本發(fā)明涉及一種電纜護(hù)層材料，尤其是一種無(wú)鹵低煙阻燃電纜護(hù)層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速、穩(wěn)步增長(zhǎng)，城市建設(shè)的飛速發(fā)展，大批建造了各種功能的建筑物，由此發(fā)生火災(zāi)的幾率相應(yīng)增多。在人口相對(duì)比較密集的易發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)合，應(yīng)采用高阻燃防火型電力電纜以滿(mǎn)足使用要求。由于常見(jiàn)的高阻燃防火型電力電纜絕緣只采用無(wú)機(jī)復(fù)合絕緣材料云母帶重疊繞包，云母帶上面的云母粉容易脫落導(dǎo)致絕緣性能和防火性能下降，采用擠出填充型硅橡膠填充纜芯的空隙，這個(gè)工序需要專(zhuān)用的硅橡膠擠出設(shè)備才能進(jìn)行，金屬層采用縱包氬弧焊接銅帶，成本較高。聚合物主要含碳、氫等元素，在氧和熱的作用下容易著火燃燒。當(dāng)聚合物材料受熱后，熱量傳導(dǎo)進(jìn)入材料內(nèi)部，材料首先吸熱熔融；隨著溫度升高，聚合物開(kāi)始出現(xiàn)鍵的斷裂，發(fā)生熱分解并釋放出含碳?xì)涞目扇夹詺怏w；足夠多的可燃?xì)怏w在一定溫度下和氧氣作用發(fā)生燃燒；氣相燃燒產(chǎn)生的熱量又傳回未分解的固體，進(jìn)一步加快聚合物的分解，產(chǎn)生更多可燃性氣體，使燃燒更為劇烈。由此可見(jiàn)，可燃物、熱量和氧氣是維持燃燒的三個(gè)基本要素，三者缺一不可。因此，在對(duì)聚合物進(jìn)行阻燃改性時(shí)，切斷維持燃燒的三要素中之一，就能達(dá)到阻燃目的。聚合物的阻燃改性與研究其燃燒過(guò)程和特性息息相關(guān)。從本質(zhì)上說(shuō)，阻燃就是通過(guò)阻止或減弱燃燒三要素中的一個(gè)或幾個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。阻燃機(jī)理實(shí)際上就是阻燃劑對(duì)燃燒三要素具體的阻止或減弱效應(yīng)。阻燃機(jī)理具體可劃分為多種類(lèi)型，如形成非可燃性保護(hù)膜、產(chǎn)生高密度氣體隔離層、捕捉自由基終止鏈反應(yīng)、提高聚合物的熱穩(wěn)定性等。概括地說(shuō)，針對(duì)聚合物的阻燃改性以凝聚相阻燃、氣相阻燃、協(xié)效阻燃及中斷熱交換等四種機(jī)理為主。金屬氫氧化物阻燃劑分解溫度高、不易揮發(fā)、成本低，除具有阻燃效果外，還具有無(wú)毒、抑制發(fā)煙的性質(zhì)，被譽(yù)為無(wú)公害阻燃劑。但金屬氫氧化物阻燃劑存在填充量大、與聚合物相容性差和對(duì)聚合物的加工、力學(xué)性能影響較大等缺點(diǎn)，這些是金屬氫氧化物阻燃劑在研發(fā)和應(yīng)用中必須解決的問(wèn)題。膨脹型阻燃劑主要由含有氮、磷、碳等元素的物質(zhì)復(fù)合而成，各元素之間具有阻燃協(xié)同作用。發(fā)生燃燒時(shí)，膨脹型阻燃劑會(huì)在塑料表面生成泡沫碳層，從而起到隔熱、抑煙、防熔滴等效果，實(shí)現(xiàn)阻燃。目前對(duì)膨脹型阻燃劑的報(bào)道雖多，但其研究仍屬于剛起步的階段，實(shí)際應(yīng)用較少。另外，膨脹型阻燃劑確實(shí)具有優(yōu)良的阻燃潛質(zhì)，但其與聚合物相容性差、易吸潮等缺點(diǎn)在一定程度上制約其工業(yè)化的進(jìn)程。未來(lái)對(duì)膨脹型阻燃劑的研究將從耐水、相容性和擴(kuò)大分子尺度等方面著手改進(jìn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：一種電纜護(hù)層材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯40-80％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-20％、納米復(fù)合阻燃劑15-40％、助劑5-20％、交聯(lián)劑0.1-1.5％。所述助劑是環(huán)己烷、甲苯、正辛烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種；所述納米復(fù)合阻燃劑是經(jīng)過(guò)亞磷酸酯胺鹽改性的納米氫氧化鋁。所述按照以下方法制備：在鋁酸鈉溶液中加入碳酸氫鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值到10-11，控制溫度在55-65℃，反應(yīng)10-30min，抽濾，洗滌，干燥，得到納米氫氧化鋁；將所述亞磷酸酯胺鹽溶解在溶劑中，加入納米氫氧化鋁，靜置24-36h，過(guò)濾，干燥，即得所述亞磷酸酯胺鹽改性的納米氫氧化鋁。