[发明专利]一种高导热阻燃聚乙烯基复合材料及其制备方法

说明书

一种高导热阻燃聚乙烯基复合材料及其制备方法，它属于阻燃电缆领域。本发明是为了解决聚乙烯基电缆热积累时材料内部的导热及阻燃性差的技术问题。本方法如下：首先将氢氧化铝颗粒与六方氮化硼按照一定比例混合并进行超声分散；然后利用氨基官能团硅烷对复合粉体进行表面修饰；最后利用密炼机使复合粉体和聚乙烯按照一定比例均匀混合，并借助平板硫化仪热压成型，即得。本发明的合成工艺及所需设备简单，原料及中间物价格低廉、环保无污染，容易实施，制备所得的聚乙烯基复合材料的导热和阻燃性能明显提升。

技术领域

本发明属于电线电缆领域，具体涉及一种高导热阻燃聚乙烯基复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯(PE)具有电绝缘性能好、介电常数小、介电损耗小和化学稳定性优良等优点，是电线电缆中广泛使用的材料之一。但聚乙烯的阻燃性与导热性能较差，氧指数仅为17.4，导热率仅为0.3-0.5W/mK，因此在受热不均匀或外部环境影响下极易燃烧，其燃烧热值高，在燃烧时热释放速率大、火焰传播速度快，不易熄灭，同时聚乙烯燃烧时产生熔滴还可能会引燃其他可燃物燃烧，加剧了火灾的破坏程度，对人们的生命安全形成巨大的威胁，由此限制其发展。因此，研发高导热阻燃聚乙烯基复合材料对电线电缆行业的发展具有重大的促进作用。

发明内容

本发明目的是为了解决聚乙烯的导热和阻燃性差的技术问题，提供了一种高导热阻燃聚乙烯基复合材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高导热阻燃聚乙烯基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：称取氢氧化铝零维颗粒和六方氮化硼二维片，将其置于无水乙醇和去离子水混合液体中，采用超声分散仪超声进行分散处理，通过磁力搅拌器对分散处理后的混合液体进行常温搅拌，最后利用离心机高速离心并将得到的混合粉体烘干、研磨待用；

S2：将步骤S1中制备的混合粉体置于烧杯中，然后量取适量的无水乙醇置于烧杯内，将烧杯放置在磁力搅拌器上均匀搅拌后，加入氨基官能团硅烷，持续搅拌后，将烧杯放入超声清洗机中超声，最后将混合液体利用烘箱烘干、研磨后得到氨基官能团硅烷表面修饰的混合粉体；

S3：称取步骤S2制取的氨基官能团硅烷表面修饰的混合粉体和聚乙烯颗粒，利用密炼机在一定温度下进行一段时间混料处理，制成聚乙烯基复合材料，其中氨基官能团硅烷表面修饰的混合粉体分批多次间隔一段时间添加；

S4：将步骤S3中的聚乙烯基复合材料置于平板硫化机中，升温使聚乙烯基复合材料至熔融状态并保温一段时间，然后采用平板硫化仪的进行热压处理使其硫化成型，即制得高导热聚乙烯基阻燃复合材料。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，所述步骤S1中的氢氧化铝零维颗粒和六方氮化硼二维片的质量比为1：0.2-1.5；所述无水乙醇与去离子水的体积比为1:0.75；所述六方氮化硼二维片和去离子水的质量比1：4.5-6.5。

进一步地，所述步骤S1中的超声分散仪的功率是550-650W，超声处理时间为20-24h。

进一步地，所述步骤S1中磁力搅拌器搅拌转速为600r/min，时间为1h；离心机的转速为8000-10000r/min，离心的时间为10-15min。

进一步地，所述步骤S2中混合粉体、无水乙醇和氨基官能团硅烷的质量比为1:10:0.1。

进一步地，所述步骤S2中磁力搅拌转速为600r/min，放入氨基官能团硅烷前的搅拌时间为0.5-1h，放入氨基官能团硅烷后的搅拌时间为0.5-1h；超声清洗机的功率400W，超声10-12h。