技术领域
[0001] 本
发明涉及电缆制备技术领域，具体涉及一种高阻燃绝缘电线电缆的制备方法。
背景技术
[0002] 在当前
信息时代、网络时代的发展中，社会各行业领域对电线电缆的应用越来越多，需求越来越多样化，其中，用于一些重要工程设施、公共场所、精密设备、大型机械中的电线电缆对绝缘屏蔽性能和
阻燃性能要求越来越高。在这些领域，发展高阻燃绝缘电线电缆成为一个重要的趋势。但是，现有绝缘电缆都是在普通电缆中加入一些阻燃耐火材料，其稳定阻燃性能不好，容易因高温和火灾导致严重的电缆内芯损害，从而造成较大的经济损失。
[0003] 在
电子电器场合使用高阻燃绝缘电线电缆时，把高阻燃绝缘电线电缆套在金属样件(
铝或
铜或金属
合金)外层起保护作用，通常用大型热烘箱或者隧道炉进行加热收缩。然而，在批量使用高阻燃绝缘电线电缆时，当高阻燃绝缘电线电缆处于高温加工中或其他高温环境中使用，容易出现相互间自粘，或与其
接触金属材料间粘连等现象，影响产品
质量，这种情况下会造成二次返工，产生人工、物料等浪费，同时生产效率降低，给企业带来竞争劣势，影响企业发展。另外，电缆还存在
力学性能不够的
缺陷，主要的原因是形状记忆
聚合物的化学键主要是共价键，其键能较低，而且其构型复杂，很难形成一致的回复动作，形不成很大的合力，同时由于材料的限制，电缆材料往往不具有阻燃的性能，电绝缘性能差(不适宜做薄壁绝缘或更高
电压等级)以及耐
应力开裂性能差。
[0004] 因此，发明出一种力学性能好、电绝缘性强、耐热等级高的高阻燃绝缘电线电缆，迫切需要。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种高阻燃绝缘电线电缆的制备方法，以解决
现有技术中的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
[0007] 一种高阻燃绝缘电线电缆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
[0008] (1)将
水、单十二烷基
磷酸甲酯
钾、无水
乙醇、镁铝水滑石粉混合于搅拌釜中，搅拌分散后用质量分数为15％的
盐酸调节水滑石悬浮液pH至适宜范围，加热升温至80～90℃，搅拌反应6～7h，得到白色
浆液，将白色浆液置于
真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定
温度为50～55℃的烘箱中，干燥7～8h，得到有机改性水滑石；
[0009] (2)按重量份数计，取100～110份辉钼
矿石放入高温炉中，通入空气，加热升温，保温
焙烧3～4h后，将所得焙烧用150～200份质量分数为30％的
氨水浸泡3～5h，得到
混合液，用质量分数为40％的
硝酸溶液调节烧杯内混合液至中性，过滤去除滤液得到滤渣，随后用去离子水洗涤后放入设置温度为70～80℃的烘箱中干燥5～6h，得到绝缘改性剂；
[0010] (3)将木质
纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合，置于高速分散机，以2000～2500r/min的转速高速分散10～15min，得到分散浆料，随后倒入真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维；
[0011] (4)按重量份数计，取100～120份高
密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至120～130℃，预热5～6min后，放入设定温度为160～200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后加入30～40份木石纤维、40～45份
硅橡胶，得到混炼胶；
[0012] (5)向密炼机中加入上述混炼胶与乙烯质量含量为60～65％的乙烯-
醋酸乙烯酯共聚物，密炼20～25min后挤入管式模具中，密炼过程中控制密炼机的加工温度为140～160℃，机头转速为60～80r/min，随后冷却至常温后脱模得到电缆半成品，随后在紫外
光源下辐照处理18～22h，得到高阻燃绝缘电线电缆。
[0013] 步骤(1)所述的有机改性水滑石的制备原料，按重量份数计，包括40～50份水、8～10份单十二烷基磷酸甲酯钾、20～25份无水乙醇、30～33份镁铝水滑石粉。
[0014] 步骤(1)所述的盐酸调节水滑石悬浮液pH适宜范围为4～5。
[0015] 步骤(2)所述的保温焙烧
温度控制为至220～250℃。
[0016] 步骤(3)所述的木质纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯混合质量比为1︰4︰7。
[0017] 步骤(4)所述的混炼胶各组分原料，按重量份数计，包括100～120份高密度聚乙烯母料颗粒、30～40份木石纤维、40～45份硅橡胶。
[0018] 步骤(5)所述的密炼机中混炼胶和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合质量比为4︰1。
