[发明专利]一种低烟阻燃电缆材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低烟阻燃电缆材料及其制备方法，属于无卤阻燃电缆材料技术领域。该电缆材料按照重量百分比计包括：无机阻燃剂30‑40wt％、抑烟协效阻燃剂6‑18wt％、硅橡胶5‑15wt％、三元乙丙橡胶2‑10wt％、线性低密度聚乙烯5‑20wt％、乙烯丙烯酸共聚物1‑10wt％、乙烯‑辛烯共聚物2‑10wt％、氰尿酸三聚氰胺2‑10wt％、交联剂1‑5wt％、硅酮母粒1‑3wt％和抗氧剂1‑3wt％；抑烟协效阻燃剂为一种含硫、磷和硅的化合物，其分子上的双键参与基体交联，烧蚀时优先形成碳化网络，吸附前期无焰烧蚀时产生的烟气，同时，碳化网络和氢氧化物阻燃剂复合成阻燃隔绝层，具有良好的阻燃作用。

技术领域

本发明属于无卤阻燃电缆材料技术领域，具体地，涉及一种低烟阻燃电缆材料及其制备方法。

背景技术

随着电力能源的发展，对电线电缆的需求迅速增长，随之而来对电缆的安全性有更高的要求，这是由于电器发生火灾时，扑灭难度大，且电缆中的有机材料燃烧产生大量的有毒烟气，对人体造成极大的伤害，在此背景下开发出各种阻燃电缆材料。

现有的阻燃电缆材料主要是向电缆材料基体中添加一定量的阻燃剂，以改善电缆的阻燃性能，传统以卤素阻燃剂使用最为广泛，但是，卤素阻燃剂燃烧时会产生大量有毒气体，对受灾人员以及救援人员产生二次伤害，正在被逐步取代；如CN107474372公开了一种UL电子线用150℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，向基体中添加大量的无机氢氧化物阻燃剂，阻燃性能通过相对较容易的FT-2燃烧等级，而大量的无机材料影响电缆材料的力学性能，难以同步提升。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种低烟阻燃电缆材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低烟阻燃电缆材料，按照重量百分比计包括：

无机阻燃剂30-40wt％、抑烟协效阻燃剂6-18wt％、硅橡胶5-15wt％、三元乙丙橡胶2-10wt％、线性低密度聚乙烯5-20wt％、乙烯丙烯酸共聚物1-10wt％、乙烯-辛烯共聚物2-10wt％、氰尿酸三聚氰胺2-10wt％、交联剂1-5wt％、硅酮母粒1-3wt％和抗氧剂1-3wt％。

进一步地，无机阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁的中的一种或者以任意比例混合。

进一步地，交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯中的一种。

进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂445、抗氧剂168、抗氧剂DSTP、抗氧剂412S和抗氧剂1024中的多种混合。

所述抑烟协效阻燃剂由以下方法制备：

步骤A1：将季戊四醇和二氧六环升温搅拌溶解，再加入三乙胺混合，之后在75-85℃恒温，控制搅拌速率为240-360rpm，缓慢滴加三氯硫磷，完全滴加后，升温至105-110℃回流反应15-20min，旋蒸脱除低沸物，用去离子水洗涤、干燥，得到修饰基体；

进一步地，三氯硫磷、季戊四醇、三乙胺和二氧六环的用量比为1mol：11.1-1.2mol：30-35mL：0.6-0.7L，三氯硫磷和过量季戊四醇反应，得到含羟基的硫磷化合物，具体反应过程表示如下：

步骤A2：将修饰基体、氢氧化钾和DMF搅拌混合，升温至92-98℃，加入对苯二酚混合，再投加乙烯基三氯硅烷，保温回流反应3-5h，反应结束加入去离子水旋蒸数次，带出DMF，之后过滤取滤饼用去离子水洗涤、干燥，得到抑烟协效阻燃剂；