一種阻燃電纜料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸是環(huán)境友好材料，具有良好的物理性能，生物相容性和可降解性能.但是，聚乳酸耐熱性、韌性和結(jié)晶性能較差，制約了它的應(yīng)用，因此，聚乳酸改性一直是聚乳酸研究的熱點(diǎn)，主要改性方法有共聚改性、共混改性和摻雜填料技術(shù)等，其中采用共混改性較為常用，近年來(lái)通過(guò)制備聚乳酸/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料，以提高聚合物材料的綜合性能已成為研究熱點(diǎn)，皂石是我國(guó)新疆所特有的三八面體結(jié)構(gòu)的層狀硅酸鹽，因具有優(yōu)異的表面性能、膨脹性能、陽(yáng)離子交換能力而備受關(guān)注，為了提高皂石和聚合物的界面相容性，皂石有機(jī)化改性非常關(guān)鍵，由于有機(jī)化改性后皂石的層間距增大，有利于聚合物獲得插層或剝離的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物材料的納米改性，從而提高聚合物的性能，目前研究最多的皂石改性劑主要是烷基季銨鹽，而黃腐植酸季銨鹽改性皂石等方面的研究則很少報(bào)道。
[0003]電纜料如果耐熱性差，就容易老化、脫落，這樣不僅造成維修的難度，消耗更多資源，還會(huì)造成電纜工作異常，引起不確定的災(zāi)害，本發(fā)明將聚乳酸改性的皂石作為填料加入到電纜護(hù)套材料中，主要是為了改善其耐熱性能，提高安全系數(shù)，延遲使用壽命。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種阻燃電纜料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種阻燃電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
季戊四醇2-3、磷酸甲苯二苯酯6-10、聚磷酸銨2-4、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉 0.06-0.1、異丙醇 40-50、皂石 70-100、sp802_3、丙交酯 20-30、L-精氨酸0.2-0.25、沙索蠟3-7、二異丙基乙醇胺1.6-2、生石灰3_4。
[0006]—種所述的阻燃電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將黃腐植酸加入到2-3倍25-28%的氨水中，在150-160°C下保溫反應(yīng)50-60分鐘，得黃腐植酸酰胺；
(2)將上述生石灰加入到4-6倍水中，攪拌均勻，加入聚磷酸銨，得石灰乳液；
(3)取上述sp80重量的10-12%，加入到17-20倍水中，加入二異丙基乙醇胺，攪拌均勻，得醇胺乳液；
(4)取上述磷酸甲苯二苯酯重量的26-30%，與季戊四醇混合，升高溫度為80-90°C，加入石灰乳液、醇胺乳液，保溫?cái)嚢?0-45分鐘，冷卻出料，抽濾，將濾餅烘干，得阻燃助劑；
(5)將上述黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70-100°C下反應(yīng)20-25小時(shí)，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽；
(6)將黃腐植酸季銨鹽加入到46-50倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液；
(7)將上述皂石與阻燃助劑混合，磨成細(xì)粉，加入到40-45倍水中，加入剩余的sp80，超聲攪拌20-24小時(shí)，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50-60°C的水浴中攪拌8_10小時(shí)，出料，在30-35°C、頻率18-20kHz下超聲輻照10-12小時(shí)，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石；
(8)將丙交酯、季銨鹽插層皂石、L-精氨酸混合，加入到反應(yīng)釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150-165°C，保溫反應(yīng)45-50小時(shí)，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入適量去離子水，攪拌后靜置10-12小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石；
