[发明专利]一种磁悬浮列车线缆用相变控温护套材料及其制造方法

说明书

本发明公开一种磁悬浮列车线缆用高阻燃、高柔性、相变控温护套材料及其制造方法和应用，其中含9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物基元的聚苯并咪唑(DOPO‑PBI)磷氮系阻燃剂与含丰富氧元素的成炭剂复配提高了材料的阻燃性能。经苯胺甲基三乙氧基硅烷表面改性的碳化硅和长石粉通过分步共混工艺，在材料内部构筑了成炭剂、碳化硅和长石粉固‑固复合型可控相变体系，保证了材料在其玻璃化转变温度以下的运行环境中分子链段有较高的运动能力，实现了材料和线缆在极低温下稳定服役，另外该材料同时具有优异的阻燃、耐火、耐油、力学及耐老化性能，可同时应用于消防灭火机器人和应急处置救援机器人等复杂环境服役智能装备用线缆。

技术领域

本发明属于高分子材料技术与科学领域，具体涉及一种磁悬浮列车线缆用高阻燃、高柔性、相变控温护套材料及其制造方法和应用。

背景技术

时速620公里磁悬浮列车用高频耐火通信电缆长期处于交变电磁场空间，而电磁场的热效应会使线缆经历长期的高低温循环，影响其信号传输。因此开发高导热、高阻燃、可控温相变耐火线缆用护套材料以保证线缆在长期稳定的温度环境下工作具有重要意义。

专利CN201310442589.6将氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌复配使用增强材料的阻燃性能。专利CN202011203891.2将氢氧化铝、氢氧化镁和埃洛石纳米管复配使用，通过在高温后形成蜂窝疏松多孔结构隔热阻燃。但是以上研究中阻燃剂添加含量较大，对材料的力学性能造成一定程度的下降，对材料性能的提升较为单一，难以满足复杂环境下的应用要求。

目前国内磁悬浮列车所采用线缆产品型号和技术全部由国外所掌握，导致我国高速磁悬浮列车关键零部件存在断供的风险。因此，开发具有自主知识产权的磁悬浮列车线缆用高阻燃、高柔性、相变控温护套材料具有重要的意义。

发明内容

本发明公开一种磁悬浮列车线缆用高阻燃、高柔性、相变控温护套材料及其制造方法和应用，原料按重量份数包括：EVA 100-150份；并用橡胶40-60份；磷氮系阻燃剂30-50份；成炭剂10-15份；无机功能填料40-75份；大分子偶联剂5-15份；硫化剂5-10份；硫化促进剂1-3份；防老剂1-3份；抗氧剂0.5-2份；色母粒1-5份。其中磷氮系阻燃剂为含有9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物基元的聚苯并咪唑(DOPO-PBI)；成炭剂为季戊四醇、三羟甲基乙烷等含丰富氧元素的物质；无机功能填料为经苯胺甲基三乙氧基硅烷表面改性的碳化硅和长石粉，通过分步共混工艺可以使实现上述填料在聚合物中的可控迁移分散，形成均匀致密的耐火层，有效提高材料阻燃性能的同时在材料内部构筑了成炭剂/碳化硅/长石粉固—固复合型可控相变体系。该相变体系具有较强的换热能力，当运行温度过高时，材料可快速吸收热量实现热量在材料内部的迅速扩散和储存，同时在低温下热量可以释放，保证了在材料玻璃化转变温度以下的运行环境中分子链段有较高的运动能力，缓解材料的低温脆性，实现了材料在极低温下的服役能力，提高材料的使用温度范围。本专利开发的材料可应用于时速620公里及以上的磁悬浮列车用线缆及消防灭火机器人和应急处置救援机器人等复杂环境服役智能装备用线缆。具体方案如下：

一种磁悬浮列车线缆用高阻燃、高柔性、相变控温护套材料，原料按重量份数包括：

乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 100-150份；

并用橡胶40-60份；

磷氮系阻燃剂30-50份；

成炭剂10-15份；

无机功能填料40-75份；

大分子偶联剂5-15份；

硫化剂5-10份；

硫化促进剂1-3份；

防老剂1-3份；

抗氧剂0.5-2份；