一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于電纜生產(chǎn)技術(shù)領域，具體涉及一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的金屬導電材料可分為金屬元素、合金(銅合金、鋁合金等)、復合金屬等。金屬導電材料具有良好的各項性能，如熱導率、接觸電位差、溫差電動勢、機械強度、耐高溫特性、耐腐蝕性、耐磨性等。
[0003]近年來，由于電子技術(shù)的不斷發(fā)展，采用銅基材料的合金也需要不同的特性，包括良好的機械加工型、導電性和彎曲性能，對于精密零部件的不斷發(fā)展，對于銅材料的抗拉強度和彎曲性能的要求也越來越多。
[0004]聚氯乙烯是一種很好的材料，被廣泛用于各行各業(yè)，例如用于生產(chǎn)電纜。聚氯乙烯電纜材料的耐寒性能和絕緣性能是一對相互矛盾的性能，一般絕緣等級越高，其耐低溫性能越差，而耐低溫性能好，則勢必要加入很多增塑劑，這樣會影響絕緣性能。
[0005]有鹵阻燃硅橡膠雖然具有高效的阻燃效果，但是當發(fā)生火災時，由有鹵阻燃硅橡膠制成地電線電纜材料燃燒后會釋放出濃煙和腐蝕性的有害物質(zhì)，妨礙逃生人員的及時逃生，同時嚴重污染環(huán)境；無鹵阻燃硅橡膠既能阻燃又不產(chǎn)生有害物質(zhì)，是一種新型的環(huán)保阻燃膠。
[0006]無鹵阻燃劑氫氧化鋁是近些年才得到重視的新型材料，被廣泛用于天然橡膠和塑膠等材料的阻燃改性。但是由于氫氧化鋁與硅橡膠的相容性不好，使用氫氧化鋁改性硅橡膠的阻燃性能后導致其機械性變差，硅橡膠的包輥效果不理想，阻燃效果不好;此外，僅使用氫氧化鋁作為單一的無鹵阻燃劑時會出現(xiàn)阻燃效果不理想的情況。因此，氫氧化鋁在硅橡膠的阻燃方面的應用一直處于研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種導電體具有良好的導電性能，且抗拉強度高、力學強度良好，且具有良好的可加工性能和較少的電能損耗;同時通過在聚氯乙烯電纜材料中加入了耐寒增塑劑和硅烷，既提高了聚氯乙烯電纜材料的低溫性能，又提升了其絕緣性能，從而形成耐寒高絕緣的電纜材料。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料，該電纜包括銅制導電體以及外絕緣材料，所述銅制導電體由如下質(zhì)量份的組分制成:銅95-99份，錳2-3份，硼化鋯1.5-2.5份，鐵0.6-1.5份，鎂0.01-0.02份，鋅和硼酸鋅的混合物0.06-0.09 份;
所述外絕緣材料包括如下質(zhì)量份的材料:聚氯乙烯樹脂80-100份，主增塑劑10-40份，耐寒增塑劑10-25份，穩(wěn)定劑8-12份，填料25-45份，硅烷0.5_1.5份，氫氧化鋁30-40份，氫氧化鋁表面改性劑5-8份，多種混合無鹵阻燃劑4-6份，耐高溫硅橡膠混煉膠90-120份，潤滑劑0.1-0.3份。
[0009]進一步的，所述鋅和硼酸鋅的質(zhì)量比為1-2:1。
[0010]進一步的，所述氫氧化鋁表面改性劑為六甲基二硅氮烷。
[0011]進一步的，所述耐高溫硅橡膠混煉膠為基礎膠料，其包括含乙烯基線型高聚合物的聚有機硅氧烷、及添加劑;所述添加劑根據(jù)所述耐高溫硅橡膠混煉膠所需的性能而定。
[0012]進一步的，所述主增塑劑為偏苯三酸三壬酯。
[0013]進一步的，所述填料按質(zhì)量份包括:煅燒高嶺土10-25份，碳酸鈣10-30份。
[0014]進一步的，所述穩(wěn)定劑為|丐鋅復合穩(wěn)定劑。
[0015]進一步的，所述潤滑劑為硬脂酸或硬脂酸鈣或者聚乙烯蠟。
[0016]進一步的，所述耐寒增塑劑按質(zhì)量份包括:癸二酸二辛酯10-30份，醋酸乙烯5-15份。
[0017]本發(fā)明還公開了上述一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料的制備方法，包括:
(a)銅制導電體制備:
(1)稱取銅95-99份，錳2-3份，硼化鋯1.5-2.5份，鐵0.6-1.5份，鎂0.01-0.02份，在惰性氣氛下加熱到680-700°C，混合均勻；
(2)將步驟(I)的產(chǎn)物，在惰性氣氛下加入充分球磨的鋅和硼酸鋅的混合物0.06-
0.09份，升溫至710-850 °C ；
(3)在惰性氣氛下加入鎳0.5-0.8份，保溫0.5-3小時，保溫的溫度為700-750°C，除渣、除氣，得到電纜用銅制導電體；
(b)外絕緣材料的制備:
(1)在攪拌機中按上述質(zhì)量份加入所述穩(wěn)定劑、潤滑劑、填料、穩(wěn)定劑、硅烷，進行高速攪拌1-2小時，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘；
