[发明专利]航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料，包括以下质量份的原料，60~80份低密度聚乙烯LDPE、2~5份改性石墨烯、30~38份乙烯‑醋酸乙烯脂共聚物EVA、6~8份硫酸铝、5~7份苯基次磷酸铝、5~8份水玻璃、0.5~1份乙烯基三（β‑甲氧基乙氧基）硅烷和7~9份碱式碳酸铝镁。同时本发明公开了一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料的制法及其应用。本发明在遇火时能够形成协同防火效果、阻燃性能优异，同时具有明显轻量化效果，可以在航空航天用电线电缆中广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料及其制法和应用，属于航空航天电线电缆技术领域。

背景技术

航空航天电线电缆主要包括电网安装线及动力电缆、发动机高温耐火电缆、通信数据电缆、特种电缆四大类，是应用在军用飞机、民用飞机、运载火箭、航天飞船等领域的高端电线电缆。当前，受益于全球民用飞机、军用飞机、卫星、载人航天等产业快速发展，全球航空航天电线电缆需求持续上升，以飞机电线电缆市场为例，2021年其市场规模达到8.7亿美元左右，预计2022年将增长至9.2亿美元。目前来看，美国航空航天产业最为发达，是全球最大的航空航天电线电缆市场，但以中国为代表的亚太地区，载人航天产业发展迅速、卫星发射量不断增多、民用大飞机进入商业化阶段、军用飞机迭代速度加快，因此其航空航天电线电缆需求增长更为快速。

航空航天电缆料是电线电缆的绝缘层与保护层所用材料，与导体、屏蔽层共同构成电线电缆，其主要采用高分子材料制造而成。为满足技术不断升级的航空航天产业需求，电线电缆性能不断提升，所采用的电缆料品质要求不断提高。由于航空航天的电缆的特殊性使用工况，要求航空航天电缆料需要具备质量轻、耐高温、阻燃耐火等特性。目前引起航空航天线缆失效的各类原因中，线缆材料的载重能耗大，电缆料防火性能较低等占据了较大的比例。因此，开发航空航天苛刻环境下的防火轻型电缆料是当前解决这一问题的关键。

综上所述，本领域技术人员亟需研究航空航天苛刻环境下的防火轻型电缆料及其制备方法的应用，用以解决航空航天线缆在苛刻服役条件下所产生的载重能耗大，防火性能较低等系列问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料，该材料具备轻量化特性，防火性能好，具备高防火耐热的效果。

同时，本发明提供一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料的制法，该法获得石墨烯-(Al₂O₃+Mg(OH)₂)复合结构，具有协同防火功效。

同时，本发明提供一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料在航空航天线缆组件中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料，包括以下质量份的原料，60～80份低密度聚乙烯LDPE、2～5份改性石墨烯、30～38份乙烯-醋酸乙烯脂共聚物EVA、6～8份硫酸铝、5～7份苯基次磷酸铝、5～8份水玻璃、0.5～1份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和7～9份碱式碳酸铝镁。

所述改性石墨烯为石墨烯-(Al₂O₃+Mg(OH)₂)复合结构；所述航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料燃烧后，形成碳层和金属氧化物层的双层结构。

一种航空航天用防火轻型石墨烯聚合物材料的制法，包括以下步骤：

S1，配料：按质量比例配料称取：60～80份低密度聚乙烯LDPE、2～5份改性石墨烯、30～38份乙烯-醋酸乙烯脂共聚物EVA、6～8份硫酸铝、5～7份苯基次磷酸铝、5～8份水玻璃、0.5～1份乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和7～9份碱式碳酸铝镁；