本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料及其制备方法。
背景技术：
在我国华南地区经常发现白蚁破换电力电缆的情况，尤其是广东地区白蚁对电缆危害造成的故障占电缆总故障的60％-70％。为了保证电缆的安全，凡是在有白蚁活动的区域都应该对电缆采取防白蚁措施。国内目前防白蚁措施主要有施工防白蚁、电力电缆本体防白蚁。施工防白蚁主要有毒土法、诱杀法等，其具有污染环境、破换生态、施工周期长、成本高等缺点；电力电缆本体防白蚁有化学法和物理法，化学法防白蚁是在电缆的护套材料中添加低毒的驱避剂来赶走白蚁，但其会造成环境污染以及对生产者造成健康伤害；物理法防白蚁是利用电缆防白蚁护层材料的硬度(≥邵氏64d)及表面光滑度，使白蚁无从下口啃咬来达到防白蚁的目的，该方法安全可靠。
国内目前物理法防白蚁主要有黄铜带绕包、半硬pvc挤出层、改性聚烯烃挤出层、尼龙12挤出层。其中，黄铜带绕包由于成本高一直无法推广应用；半硬pvc挤出层不使用于电力电缆；改性聚烯烃挤出层由于耐温较低多用于通信电缆；尼龙12一直依赖进口，由于技术壁垒，国外没有为我国提供专用材料来满足电力电缆的应用，即使有国内厂家使用尼龙12进行防白蚁电力电缆的生产，大部分也因尼龙12粘度不合适、加工性差等原因，造成工艺不稳定、生产浪费大，加之尼龙12价格昂贵，故一直未推广应用。
专利cn201210562289.7提供了一种抗白蚁缆线护套聚酰胺组合物、缆线护套、制法和用途，但采用该专利制备的防白蚁电缆不具备阻燃性，在电力电缆防白蚁应用时其绝缘性也有待提高。
因此，开发一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆专用材料具有重要意义。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料。本发明实施例的另一目的在于提供一种上述阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料，由若干种原料制成，原料包括尼龙1012树脂80～95质量份、尼龙1012弹性体5～20质量份、阻燃剂7～18质量份、交联剂0.1～0.5质量份、抗氧剂0.1～1质量份、光稳定剂0.1～1质量份、色母粒0.5～3质量份、扩链润滑剂0.1～1.2质量份、高岭土3～10质量份、偶联剂0.03～0.2质量份以及分散剂0.1～1.0质量份。
优选的，原料包括尼龙1012树脂85～92质量份、尼龙1012弹性体8～15质量份、阻燃剂8～12质量份、交联剂0.15～0.35质量份、抗氧剂0.3～0.8质量份、光稳定剂0.4～0.8质量份、色母粒1～2质量份、扩链润滑剂0.3～0.8质量份、高岭土5～8份质量份、偶联剂0.05～0.1质量份以及分散剂0.2～0.5质量份。
优选的，所述阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物，mca阻燃剂的质量：六苯氧基环三磷腈的质量：氨基硅油的质量＝7:2.5:0.5。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，抗氧剂1098的质量：抗氧剂168的质量＝1:1。
优选的，所述光稳定剂为光稳定剂622和光稳定剂770的复配物，光稳定剂622的质量：光稳定剂770的质量＝1:1。
优选的，所述交联剂为bipb；
所述色母粒为以pa、pe或eva树脂为载体的红、黄、绿、蓝或黑颜色的色母粒；
所述扩链润滑剂为马来酸酐接枝pe蜡；
所述高岭土为5000目的煅烧高岭土；
所述偶联剂为kh550；
所述分散剂为苯磺酰丁胺。
一种上述中任意一项所述的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备高岭土母粒：先取烘干后的尼龙1012树脂、偶联剂加入到高速混合机中低速混合，然后加入高岭土再高速混合至90℃，然后放出物料；
然后将本步骤1)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得所述高岭土母粒；
2)取烘干后的尼龙1012树脂、尼龙1012弹性体、步骤1)制得的高岭土母粒以及分散剂加入到高速混合机中高速混合，然后将交联剂、阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂、扩链润滑剂以及色母粒加入到高速混合机中，先低速混合再高速混合，然后放出物料；
3)将步骤2)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料。
优选的，所述尼龙1012树脂的熔体流动速率为1～6g/10min；
所述尼龙1012弹性体的邵氏硬度为48d，熔体流动速率为1～10g/10min。
优选的，步骤1)中，所述双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为215～220℃，三区温度为220～225℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为235～240℃；
机头温度为240～245℃；双螺杆挤出机的主机转速为180～200r/min，主机电流为70～90a。
优选的，步骤3)中，所述双螺杆挤出机各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为225～230℃，三区温度为225～230℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为225～230℃；
机头温度为230～235℃；双螺杆挤出机的主机转速为250～300r/min，主机电流为60～80a。
本申请的有益技术效果：
