[发明专利]一种阻燃型电缆材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型电缆材料的制备方法，原料按重量份组成：重量份组成：粉煤灰80‑100份、磷酸氢锆35‑40份、丙烯酸乙酯15‑20份、硅烷2‑4份、铝酸酯1‑2份、钛酸酯0.1‑0.5份、去离子水100‑130份、无水乙醇1‑6份、直链烷烃苯磺酸钠1‑3份、聚乙烯80‑100份、交联剂8‑13份、抗氧化剂4‑8份、聚乙烯蜡4‑8份、硬脂酸锌3‑5份。本发明制备的电缆材料采用碱化粉煤灰和改性磷酸氢锆复合后能显著提高电缆料的阻燃效果，且粉煤灰作为一种工业固体废物，用于电缆料的阻燃成分既经济又环保，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种阻燃型电缆材料的制备方法，属于电缆设备领域。

背景技术

交联聚烯烃作为电缆绝缘材料使用已经有多年的发展，但聚乙烯属于易燃材料，传统方法生产的交联聚乙烯电缆材料产品都不具有阻燃性能。传统使用氢氧化铝作为阻燃填料，由于用量较大，影响电缆的加工性能和表面光洁度，为了满足防范火灾的安全需求，开发阻燃型电缆材料具有重要意义。粉煤灰作为一种废料成本低，具有一定的阻燃特性，但其阻燃性能有限，更多的是以填料为目的,何如发挥粉煤灰更大的阻燃性能非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃型电缆材料的制备方法,通过该方法制备的材料具有优异的阻燃效果。

一种阻燃型电缆材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、将100份粉煤灰置于行星式球磨机300 r/min球磨10 min，随后加入到500份浓度0.3mol/L的氢氧化钠溶液中，80℃磁力搅拌2h，过滤洗涤，60℃烘箱干燥，得到碱化粉煤灰；

步骤2、取40份磷酸氢锆加入200份去离子的水烧杯中，置于恒温水浴槽内，在40℃和300rpm转速下预分散30min；

步骤3、向上述分散液中缓慢滴加10份的丙烯酸乙酯，滴加完毕后继续搅拌，保温反应60min；

步骤4、反应完毕抽滤得到湿凝胶层，转移至真空干燥箱内，在80℃下干燥5h，研磨得到改性磷酸氢锆粉体；

步骤5、将3份硅烷、1.6份铝酸酯、0.4份钛酸酯偶联剂倒入烧杯，加入20份去离子水、4份无水乙醇， 80℃水解10min得复配偶联剂；

步骤6、向上述复配偶联剂中继续加入100份去离子水、1.5份直链烷烃苯磺酸钠和80份碱化煤灰和20份改性磷酸氢锆粉体，80℃下反应15min后抽滤、洗涤，50℃烘箱干燥24 h得到复合阻燃粉料；

步骤7、按重量份称取200份聚乙烯、45份复合阻燃粉料、9份交联剂、6份抗氧化剂、5份聚乙烯蜡和3份硬脂酸锌投入高速搅拌机，搅拌混合30min放料；

步骤8、将上述混合料投入螺杆挤出机里，挤出造粒，温度控制在140℃，最后在注塑机上制成标准样条，室温条件下放置72h后进行性能测试。

有益效果：本发明制备的阻燃型电缆材料，采用碱化粉煤灰和改性磷酸氢锆粉体复合得到阻燃粉料，复合阻燃剂以为主，磷酸氢锆为辅，价格更为低廉。磷酸氢锆经过纳米级丙烯酸乙酯修饰后拉到了层板的层间距，能够有效的嵌入碱化粉煤灰，通过磷酸氢锆层板内外的羟基与碱化粉煤灰表面形成稳定的氢键结构，相较于单一的粉煤灰和磷酸氢锆，复合后的阻燃粉料耐热性显著提高，在电缆料燃烧过程中，阻燃粉料能够在聚乙烯材料表面迅速形成炭层和熔融态物质，隔绝空气，阻碍热传递，显著提高电缆料的阻燃效果。此外，复配偶联剂上的硅羟基、铝羟基、钛羟基和复合粉料表面的羟基缩合，形成偶联剂包覆层，阻隔了热传递及氧气的扩散，有效地延缓并阻止了聚合物的热降解，抑制了挥发性可燃组分的产生。粉煤灰作为一种工业固体废物，用于电缆料的阻燃成分降低了阻燃剂的用量，既经济又环保，具有广阔的应用前景。

具体实施方式