[0019] 步骤(5)所述的辐照处理时光照强度为350～450Lx。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] (1)本发明根据木质粉末温压成形理论，在一定温度条件下将木石纤维掺入聚乙烯熔体，木质素达到
玻璃态，
软化并在高压下产生流动，此时木质素具有很强的粘合能力，
吸附在纤维表面和孔隙中，聚乙烯被压制紧密，增强木质纤维与聚乙烯间的界面结合力，木质纤维在
套管径向能增强聚乙烯材料的冲击
载荷，提高应力冲击强度，本发明中以金属
氧化物和金属盐作为改性添加剂，还能够改善绝缘粘结剂的耐电压冲击性能，其中过渡元素的钼的阳离子具有显著的缺电子性，在高温时能捕获裂解反应中产生的自由基，抑制断链，有利于电缆中聚乙烯骨架保持，并且还能够吸收电子，由于辉钼材料单分子层中能带隙较高，电子流动性差，从而提高电缆的
电击穿耐受电压，此外，同硅系绝缘材料相比，辉钼单分子层是二维的，而硅是一种三维材料，在同等耐受电压情况下，使用辉钼材料作为绝缘改性剂体积明显更小，因而本发明的电线电缆柔软富有韧性，并且大大增加
电阻，提高绝缘性能；
[0022] (2)本发明中水滑石经过单十二烷基磷酸甲酯盐改性后，单十二烷基磷酸甲酯盐会替代镁铝水滑石插层间的
碳酸根离子，使镁铝水滑石插层疏水浸油，并使插层间距增大，有利于聚乙烯大分子链插入插层，形成结合紧密的
复合材料，本发明的高阻燃绝缘电线电缆在燃烧过程中，使镁铝水滑石会失去层间水分子和层间阴离子，还会发生脱羟基反应，这些过程都将吸收大量的热量同时达到稀释氧气的浓度的目的，促进聚合物的成炭，从而起到保护聚合物和隔离空气的作用，掺入的木质纤维处于高温条件下会炭化膨胀，形成碳网，残炭率上升，排烟量下降，从而提高高阻燃绝缘电线电缆阻燃性能，应用前景广阔。
具体实施方式
[0023] 按重量份数计，将40～50份水、8～10份单十二烷基磷酸甲酯钾、20～25份无水乙醇、30～33份镁铝水滑石粉混合于搅拌釜中，搅拌分散后用质量分数为15％的盐酸调节水滑石悬浮液pH至4～5，加热升温至80～90℃，搅拌反应6～7h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为50～55℃的烘箱中，干燥7～8h，得到有机改性水滑石；按重量份数计，取100～110份辉钼矿石放入高温炉中，通入空气，加热升温至220～250℃，保温焙烧3～4h后，将所得焙烧用150～200份质量分数为30％的氨水浸泡3～5h，得到混合液，用质量分数为40％的硝
酸溶液调节烧杯内混合液至中性，过滤去除滤液得到滤渣，随后用去离子水洗涤后放入设置温度为70～80℃的烘箱中干燥5～6h，得到绝缘改性剂；将木质纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰4︰7混合，置于高速分散机，以2000～2500r/min的转速高速分散
10～15min，得到分散浆料，随后倒入真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维；按重量份数计，取100～120份高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至120～130℃，预热
5～6min后，放入设定温度为160～200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后加入30～40份木石纤维、40～45份硅橡胶，得到混炼胶；按质量比为4︰1向密炼机中加入上述混炼胶与乙烯质量含量为60～65％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，密炼20～25min后挤入管式模具中，密炼过程中控制密炼机的加工温度为140～160℃，机头转速为60～80r/min，随后冷却至常温后脱模得到电缆半成品，随后在紫外光源下以350～450Lx的光照强度辐照处理18～
22h，得到高阻燃绝缘电线电缆。
[0024] 实例1
[0025] 按重量份数计，将40份水、8份单十二烷基磷酸甲酯钾、20份无水乙醇、30份镁铝水滑石粉混合于搅拌釜中，搅拌分散后用质量分数为15％的盐酸调节水滑石悬浮液pH至4，加热升温至80℃，搅拌反应6h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为50℃的烘箱中，干燥7h，得到有机改性水滑石；按重量份数计，取100份辉钼矿石放入高温炉中，通入空气，加热升温至220℃，保温焙烧3h后，将所得焙烧用150份质量分数为30％的氨水浸泡3h，得到混合液，用质量分数为40％的硝酸溶液调节烧杯内混合液至中性，过滤去除滤液得到滤渣，随后用去离子水洗涤后放入设置温度为70℃的烘箱中干燥5h，得到绝缘改性剂；将木质纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰4︰7混合，置于高速分散机，以2000r/min的转速高速分散10min，得到分散浆料，随后倒入真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维；按重量份数计，取100份高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至120℃，预热5min后，放入设定温度为160℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后加入30份木石纤维、40份硅橡胶，得到混炼胶；按质量比为4︰1向密炼机中加入上述混炼胶与乙烯质量含量为60％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，密炼20min后挤入管式模具中，密炼过程中控制密炼机的加工温度为140℃，机头转速为60r/min，随后冷却至常温后脱模得到电缆半成品，随后在紫外光源下以350Lx的光照强度辐照处理18h，得到高阻燃绝缘电线电缆。