所述納米復(fù)合阻燃劑中亞磷酸酯胺和氫氧化鋁的質(zhì)量比是1:3-5，優(yōu)選是1:4。所述溶劑是季戊四醇、己二醇，丁二醇中的一種，優(yōu)選是季戊四醇。所述亞磷酸酯胺鹽是亞磷酸二正丁酯乙醇胺、二辛基亞磷酸酯乙醇胺、二苯基亞磷酸酯乙醇胺或丁基異辛基磷酸十二胺。所述納米復(fù)合阻燃劑的粒徑是10-50nm。所述交聯(lián)劑是三烯丙基異氰脲酸酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯中的一種。所述無(wú)鹵阻燃聚烯烴電線電纜材料還包括抗氧劑，所述抗氧劑是抗氧劑1010、抗氧劑1024、抗氧劑1035、抗氧劑264和DNP中的任一種或幾種的混合物，所述抗氧劑的用量為0.5-2％。本發(fā)明首次提出利用亞磷酸酯胺鹽作為氫氧化鋁的表面改性材料，不僅提高了氫氧化鋁微粒與聚合物的相容性，而且通過(guò)改進(jìn)氫氧化鋁的制備方法，降低了氫氧化鋁的粒徑，氫氧化鋁的粒徑分布更均勻，從而提高了阻燃劑的阻燃性能；此外亞磷酸酯胺鹽本身具有一定的阻燃效果，其在分解時(shí)會(huì)促進(jìn)聚合物表面形成泡沫碳層，從而達(dá)到隔絕空氣，減緩燃燒發(fā)生的目的。本發(fā)明與常規(guī)的將膨脹性阻燃劑與無(wú)機(jī)氫氧化物簡(jiǎn)單混合的電纜材料相比，本發(fā)明所述的電纜材料具有更好的物料均勻性，材料內(nèi)部沒(méi)有常見(jiàn)的微孔，具有更好的絕緣阻燃性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例中所述鐵氧體納米顆粒按照以下方法制備：在鋁酸鈉溶液中加入碳酸氫鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值到10，控制溫度在55℃，反應(yīng)10min，抽濾，洗滌，干燥，得到納米氫氧化鋁；將所述亞磷酸酯胺鹽溶解在溶劑中，加入納米氫氧化鋁，靜置24h，過(guò)濾，干燥，即得所述亞磷酸酯胺鹽改性的納米氫氧化鋁。實(shí)施例1一種電纜護(hù)層材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯59.5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物20％、納米復(fù)合阻燃劑5％、助劑13％、抗氧劑2％，交聯(lián)劑0.5％。實(shí)施例2一種電纜護(hù)層材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯78.5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5％、納米復(fù)合阻燃劑10％、助劑5％、抗氧劑1％。交聯(lián)劑0.5％。對(duì)比例1一種電纜護(hù)層材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯78.5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5％、納米氫氧化鋁10％、助劑5％、抗氧劑1％。交聯(lián)劑0.5％。對(duì)比例2一種電纜護(hù)層材料，包括以下重量百分比的原料：聚乙烯74.5％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5％、納米氫氧化鋁10％、亞磷酸酯胺鹽4％、助劑5％、抗氧劑1％。交聯(lián)劑0.5％。對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和氧指數(shù)測(cè)試，結(jié)果如下表所示：實(shí)施例1實(shí)施例2對(duì)比例1對(duì)比例2拉伸強(qiáng)度(MPa)9.18.68.38.1氧指數(shù)34362830本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來(lái)概括。本發(fā)明的所有實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不是限制，凡是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容所作出的任何細(xì)微修改或等同替換，都屬于本發(fā)明的技術(shù)方案之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3