1、本申请提供的电缆料的防白蚁效果佳、安全可靠，该电缆料硬度为邵氏67-69d，且表面光滑，可以达到物理法防白蚁的目的，与施工法、化学法防白蚁相比环保、无污染。
2、本申请提供的电缆料的加工性、绝缘性、柔韧性、阻燃性好，该电缆料熔体流动速率低、熔体强度高，能够适用挤出直径10-110mm、壁厚0.2-10mm的电力电缆，与防白蚁尼龙12相比，该电缆料加工性更好、更稳定；另外该电缆料由于加入了尼龙1012弹性体、高岭土、阻燃剂以及交联剂，与防白蚁尼龙12相比柔韧性更佳、绝缘性更高而且具有阻燃特性，更适宜生产安全性要求高的电力电缆，可长期在-40℃～150℃的环境下使用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料，由若干种原料制成，原料包括尼龙1012树脂80～95质量份、尼龙1012弹性体5～20质量份、阻燃剂7～18质量份、交联剂0.1～0.5质量份、抗氧剂0.1～1质量份、光稳定剂0.1～1质量份、色母粒0.5～3质量份、扩链润滑剂0.1～1.2质量份、高岭土3～10质量份、偶联剂0.03～0.2质量份以及分散剂0.1～1.0质量份。
在本申请的一个实施例中，原料包括尼龙1012树脂85～92质量份、尼龙1012弹性体8～15质量份、阻燃剂8～12质量份、交联剂0.15～0.35质量份、抗氧剂0.3～0.8质量份、光稳定剂0.4～0.8质量份、色母粒1～2质量份、扩链润滑剂0.3～0.8质量份、高岭土5～8份质量份、偶联剂0.05～0.1质量份以及分散剂0.2～0.5质量份。
在本申请的一个实施例中，所述阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物，mca阻燃剂的质量：六苯氧基环三磷腈的质量：氨基硅油的质量＝7:2.5:0.5。
在本申请的一个实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，抗氧剂1098的质量：抗氧剂168的质量＝1:1。
在本申请的一个实施例中，所述光稳定剂为光稳定剂622和光稳定剂770的复配物，光稳定剂622的质量：光稳定剂770的质量＝1:1。
在本申请的一个实施例中，所述交联剂为bipb；
所述色母粒为以pa、pe或eva树脂为载体的红、黄、绿、蓝或黑颜色的色母粒；
所述扩链润滑剂为马来酸酐接枝pe蜡；
所述高岭土为5000目的煅烧高岭土；
所述偶联剂为kh550；
所述分散剂为苯磺酰丁胺。
本申请还提供了一种上述任意一项所述的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备高岭土母粒：先取烘干后的尼龙1012树脂、偶联剂加入到高速混合机中低速混合，然后加入高岭土再高速混合至90℃，然后放出物料；
然后将本步骤1)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得所述高岭土母粒；
2)取烘干后的尼龙1012树脂、尼龙1012弹性体、步骤1)制得的高岭土母粒以及分散剂加入到高速混合机中高速混合，然后将交联剂、阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂、扩链润滑剂以及色母粒加入到高速混合机中，先低速混合再高速混合，然后放出物料；
3)将步骤2)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料。
在本申请的一个实施例中，所述尼龙1012树脂的熔体流动速率为1～6g/10min；
所述尼龙1012弹性体的邵氏硬度为48d，熔体流动速率为1～10g/10min。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，所述双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为215～220℃，三区温度为220～225℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为235～240℃；
机头温度为240～245℃；双螺杆挤出机的主机转速为180～200r/min，主机电流为70～90a。
在本申请的一个实施例中，步骤3)中，所述双螺杆挤出机各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为225～230℃，三区温度为225～230℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为225～230℃；
机头温度为230～235℃；双螺杆挤出机的主机转速为250～300r/min，主机电流为60～80a。
本申请的制备方法中，低速混合为175～225r/min，高速混合为750～850r/min。
本发明中所添加的高岭土为5000目的高岭土，粒径非常小，如果与其他原料直接混合造粒，容易发生团聚，造成分散不均，影响产品性能，故先采用高岭土与尼龙1012树脂制备一定含量的高岭土母粒，然后再与其他原料混合造粒制备电缆料。高岭土母粒的制备可以对高岭土进行预分散，稀释高岭土的含量，然后再与其他原料混合造粒制备电缆料时高岭土可以进行二次分散，混合更为均匀，材料性能更优。
本发明中采用的阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物(三者质量比例为7:2.5:0.5)，氨基硅油可以与尼龙中的端羧基、扩链润滑剂中的酸酐进行反应，降低了mca阻燃剂与尼龙中的端羧基、扩链润滑剂中的酸酐反应的几率，同时氨基硅油提高了尼龙与mca阻燃剂的相容性，使二者之间的分散性更好，增强了阻燃效果，在达到同样阻燃效果的同时可以有效降低阻燃剂的添加量，保证材料的表面光滑性，达到既阻燃又防白蚁的目的。