(9)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80-100°C下預(yù)熱攪拌7-10分鐘，送入擠出機(jī)，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明的季銨鹽插層皂石與聚乳酸產(chǎn)生較強(qiáng)的界面相互作用，與聚乳酸基體形成納米級(jí)的微觀相界面，無(wú)機(jī)相與聚合物有機(jī)相之間形成穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使聚乳酸分子間運(yùn)動(dòng)受阻，另一方面，當(dāng)材料內(nèi)部發(fā)生熱分解時(shí)，由于皂石的片層結(jié)構(gòu)具有良好的阻隔性能，片層對(duì)層間及層外的聚合物分子具有保護(hù)作用，從而延緩了熱分解速率，提高了熱分解溫度；
細(xì)菌的細(xì)胞壁主要是由帶負(fù)電荷的肽聚糖組成，因此細(xì)菌的細(xì)胞壁帶負(fù)電荷，而且皂石屬于層狀硅酸鹽，對(duì)細(xì)菌也有一定的吸附作用，當(dāng)皂石與黃腐植酸季銨鹽發(fā)生離子交換后，片層表面被烷基長(zhǎng)鏈覆蓋，從而使皂石的表面微環(huán)境由親水性變?yōu)橛H油性，因而黃腐植酸季銨鹽插層皂石可能通過(guò)親油作用吸附細(xì)菌，吸附到黃腐植酸季銨鹽插層皂石上的細(xì)菌被黃腐植酸季銨鹽離子慢慢殺死或阻礙了細(xì)菌呼吸導(dǎo)致細(xì)菌變形死亡，黃腐植酸季銨鹽插層皂石添加到聚乳酸中賦予了其抗菌性能，在聚乳酸改性季銨鹽插層皂石材料中皂石呈剝離態(tài)，表面積比較大，表面的黃腐植酸季銨鹽是一類(lèi)具有較強(qiáng)陽(yáng)離子表面活性的抗菌劑，其帶正電的季銨鹽基團(tuán)通過(guò)靜電作用被帶負(fù)電荷的細(xì)菌選擇性吸附，然后通過(guò)滲透和擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部達(dá)到殺死細(xì)菌的作用，因此可以很好的提高成品材料的抑菌抗菌性能。
[0008]本發(fā)明電纜料加入的磷酸甲苯二苯酯、聚磷酸銨等都具有很好的耐火阻燃特性，可以起到更好的保護(hù)效果，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]—種阻燃電纜料，它是由下述重量份的原料組成的:
季戊四醇2、磷酸甲苯二苯酯6、聚磷酸銨2、聚氯乙烯570、黃腐植酸17、碘化鈉0.06、異丙醇40、皂石70、sp802、丙交酯20、L精氨酸0.2、沙索蠟3、二異丙基乙醇胺1.6、生石灰3。
[0010]—種所述的阻燃電纜料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將黃腐植酸加入到2倍25%的氨水中，在150°C下保溫反應(yīng)50分鐘，得黃腐植酸酰胺；
(2)將上述生石灰加入到4倍水中，攪拌均勻，加入聚磷酸銨，得石灰乳液；
(3)取上述sp80重量的10%，加入到17倍水中，加入二異丙基乙醇胺，攪拌均勻，得醇胺乳液；
(4)取上述磷酸甲苯二苯酯重量的26%，與季戊四醇混合，升高溫度為80°C，加入石灰乳液、醇胺乳液，保溫?cái)嚢?0分鐘，冷卻出料，抽濾，將濾餅烘干，得阻燃助劑； (5)將上述黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70°C下反應(yīng)20小時(shí)，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽；
(6)將黃腐植酸季銨鹽加入到46倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液；
(7)將上述皂石與阻燃助劑混合，磨成細(xì)粉，加入到40倍水中，加入剩余的sp80，超聲攪拌20小時(shí)，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50°C的水浴中攪拌8小時(shí)，出料，在30°C、頻率18kHz下超聲輻照10小時(shí)，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石；
(8)將丙交酯、季銨鹽插層皂石、L精氨酸混合，加入到反應(yīng)釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150°C，保溫反應(yīng)45小時(shí)，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入適量去離子水，攪拌后靜置10小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石；
