本發(fā)明涉及一種聚丙烯電纜料，特別是涉及一種阻燃的聚丙烯電纜料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國初期電纜應(yīng)用的材料主要有棉紗、石蠟、瀝青等，傳統(tǒng)的蠟克線就是該時期的代表。“以塑代鋼”推動了PVC、PE、PP在電纜行業(yè)的廣泛應(yīng)用，如PVC以其工藝方便，綜合機械電氣性能好，阻燃，成本低，至今仍為低壓電纜選用。PE由于其電氣性能優(yōu)越，耐潮濕、耐寒、機械性能適中而常被用于弱電場合線纜的絕緣和戶外附設(shè)電纜的護套。PP(中文名為聚丙烯)由于其優(yōu)越的電性能，良好的耐高溫及耐油性，通常用于通信電纜和油井電纜的絕緣，也是電話機以及計算機軟繩的優(yōu)選絕緣材料。
公開號為CN103709487A、公開日為2014.04.09、申請人為安徽瑞升電氣科技有限公司的中國專利申請文件公開了“一種聚丙烯電纜料的制備方法及聚丙烯電纜料”，其是由下述重量份的原料制得：茂金屬線性聚乙烯60-77、等規(guī)聚丙烯17-22、紅磷1-2、氫氧化鎂4-6、氣相白炭黑5-7、復(fù)合填料60-67，納米碳酸鈣2-4、辣椒素0.1-0.3、腰果殼油1-2、間苯二甲酸酯2-4、甘油三醋酸酯1-2、馬來酸二辛酯0.3-0.8、二茂鐵1-2。然而，該聚丙烯電纜料存在阻燃性能較差的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種阻燃的聚丙烯電纜料，其阻燃性能很好。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：聚丙烯樹脂100份，潤滑劑0.4～0.9份，抗氧劑0.5～1份，抗銅劑0.2～0.7份，抗沖改性劑3.5～4份，填料10～15份，相容劑5～10份，抗紫外線劑0.7～1.2份，改性復(fù)合陶瓷粉9～14份。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯樹脂。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述潤滑劑為硬脂酸鎂。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗銅劑為乙二胺四乙酸。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗沖改性劑為POE。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述填料為滑石粉。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述相容劑為聚丙烯-g-MAH。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗紫外線劑為UV-320。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供上述阻燃的聚丙烯電纜料的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，技術(shù)方案是：
一種阻燃的聚丙烯電纜料的制備方法，其步驟如下：
(1)將紅柱石放入球磨罐中，加入直徑為15mm的碳化鎢磨球、硬脂酸后將球磨罐放入球磨機，其中紅柱石、碳化鎢磨球、硬脂酸的質(zhì)量比為1:10:0.2，開啟球磨機后以280轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速球磨10小時，取出后用去離子水沖洗5分鐘，置于多模微波爐中800℃下保溫1小時，冷卻后得到紅柱石粉；
(2)按11:5:2:2的質(zhì)量比將步驟(1)得到的紅柱石粉、高嶺土、氧化鋇、氧化釹放入行星式球磨機中，280轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下球磨10小時后加入去離子水造粒，然后壓制成型得到坯體，將坯體100℃下干燥10小時后轉(zhuǎn)入燒結(jié)爐中，升溫至1450℃后保溫3小時，隨爐冷卻后研磨得到復(fù)合陶瓷粉；
(3)將十三氟辛基三乙氧基硅烷加入乙醇水溶液中，加熱至45℃后攪拌30分鐘，然后加入步驟(2)得到的復(fù)合陶瓷粉，繼續(xù)攪拌1小時，然后超聲處理30分鐘，出料后抽濾得到濾餅，將濾餅用去離子水洗滌10分鐘，真空烘干后研磨，過200目篩得到改性復(fù)合陶瓷粉；
(4)按重量份稱取各組份，將填料、步驟(3)得到的改性復(fù)合陶瓷粉加入高混機中，85℃、600轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，加入相容劑后繼續(xù)攪拌15分鐘，加入其它組份后調(diào)整轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分，攪拌10分鐘后得到混合料，將混合料投入雙螺桿擠出機中，350轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下擠出得到擠出條，將擠出條水冷后造粒得到阻燃的聚丙烯電纜料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