[0026] 实例2
[0027] 按重量份数计，将45份水、9份单十二烷基磷酸甲酯钾、23份无水乙醇、33份镁铝水滑石粉混合于搅拌釜中，搅拌分散后用质量分数为15％的盐酸调节水滑石悬浮液pH至5，加热升温至85℃，搅拌反应7h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为53℃的烘箱中，干燥8h，得到有机改性水滑石；按重量份数计，取105份辉钼矿石放入高温炉中，通入空气，加热升温至230℃，保温焙烧3h后，将所得焙烧用180份质量分数为30％的氨水浸泡4h，得到混合液，用质量分数为40％的硝酸溶液调节烧杯内混合液至中性，过滤去除滤液得到滤渣，随后用去离子水洗涤后放入设置温度为75℃的烘箱中干燥6h，得到绝缘改性剂；将木质纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰4︰7混合，置于高速分散机，以2300r/min的转速高速分散13min，得到分散浆料，随后倒入真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维；按重量份数计，取110份高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至125℃，预热6min后，放入设定温度为180℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后加入35份木石纤维、43份硅橡胶，得到混炼胶；按质量比为4︰1向密炼机中加入上述混炼胶与乙烯质量含量为62％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，密炼23min后挤入管式模具中，密炼过程中控制密炼机的加工温度为150℃，机头转速为70r/min，随后冷却至常温后脱模得到电缆半成品，随后在紫外光源下以400Lx的光照强度辐照处理19h，得到高阻燃绝缘电线电缆。
[0028] 实例3
[0029] 按重量份数计，将50份水、10份单十二烷基磷酸甲酯钾、25份无水乙醇、33份镁铝水滑石粉混合于搅拌釜中，搅拌分散后用质量分数为15％的盐酸调节水滑石悬浮液pH至5，加热升温至90℃，搅拌反应7h，得到白色浆液，将白色浆液置于真空抽滤机中抽滤后，去除滤液分离得到白色滤渣，将白色滤渣用无水乙醇洗涤后置于设定温度为55℃的烘箱中，干燥8h，得到有机改性水滑石；按重量份数计，取110份辉钼矿石放入高温炉中，通入空气，加热升温至250℃，保温焙烧4h后，将所得焙烧用200份质量分数为30％的氨水浸泡5h，得到混合液，用质量分数为40％的硝酸溶液调节烧杯内混合液至中性，过滤去除滤液得到滤渣，随后用去离子水洗涤后放入设置温度为80℃的烘箱中干燥6h，得到绝缘改性剂；将木质纤维粉、有机改性水滑石、乙酸乙酯按质量比为1︰4︰7混合，置于高速分散机，以2500r/min的转速高速分散15min，得到分散浆料，随后倒入真空抽滤机中抽滤，去除滤液分离得到木石纤维；按重量份数计，取120份高密度聚乙烯母料颗粒放入烘箱中，加热升温至130℃，预热6min后，放入设定温度为200℃的炼胶机中熔炼，待聚乙烯母料完全熔融后加入40份木石纤维、45份硅橡胶，得到混炼胶；按质量比为4︰1向密炼机中加入上述混炼胶与乙烯质量含量为65％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，密炼25min后挤入管式模具中，密炼过程中控制密炼机的加工温度为160℃，机头转速为80r/min，随后冷却至常温后脱模得到电缆半成品，随后在紫外光源下以450Lx的光照强度辐照处理22h，得到高阻燃绝缘电线电缆。
[0030] 对比例
[0031] 以大连市某公司生产的高阻燃绝缘电线电缆作为对比例
[0032] 对本发明制得的高阻燃绝缘电线电缆和对比例中的高阻燃绝缘电线电缆进行检测，检测结果如表1所示：
[0033] 力学性能测试
[0034] 采用力学性能测试仪进行测试。
[0035] 阻燃性能测定
[0036] 氧指数根据GB/T2406-2009《塑料用氧指数测定燃烧行为第2部分：室温试验》测试。
[0037] 表1性能测定结果
[0038]
[0039]
[0040] 由表1数据可知，本发明制得的高阻燃绝缘电线电缆性能优良，具有回缩率高，弹性记忆特性好、环保、防潮、绝缘性能佳、安全性能好以及加工方便高效等特点，具有重要的市场价值和社会价值。
