一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料及其制備方法
【專利說明】 一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料及其制
備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電纜料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是電力、電子及信息化等行業(yè)的迅速發(fā)展，使得與之配套的阻燃電線電纜用量劇增，由于人們對線纜的環(huán)保、安全要求越來越高，傳統(tǒng)的PVC護(hù)套材料雖然阻燃性好、價(jià)格低廉、容易加工，但由于其燃燒時(shí)會(huì)放出大量的鹵化氫氣體和濃煙，造成火災(zāi)的“二次危害”，對人體健康和環(huán)境損害很大。當(dāng)今人們越來越重視環(huán)保，特別是應(yīng)用在地鐵、船舶、建筑、家用電器等對環(huán)保要求高的環(huán)境，低煙無鹵護(hù)套料的電線電纜得到了廣泛的應(yīng)用，并有愈演愈烈之勢。
[0003]目前市場上提供的低煙無鹵阻燃護(hù)套材料通常采用乙烯醋酸乙烯共聚物體系中添加大量無機(jī)氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃體系，由于無機(jī)阻燃劑的粉體含量通常達(dá)到50%-70%之間，這就要求基體材料與粉體有很好的包容性，乙烯醋酸乙烯共聚物是一種較為理想的材料，為廣泛使用。但由于乙烯醋酸乙烯共聚物材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度較低，造成材料的機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性差，導(dǎo)致電纜在安裝敷設(shè)過程中電纜表層護(hù)套破損，尤其是大截面電纜情況更為嚴(yán)重，一旦電纜護(hù)層破裂有可能造成電網(wǎng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，電纜本體會(huì)受到各種侵害，不能有效保護(hù)電纜的有效運(yùn)行；而且現(xiàn)有的低煙無鹵阻燃護(hù)套材料粘結(jié)性不好，影響電纜的有效使用。
[0004]目前低煙無鹵阻燃護(hù)套材料存在的主要問題有易劃傷、腐蝕、磨損、折斷、擠出加工困難，易開裂、易熱變形、老化等問題，需要改進(jìn)工藝和材料，來提高電纜料的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，該電纜料具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度，阻燃性好，抗紫外線性能好，使用壽命長。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，其特征在于由下列重量份的原料制成:納米稀土鈰溶膠1.6-1.9、聚4-乙烯基吡啶1-1.5、水鎂石短纖維4-5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3-4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯(lián)聚乙烯50-55。
[0007]所述的納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成ll-12wt%的溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液；
(2)將納米稀土鈰溶膠、水鎂石短纖維混合，攪拌均勻后干燥，粉碎，得到粉末；于暗室內(nèi)將相對于聚丙烯腈含量14-16wt%的異丙基硫雜蒽酮和14-16wt%的甲基丙烯酸甲酯加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、所述粉末，攪拌均勻，靜置20-30分鐘，再加入氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散4-5分鐘，得到紡絲液；
(3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進(jìn)行靜電紡絲，干燥，與有機(jī)硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維；
(4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機(jī)中混合，在110-120°C下混合均勻，再經(jīng)造粒即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明電纜料通過使用納米稀土鈰溶膠和水鎂石纖維，提高了電纜料的拉伸強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度，稍微降低了斷裂伸長率，還提高了電纜料的阻燃性，增加了建筑電纜的安全性，而且納米稀土鈰提高了電纜料的抗紫外線性能，延長了使用壽命；本發(fā)明工藝解決了無機(jī)填料因分散不均而聚集成團(tuán)的現(xiàn)象，使得填料分布均勻且被包覆在基體樹脂中，利于填料與基體樹脂的界面結(jié)合，而且形成的纖維極大提高了電纜料的耐磨性和韌性。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，由下列重量份(公斤)的原料制成:納米稀土鈰溶膠1.7、聚4-乙烯基吡啶1.3、水鎂石短纖維4.5、氫氧化鎂23、氫氧化鋁23、聚丙烯腈9.5、聚乳酸6.5、聚氧化乙烯3.5、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯(lián)聚乙烯53ο
[0010]所述的納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成llwt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成llwt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液；
(2)將納米稀土鈰溶膠、水鎂石短纖維混合，攪拌均勻后干燥，粉碎，得到粉末；于暗室內(nèi)將相對于聚丙稀腈含量15wt%的異丙基硫雜蒽酮和15wt%的甲基丙稀酸甲醋加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、所述粉末，攪拌均勻，靜置25分鐘，再加入氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散5分鐘，得到紡絲液；
(3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進(jìn)行靜電紡絲，干燥，與有機(jī)硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維；
(4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機(jī)中混合，在115°C下混合均勻，再經(jīng)造粒即得。
[0011]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
將該實(shí)施例的電纜料在平板硫化機(jī)上熱壓成片，制成厚度I mm的啞鈴型試樣用于力學(xué)性能測試，還有厚度3 mm的試樣用于氧指數(shù)測試，結(jié)測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為22.8MPa，斷裂伸長率為215%，氧指數(shù)為37.5、電氣強(qiáng)度> 35MV/ m，碳?xì)埩繛?.4%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，其特征在于由下列重量份的原料制成:納米稀土鈰溶膠1.6-1.9、聚4-乙烯基吡啶1-1.5、水鎂石短纖維4-5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3-4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯(lián)聚乙烯50-55。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，制成ll_12wt%的溶液，將聚乳酸溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，制成ll_12wt%的溶液，再將三種溶液混合得到聚合物溶液； (2)將納米稀土鈰溶膠、水鎂石短纖維混合，攪拌均勻后干燥，粉碎，得到粉末；于暗室內(nèi)將相對于聚丙烯腈含量14-16wt%的異丙基硫雜蒽酮和14-16wt%的甲基丙烯酸甲酯加入聚合物溶液中，攪拌至完全溶解后，加入氫氧化鎂、所述粉末，攪拌均勻，靜置20-30分鐘，再加入氫氧化鋁，攪拌均勻，超聲分散4-5分鐘，得到紡絲液； (3)將第(2)步得到的紡絲液在紫外光照射下進(jìn)行靜電紡絲，干燥，與有機(jī)硅酮、石蠟油混合，研磨分散均勻，得到纖維； (4)將第(3)得到的纖維與其他剩余成分混合，送入高速混合機(jī)中混合，在110-120°C下混合均勻，再經(jīng)造粒即得。
【專利摘要】一種納米稀土鈰改性的建筑用低煙無鹵阻燃電纜料，由下列重量份的原料制成：納米稀土鈰溶膠1.6-1.9、聚4-乙烯基吡啶1-1.5、水鎂石短纖維4-5、氫氧化鎂20-25、氫氧化鋁20-25、聚丙烯腈9-10、聚乳酸6-7、聚氧化乙烯3-4、二甲基甲酰胺適量、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、甲基丙烯酸甲酯適量、異丙基硫雜蒽酮適量、交聯(lián)聚乙烯50-55。本發(fā)明電纜料通過使用納米稀土鈰溶膠和水鎂石纖維，提高了電纜料的拉伸強(qiáng)度和抗彎折強(qiáng)度，稍微降低了斷裂伸長率，還提高了電纜料的阻燃性，增加了建筑電纜的安全性，而且納米稀土鈰提高了電纜料的抗紫外線性能，延長了使用壽命。
【IPC分類】C08K13-04, C08L33-20, C08L71-02, C08L67-04, H01B3-44, C08K7-08, C08L23-26, C08K3-22
【公開號(hào)】CN104804314
【申請?zhí)枴緾N201510165740
【發(fā)明人】梅家讓
【申請人】安徽省賽華電纜有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月9日