本发明中添加了适量的高岭土、交联剂，可以有效提高材料的绝缘性，这主要是因为高岭土能吸附尼龙1012电缆料中的导电离子，增加其电阻率使其电绝缘性提高；交联剂的加入使尼龙1012树脂、尼龙1012弹性体发生化学交联，使其成为网状结构，进一步提高了材料的绝缘性能。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料，由以下原料制成：尼龙1012树脂80质量份、尼龙1012弹性体20质量份、阻燃剂7质量份、交联剂0.5质量份、抗氧剂0.1质量份、光稳定剂1质量份、色母粒0.5质量份、扩链润滑剂0.1质量份、高岭土10质量份、偶联剂0.2质量份以及分散剂0.1质量份；
此处上述阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物，mca阻燃剂的质量：六苯氧基环三磷腈的质量：氨基硅油的质量＝7:2.5:0.5；
此处上述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，抗氧剂1098的质量：抗氧剂168的质量＝1:1；
此处上述光稳定剂为光稳定剂622和光稳定剂770的复配物，光稳定剂622的质量：光稳定剂770的质量＝1:1；
此处上述交联剂为bipb；
此处上述色母粒为以pa树脂为载体的黑颜色的色母粒；
此处上述扩链润滑剂为马来酸酐接枝pe蜡；
此处上述高岭土为5000目的煅烧高岭土；
此处上述偶联剂为kh550；
此处上述分散剂为苯磺酰丁胺。
实施例1中上述的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备高岭土母粒：先取烘干后的尼龙1012树脂60kg、偶联剂0.8kg加入到高速混合机中低速混合2分钟，然后加入40kg高岭土再高速混合至90℃，放出物料；
然后将本步骤1)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得所述高岭土母粒；
步骤1)中，所述双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为215～220℃，三区温度为220～225℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为235～240℃；机头温度为240～245℃；双螺杆挤出机的主机转速为180～200r/min，主机电流为70～90a；
2)取烘干后的尼龙1012树脂65kg、尼龙1012弹性体20kg、高岭土母粒25kg以及分散剂0.1kg加入到高速混合机中，高速混合3分钟后加入阻燃剂7kg、交联剂0.5kg、抗氧剂0.1kg、光稳定剂1kg、扩链润滑剂0.1kg以及黑色母粒0.5kg到高速混合机中，低速混合1分钟后再高速混合2分钟，放出物料；
3)将步骤2)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料；
步骤3)中，所述双螺杆挤出机各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为225～230℃，三区温度为225～230℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为225～230℃；机头温度为230～235℃；双螺杆挤出机的主机转速为250～300r/min，主机电流为60～80a。
将实施例1制备的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料干燥后用注塑机制成各种标准样条，放置24小时后进行测试；注塑机温度：220℃、230℃、235℃；注塑速度40g/s，注塑时间10s，注塑压力28mpa，保压压力36mpa，保压时间30s，检测结果如下表1：
表1实施例1中的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的性能检测结果
实施例2
一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料，由以下原料制成：尼龙1012树脂95质量份、尼龙1012弹性体5质量份、阻燃剂18质量份、交联剂0.1质量份、抗氧剂1质量份、光稳定剂0.1质量份、色母粒3质量份、扩链润滑剂1.2质量份、高岭土3质量份、偶联剂0.1质量份以及分散剂1质量份；
此处上述阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物，mca阻燃剂的质量：六苯氧基环三磷腈的质量：氨基硅油的质量＝7:2.5:0.5；
此处上述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，抗氧剂1098的质量：抗氧剂168的质量＝1:1；
此处上述光稳定剂为光稳定剂622和光稳定剂770的复配物，光稳定剂622的质量：光稳定剂770的质量＝1:1；
此处上述交联剂为bipb；
此处上述色母粒为以pa树脂为载体的红颜色的色母粒；
此处上述扩链润滑剂为马来酸酐接枝pe蜡；
此处上述高岭土为5000目的煅烧高岭土；
此处上述偶联剂为kh550；
此处上述分散剂为苯磺酰丁胺。
实施例2中上述的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备高岭土母粒：先取烘干后的尼龙1012树脂70kg、偶联剂1kg加入到高速混合机中低速混合2分钟，然后加入30kg高岭土再高速混合至90℃，放出物料；
然后将本步骤1)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得所述高岭土母粒；