(9)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80°C下預(yù)熱攪拌7分鐘，送入擠出機(jī)，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
[0011]性能測(cè)試:
拉伸強(qiáng)度:18.6MPa ；
斷裂伸長(zhǎng)率:353% ；
在水里浸泡2小時(shí)，材料增重率..( 0.01% ；
熱老化性能(100C、170h):拉伸強(qiáng)度變化率-8.2%、斷裂伸長(zhǎng)率變化率-8.9%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種阻燃電纜料，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 季戊四醇2-3、磷酸甲苯二苯酯6-10、聚磷酸銨2-4、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉 0.06-0.1、異丙醇 40-50、皂石 70-100、sp802_3、丙交酯 20-30、L-精氨酸0.2-0.25、沙索蠟3-7、二異丙基乙醇胺1.6-2、生石灰3_4。2.一種如權(quán)利要求1所述的阻燃電纜料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將黃腐植酸加入到2-3倍25-28%的氨水中，在150-160°C下保溫反應(yīng)50-60分鐘，得黃腐植酸酰胺； (2)將上述生石灰加入到4-6倍水中，攪拌均勻，加入聚磷酸銨，得石灰乳液； (3)取上述sp80重量的10-12%，加入到17-20倍水中，加入二異丙基乙醇胺，攪拌均勻，得醇胺乳液； (4)取上述磷酸甲苯二苯酯重量的26-30%，與季戊四醇混合，升高溫度為80-90°C，加入石灰乳液、醇胺乳液，保溫?cái)嚢?0-45分鐘，冷卻出料，抽濾，將濾餅烘干，得阻燃助劑； (5)將上述黃腐植酸酰胺、碘化鈉混合加入到異丙醇中，在70-100°C下反應(yīng)20-25小時(shí)，減壓蒸餾，除去異丙醇，冷凍干燥，得黃腐植酸季銨鹽； (6)將黃腐植酸季銨鹽加入到46-50倍水中，攪拌均勻，得黃腐植酸季銨鹽水溶液； (7)將上述皂石與阻燃助劑混合，磨成細(xì)粉，加入到40-45倍水中，加入剩余的sp80，超聲攪拌20-24小時(shí)，加入黃腐植酸季銨鹽水溶液，在50-60°C的水浴中攪拌8_10小時(shí)，出料，在30-35°C、頻率18-20kHz下超聲輻照10-12小時(shí)，將產(chǎn)物抽濾，洗滌，真空干燥，得到季銨鹽插層皂石； (8)將丙交酯、季銨鹽插層皂石、L-精氨酸混合，加入到反應(yīng)釜中，真空條件下緩慢加熱，升高溫度為150-165°C，保溫反應(yīng)45-50小時(shí)，冷卻，將產(chǎn)物用丙酮溶解，加入適量去離子水，攪拌后靜置10-12小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀真空干燥，得聚乳酸改性季銨鹽插層皂石； (9)將上述聚乳酸改性季銨鹽插層皂石與剩余各原料混合，80-100°C下預(yù)熱攪拌7-10分鐘，送入擠出機(jī)，熔融擠出，冷卻、造粒，即得所述電纜料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃電纜料，它是由下述重量份的原料組成的：季戊四醇2-3、磷酸甲苯二苯酯6-10、聚磷酸銨2-4、聚氯乙烯570-600、黃腐植酸17-20、碘化鈉0.06-0.1、異丙醇40-50、皂石70-100、sp802-3、丙交酯20-30、L-精氨酸0.2-0.25、沙索蠟3-7、二異丙基乙醇胺1.6-2、生石灰3-4。本發(fā)明電纜料加入的磷酸甲苯二苯酯、聚磷酸銨等都具有很好的耐火阻燃特性，可以起到更好的保護(hù)效果，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類(lèi)】C08K13/06, C08K3/34, H01B3/44, C08H99/00, C08L27/06, C08K5/053, C08G63/08, C08K9/04, C08K3/32, C08K3/22, C08K5/523
【公開(kāi)號(hào)】CN105086226
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510470881
【發(fā)明人】尚廣東
【申請(qǐng)人】合肥市深朝電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月4日