本發明涉及電纜,具體涉及一種阻燃電纜護套料及其制備方法。
背景技術:
1、隨著電力傳輸和通信技術的快速發展,電纜護套材料作為保護內部導體的關鍵組件,其性能要求日益嚴苛。特別是在軌道交通、高層建筑和石油化工等特殊應用場景中,電纜護套不僅需要具備良好的機械強度和耐候性,還必須滿足嚴格的阻燃標準。然而,傳統阻燃電纜護套料在技術實現上仍面臨填料分散性與界面結合的矛盾,如無機填料與聚合物基體(如pvc)的相容性較差,易導致填料團聚和界面缺陷、物理混合的填料-基體界面僅依賴范德華力結合,在長期熱老化或機械應力下易發生相分離,進而造成阻燃效率與力學性能的平衡難題。
2、目前,常常采用表面改性填料:如硅烷偶聯劑進行處理等去改善填料與聚合物基體的相容性,如專利技術文獻cn115181377a公開的一種耐低溫抗開裂的高阻燃護套膠料及其制備方法及電纜,其中的無機填料改性氫氧化鎂便是如此,但僅能夠改善表面潤濕性,無法解決層間擴增問題,還是會對護套料的機械性能造成一定影響。
3、在此背景下,亟需通過分子結構設計和工藝創新,開發一種新型阻燃電纜護套料。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明的目的在于提出一種阻燃電纜護套料及其制備方法,以解決傳統阻燃材料中填料分散性差、界面結合弱及阻燃協同效應不足的技術難題。
2、基于上述目的,本發明提供了一種阻燃電纜護套料,由以下重量份數原料制備得到:聚氯乙烯樹脂90-100份、增塑劑20-30份、改性鎂鋁水滑石基阻燃劑50-60份、穩定劑5-10份、潤滑劑1-3份;
3、所述改性鎂鋁水滑石基阻燃劑的制備步驟如下:
4、s1:將喹啉與2,6-雙(溴甲基)萘溶于甲苯中,在105-110℃下回流反應12-14h,待反應結束后,冷卻靜置,將產物經重結晶分離純化,并放入烘箱中干燥即可,得到雙喹啉季銨鹽;
5、s2:將雙喹啉季銨鹽溶于去離子水中,攪拌分散均勻后,加入鎂鋁水滑石粉末,在60-90℃下,恒溫攪拌1-2h,待反應結束后,進行離心過濾,所得沉淀用乙醇洗滌3次,并在60℃真空干燥12h,得到改性鎂鋁水滑石;
6、s3:將三聚氰胺溶于n,n-二甲基甲酰胺中,隨后緩慢加入苯甲酰氯,然后升溫到80-84℃,反應5-6h,將產物進行純化、并在60℃下干燥,得到改性三聚氰胺;
7、s4:將改性鎂鋁水滑石和改性鎂鋁水滑石一同分散在dmf中,超聲分散均勻后,繼續攪拌12-24h,將所得反應液進行抽濾、洗滌、干燥、得到改性鎂鋁水滑石基阻燃劑;
8、步驟s1中所述喹啉、2,6-雙(溴甲基)萘、甲苯的用量比為2.7-3g:3.1-3.5g:120-150ml;
9、步驟s2中所述雙喹啉季銨鹽、去離子水、鎂鋁水滑石粉末的用量比為1-2g:50-100ml:2-10g;
10、步驟s3中所述三聚氰胺、n,n-二甲基甲酰胺、苯甲酰氯的用量比為1-1.5g:20-25g:4-5g;
11、步驟s4中所述改性鎂鋁水滑石、改性鎂鋁水滑石、dmf的用量比為3-4g:1-1.5g:200ml。
12、優選地,所述聚氯乙烯樹脂為sg-3型。
13、優選地,所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、己二酸二辛酯中的一種。
14、優選地,所述穩定劑為鈣鋅復合穩定劑。
15、優選地,所述潤滑劑為硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的一種。
16、優選地,步驟s2中所述鎂鋁水滑石粉末為巨勝js1273。
17、進一步地,本發明還提供了一種阻燃電纜護套料的制備方法,包括以下步驟:
18、(1)將聚氯乙烯樹脂和穩定劑投入高速混料缸,進行攪拌混合,待溫度至50-60℃時,加入一半的增塑劑,待溫度至90-95℃,加入剩余的增塑劑,攪拌加熱至140-145℃,得到pvc預混料;
19、(2)將改性鎂鋁水滑石基阻燃劑、潤滑劑和pvc預混料一起投入密煉機中密煉塑化,待溫度上升至150-160℃后,掃鍋處理一次;當密煉溫度達到170-175℃時,將共混得到的混合物輸送到單螺桿機擠出造粒,得到一次造粒膠料;將一次造粒膠料投入密煉機重新密煉加熱至150-160℃,將共混得到的混合物輸送到單螺桿機擠出造粒,得到阻燃電纜護套料。
20、本發明的有益效果:
21、本發明通過特定的化學改性工藝,實現了填料與聚合物基體之間界面結合的優化,使得材料在承受外力作用時能夠實現更有效的應力傳遞和能量耗散,從而表現出優異的機械強度和抗沖擊性能。
22、本發明通過創新的分子結構設計構建了多尺度的協同阻燃體系,引入特定結構的阻燃組分,材料在受熱分解時能夠在氣相和凝聚相同時發揮作用,這種雙重作用機制顯著提升了材料的阻燃效率,使其能夠滿足更高標準的防火要求。
23、本發明通過創新的材料設計和工藝優化,實現了阻燃電纜護套料綜合性能的全面提升。該技術方案不僅滿足了當前電纜行業對高性能護套材料的需求,也為特殊應用場景下的電纜安全防護提供了新的解決方案。
1.一種阻燃電纜護套料,其特征在于,由以下重量份數原料制備得到:聚氯乙烯樹脂90-100份、增塑劑20-30份、改性鎂鋁水滑石基阻燃劑50-60份、穩定劑5-10份、潤滑劑1-3份;
2.根據權利要求1所述的阻燃電纜護套料,其特征在于,所述聚氯乙烯樹脂為sg-3型。
3.根據權利要求1所述的阻燃電纜護套料,其特征在于,所述增塑劑為偏苯三酸三辛酯、己二酸二辛酯中的一種。
4.根據權利要求1所述的阻燃電纜護套料,其特征在于,所述穩定劑為鈣鋅復合穩定劑。
5.根據權利要求1所述的阻燃電纜護套料,其特征在于,所述潤滑劑為硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的一種。
6.根據權利要求1所述的阻燃電纜護套料,其特征在于,步驟s2中所述鎂鋁水滑石粉末為巨勝js1273。
7.一種根據權利要求1-6任一項所述的阻燃電纜護套料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: