实施例4
本实施例涉及一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯28份、高抗冲聚丙烯23份、氯醋树脂17份、废旧聚氯乙烯电缆料25份、硬脂酸锌5份、阻燃剂4份、增塑剂2.1份、改性滑石粉3.6份、紫外线吸收剂1.7份、焦磷酸钠4.5份、柠檬酸三乙酯3份、炭黑2.8份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡3小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量3%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量2%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量2%的氧化铝于700r/min下搅拌20分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
其中，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间25分钟，捏合温度90℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间35分钟，捏合温度为125℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
其中，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为120℃。
实施例5
本实施例涉及一种耐寒阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯26份、高抗冲聚丙烯20份、氯醋树脂15份、废旧聚氯乙烯电缆料23份、硬脂酸锌4.5份、阻燃剂3.4份、增塑剂1.9份、改性滑石粉2.7份、紫外线吸收剂1.5份、焦磷酸钠3.9份、柠檬酸三乙酯2.5份、炭黑2.4份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡3.5小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量3%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量2%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量2%的氧化铝于750r/min下搅拌23分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
其中，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
一种制备所述耐寒阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间28分钟，捏合温度92℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间38分钟，捏合温度为127℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
其中，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为125℃。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种耐寒阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯20～30份、高抗冲聚丙烯15～25份、氯醋树脂10～20份、废旧聚氯乙烯电缆料18～27份、硬脂酸锌3～6份、阻燃剂2～5份、增塑剂1～3份、改性滑石粉2～4份、紫外线吸收剂1～2份、焦磷酸钠3～5份、柠檬酸三乙酯1.7～3.2份、炭黑2～3份。
2.根据权利要求1所述的耐寒阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯24～28份、高抗冲聚丙烯17～23份、氯醋树脂12～17份、废旧聚氯乙烯电缆料20～25份、硬脂酸锌4～5份、阻燃剂3～4份、增塑剂1.5～2.1份、改性滑石粉2.3～3.6份、紫外线吸收剂1.2～1.7份、焦磷酸钠3.5～4.5份、柠檬酸三乙酯2～3份、炭黑2.3～2.8份。
3.根据权利要求1所述的耐寒阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：低密度聚乙烯26份、高抗冲聚丙烯20份、氯醋树脂15份、废旧聚氯乙烯电缆料23份、硬脂酸锌4.5份、阻燃剂3.4份、增塑剂1.9份、改性滑石粉2.7份、紫外线吸收剂1.5份、焦磷酸钠3.9份、柠檬酸三乙酯2.5份、炭黑2.4份。
4.根据权利要求1所述的耐寒阻燃电缆料，其特征在于，所述改性滑石粉的制备方法如下：将滑石粉放入碳酸钠与高锰酸钾混合溶液中浸泡2～4小时后，取出干燥，加入相当于滑石粉重量2～4%的硅烷偶联剂KH550、相当于滑石粉重量1～3%的月桂醇硫酸钠和相当于滑石粉重量1～3%的氧化铝于600～800r/min下搅拌15～25分钟后研磨，过120～160目筛即得所述改性滑石粉。
5.根据权利要求1所述的耐寒阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的组合，其重量组分比为2:1。
6.根据权利要求1所述的耐寒阻燃电缆料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为2-（2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基）苯并三氮唑。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述耐寒阻燃电缆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯、氯醋树脂、废旧聚氯乙烯电缆料、硬脂酸锌、阻燃剂、增塑剂、改性滑石粉、紫外线吸收剂、焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑，备用；
（2）先将低密度聚乙烯、高抗冲聚丙烯置于捏合机中，加入焦磷酸钠、柠檬酸三乙酯、炭黑、硬脂酸锌，进行捏合，捏合时间20～30分钟，捏合温度85～95℃，得第一捏合物；
（3）将废旧聚氯乙烯电缆料清洗干净，粉碎成颗粒，和改性滑石粉、氯醋树脂一起加入至第一捏合物中进行捏合，捏合时间30～40分钟，捏合温度为120～130℃，得第二捏合物；
（4）向第二捏合物中加入阻燃剂、增塑剂及紫外线吸收剂，混合均匀，然后置于造粒机中挤出造粒，即得所述耐寒阻燃电缆料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中挤出造粒的温度范围为110～130℃。
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