(2)將氫氧化鋁表面改性劑與氫氧化鋁均勻混合，在120-150°C下反應40-60分鐘，SP可得到表面改性處理的氫氧化鋁；
(3)將步驟(2)得到的表面改性處理的氫氧化鋁加入到攪拌機中與步驟(I)的混合物進行攪拌1-3小時；
(4)在攪拌機中加入聚氯乙烯樹脂、增塑劑以及耐高溫硅橡膠混煉膠，進行低速攪拌I小時，轉(zhuǎn)速500-1200轉(zhuǎn)/分鐘；
(5)將攪拌后的材料加入多種混合無鹵阻燃劑，在捏合機中0.03-3MPa下捏合20-60分鐘。
[0018]有益效果:本發(fā)明的導電體具有良好的導電性能，且抗拉強度高、力學強度良好，且具有良好的可加工性能和較少的電能損耗；同時通過在聚氯乙烯電纜材料中加入了耐寒增塑劑和硅烷，既提高了聚氯乙烯電纜材料的低溫性能，又提升了其絕緣性能，從而形成耐寒高絕緣的電纜材料。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明:
實施例1
一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料，該電纜包括銅制導電體以及外絕緣材料，所述銅制導電體由如下質(zhì)量份的組分制成:銅95份，錳2份，硼化鋯1.5份，鐵0.6份，鎂
0.01份，鋅和硼酸鋅的混合物0.06份；
所述外絕緣材料包括如下質(zhì)量份的材料:聚氯乙烯樹脂80份，主增塑劑10份，耐寒增塑劑10份，穩(wěn)定劑8份，填料25份，硅烷0.5份，氫氧化鋁30份，氫氧化鋁表面改性劑5份，多種混合無鹵阻燃劑4份，耐高溫硅橡膠混煉膠90份，潤滑劑0.1份。
[0020]進一步的，所述鋅和硼酸鋅的質(zhì)量比為1:1。
[0021]進一步的，所述氫氧化鋁表面改性劑為六甲基二硅氮烷。
[0022]進一步的，所述耐高溫硅橡膠混煉膠為基礎膠料，其包括含乙烯基線型高聚合物的聚有機硅氧烷、及添加劑;所述添加劑根據(jù)所述耐高溫硅橡膠混煉膠所需的性能而定。
[0023]進一步的，所述主增塑劑為偏苯三酸三壬酯。
[0024]進一步的，所述填料按質(zhì)量份包括:煅燒高嶺土10份，碳酸鈣10份。
[0025]進一步的，所述穩(wěn)定劑為|丐鋅復合穩(wěn)定劑。
[0026]進一步的，所述潤滑劑為硬脂酸或硬脂酸鈣或者聚乙烯蠟。
[0027]進一步的，所述耐寒增塑劑按質(zhì)量份包括:癸二酸二辛酯10份，醋酸乙烯5份。
[0028]上述一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料的制備方法，包括:
(a)銅制導電體制備:
(1)稱取銅95份，錳2份，硼化鋯1.5份，鐵0.6份，鎂0.01份，在惰性氣氛下加熱至|J680°C，混合均勻；
(2)將步驟(I)的產(chǎn)物，在惰性氣氛下加入充分球磨的鋅和硼酸鋅的混合物0.06份，升溫至71 (TC ；
(3)在惰性氣氛下加入鎳0.5份，保溫0.5小時，保溫的溫度為700°C，除渣、除氣，得到電纜用銅制導電體；
(b)外絕緣材料的制備:
(1)在攪拌機中按上述質(zhì)量份加入所述穩(wěn)定劑、潤滑劑、填料、穩(wěn)定劑、硅烷，進行高速攪拌I小時，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘；
(2)將氫氧化鋁表面改性劑與氫氧化鋁均勻混合，在120°C下反應40分鐘，即可得到表面改性處理的氫氧化鋁；
(3)將步驟(2)得到的表面改性處理的氫氧化鋁加入到攪拌機中與步驟(I)的混合物進行攪拌I小時；
(4)在攪拌機中加入聚氯乙烯樹脂、增塑劑以及耐高溫硅橡膠混煉膠，進行低速攪拌I小時，轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分鐘；
(5)將攪拌后的材料加入多種混合無鹵阻燃劑，在捏合機中0.03MPa下捏合20分鐘。
[0029]實施例2
一種耐寒、無鹵阻燃型銅制復合電纜材料，該電纜包括銅制導電體以及外絕緣材料，所述銅制導電體由如下質(zhì)量份的組分制成:銅99份，錳3份，硼化鋯2.5份，鐵1.5份，鎂
0.02份，鋅和硼酸鋅的混合物0.09份；
所述外絕緣材料包括如下質(zhì)量份的材料:聚氯乙烯樹脂100份，主增塑劑40份，耐寒增塑劑25份，穩(wěn)定劑12份，填料45份，硅烷1.5份，氫氧化鋁40份，氫氧化鋁表面改性劑8份，多種混合無鹵阻燃劑6份，耐高溫硅橡膠混煉膠120份，潤滑劑0.3份。
[0030]進一步的，所述鋅和硼酸鋅的質(zhì)量比為2:1。
[0031]進一步的，所述氫氧化鋁表面改性劑為六甲基二硅氮烷。
[0032]進一步的，所述耐高溫硅橡膠混煉膠為基礎膠料，其包括含乙烯基線型高聚合物的聚有機硅氧烷、及添加劑;所述添加劑根據(jù)所述耐高溫硅橡膠混煉膠所需的性能而定。
[0033]進一步的，所述主增塑劑為偏苯三酸三壬酯。
[0034]進一步的，所述填料按質(zhì)量份包括:煅燒高嶺土25份，碳酸鈣30份。
[003