紅柱石是一種耐火性非常好的鋁硅酸鹽礦物，不過天然的紅柱石粒度較大，含有少量雜質(zhì)，穩(wěn)定性和韌性不佳，所以本發(fā)明先將紅柱石用球磨機球磨以降低其粒度，然后用多模微波爐高溫處理去除了雜質(zhì)得到紅柱石粉，再以紅柱石粉、高嶺土為主要原料并添加了氧化鋇和氧化釹，采用反應(yīng)燒結(jié)法制得了復(fù)合陶瓷粉，在燒結(jié)過程中氧化鋇改善了紅柱石的穩(wěn)定性，氧化釹則提高了復(fù)合陶瓷粉的致密性和韌性，使得復(fù)合陶瓷粉同時具有較好的阻燃性能、穩(wěn)定性、韌性，然而其表面呈現(xiàn)親水性，在親油性的聚丙烯樹脂中容易團聚，因此本發(fā)明利用十三氟辛基三乙氧基硅烷對復(fù)合陶瓷粉進行了表面有機改性處理，十三氟辛基三乙氧基硅烷在復(fù)合陶瓷粉表面形成化學(xué)鍵合，改善了復(fù)合陶瓷粉與聚丙烯之間的界面相容性，使得改性復(fù)合陶瓷粉能均勻分散于聚丙烯樹脂內(nèi)，大大提高了聚丙烯電纜料的阻燃性能。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例1
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.4份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物1份，乙二胺四乙酸0.6份，POE 3.6份，滑石粉12份，聚丙烯-g-MAH 6份，UV-320 1.1份，改性復(fù)合陶瓷粉10份。
其制備方法的步驟如下：
(1)將紅柱石放入球磨罐中，加入直徑為15mm的碳化鎢磨球、硬脂酸后將球磨罐放入球磨機，其中紅柱石、碳化鎢磨球、硬脂酸的質(zhì)量比為1:10:0.2，開啟球磨機后以280轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速球磨10小時，取出后用去離子水沖洗5分鐘，置于多模微波爐中800℃下保溫1小時，冷卻后得到紅柱石粉；
(2)按11:5:2:2的質(zhì)量比將步驟(1)得到的紅柱石粉、高嶺土、氧化鋇、氧化釹放入行星式球磨機中，280轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下球磨10小時后加入去離子水造粒，然后壓制成型得到坯體，將坯體100℃下干燥10小時后轉(zhuǎn)入燒結(jié)爐中，升溫至1450℃后保溫3小時，隨爐冷卻后研磨得到復(fù)合陶瓷粉；
(3)將十三氟辛基三乙氧基硅烷加入乙醇水溶液中，加熱至45℃后攪拌30分鐘，然后加入步驟(2)得到的復(fù)合陶瓷粉，繼續(xù)攪拌1小時，然后超聲處理30分鐘，出料后抽濾得到濾餅，將濾餅用去離子水洗滌10分鐘，真空烘干后研磨，過200目篩得到改性復(fù)合陶瓷粉；
(4)按重量份稱取各組份，將滑石粉、步驟(3)得到的改性復(fù)合陶瓷粉加入高混機中，85℃、600轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下攪拌20分鐘，加入聚丙烯-g-MAH后繼續(xù)攪拌15分鐘，加入其它組份后調(diào)整轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分，攪拌10分鐘后得到混合料，將混合料投入雙螺桿擠出機中，350轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速下擠出得到擠出條，將擠出條水冷后造粒得到阻燃的聚丙烯電纜料。
實施例2
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.6份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物0.8份，乙二胺四乙酸0.4份，POE 3.8份，滑石粉10份，聚丙烯-g-MAH 10份，UV-320 0.9份，改性復(fù)合陶瓷粉12份。
其制備方法與實施例1一樣。
實施例3
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.8份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物0.6份，乙二胺四乙酸0.2份，POE 4份，滑石粉14份，聚丙烯-g-MAH 8份，UV-320 0.7份，改性復(fù)合陶瓷粉14份。
其制備方法與實施例1一樣。
實施例4
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.5份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物0.9份，乙二胺四乙酸0.7份，POE 3.5份，滑石粉13份，聚丙烯-g-MAH 7份，UV-320 0.8份，改性復(fù)合陶瓷粉13份。
其制備方法與實施例1一樣。
實施例5
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.7份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物0.7份，乙二胺四乙酸0.5份，POE 3.7份，滑石粉15份，聚丙烯-g-MAH 5份，UV-320 1份，改性復(fù)合陶瓷粉11份。
其制備方法與實施例1一樣。
實施例6
阻燃的聚丙烯電纜料，由如下重量份的組份制成：均聚聚丙烯樹脂100份，硬脂酸鎂0.9份，抗氧劑168和抗氧劑1076的混合物0.5份，乙二胺四乙酸0.3份，POE 3.9份，滑石粉11份，聚丙烯-g-MAH 9份，UV-320 1.2份，改性復(fù)合陶瓷粉9份。
其制備方法與實施例1一樣。
對實施例1-6以及對比例的阻燃性能進行測試，對比例為公開號為CN103709487A的中國專利申請文件，測試參考GB/T 2406.2-2009使用極限氧指數(shù)儀測出各電纜料的氧指數(shù)(LOI)，氧指數(shù)越高表明阻燃性能越好。測試結(jié)果如下表所示：
由該表可看出，實施例1-6的氧指數(shù)均明顯高于對比例，表明具有很好的阻燃性能。
上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。