步骤1)中，所述双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为215～220℃，三区温度为220～225℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为235～240℃；机头温度为240～245℃；双螺杆挤出机的主机转速为180～200r/min，主机电流为70～90a；
2)取烘干后的尼龙1012树脂88kg、尼龙1012弹性体5kg、高岭土母粒10kg以及分散剂1kg加入到高速混合机中，高速混合3分钟后加入阻燃剂18kg、交联剂0.1kg、抗氧剂1kg、光稳定剂0.1kg、扩链润滑剂1.2kg以及红色母粒3kg到高速混合机中，低速混合1分钟后再高速混合2分钟，放出物料；
3)将步骤2)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料；
步骤3)中，所述双螺杆挤出机各区温度设定为：
一区温度为175～180℃，二区温度为225～230℃，三区温度为225～230℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为225～230℃；机头温度为230～235℃；双螺杆挤出机的主机转速为250～300r/min，主机电流为60～80a。
将实施例2制备的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料干燥后用注塑机制成各种标准样条，放置24小时后进行测试；注塑机温度：220℃、230℃、235℃；注塑速度40g/s，注塑时间10s，注塑压力28mpa，保压压力36mpa，保压时间30s，检测结果如下表2：
表2实施例2中的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的性能检测结果
实施例3
一种阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料，由以下原料制成：尼龙1012树脂90质量份、尼龙1012弹性体10质量份、阻燃剂10质量份、交联剂0.3质量份、抗氧剂0.6质量份、光稳定剂0.6质量份、色母粒1.5质量份、扩链润滑剂0.5质量份、高岭土6质量份、偶联剂0.1质量份以及分散剂0.4质量份；
此处上述阻燃剂为mca阻燃剂、六苯氧基环三磷腈与氨基硅油的复配物，mca阻燃剂的质量：六苯氧基环三磷腈的质量：氨基硅油的质量＝7:2.5:0.5；
此处上述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配物，抗氧剂1098的质量：抗氧剂168的质量＝1:1；
此处上述光稳定剂为光稳定剂622和光稳定剂770的复配物，光稳定剂622的质量：光稳定剂770的质量＝1:1；
此处上述交联剂为bipb；
此处上述色母粒为以pa树脂为载体的蓝颜色的色母粒；
此处上述扩链润滑剂为马来酸酐接枝pe蜡；
此处上述高岭土为5000目的煅烧高岭土；
此处上述偶联剂为kh550；
此处上述分散剂为苯磺酰丁胺。
实施例3中上述的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备高岭土母粒：先取烘干后的尼龙1012树脂60kg、偶联剂0.67kg加入到高速混合机中低速混合2分钟，然后加入40kg高岭土再高速混合至90℃，放出物料；
然后将本步骤1)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得所述高岭土母粒；
步骤1)中，所述双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为215～220℃，三区温度为220～225℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为235～240℃；机头温度为240～245℃；双螺杆挤出机的主机转速为180～200r/min，主机电流为70～90a；
2)取烘干后的尼龙1012树脂81kg、尼龙1012弹性体10kg、高岭土母粒15kg以及分散剂0.4kg加入到高速混合机中，高速混合3分钟后加入阻燃剂10kg、交联剂0.3kg、抗氧剂0.6kg、光稳定剂0.6kg、扩链润滑剂0.5kg以及蓝色母粒1.5kg到高速混合机中，低速混合1分钟后再高速混合2分钟，放出物料；
3)将步骤2)混合好的物料喂入双螺杆挤出机中进行熔融共混，待物料从双螺杆挤出机中的模头出来后经牵引冷却、吹干、切粒，完成后制得阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料；
步骤3)中，所述双螺杆挤出机各区温度设定为：一区温度为175～180℃，二区温度为225～230℃，三区温度为225～230℃，四区温度为225～230℃，五区温度为230～235℃，六区温度为230～235℃，七区温度为225～230℃；机头温度为230～235℃；双螺杆挤出机的主机转速为250～300r/min，主机电流为60～80a。
将实施例3制备的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料干燥后用注塑机制成各种标准样条，放置24小时后进行测试；注塑机温度：220℃、230℃、235℃；注塑速度40g/s，注塑时间10s，注塑压力28mpa，保压压力36mpa，保压时间30s，检测结果如下表3：
表3实施例3中的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料的性能检测结果
上述3个实施例中制备的样品，经测试硬度全部大于邵氏64d，且表面光滑，防白蚁均达到2级，表面电阻高达1014欧姆且环保阻燃，完全满足防白蚁电力电缆的要求。
采用本发明提供的阻燃防白蚁高绝缘尼龙电缆料制备的电力电缆可以达到物理法防白蚁的目的，与施工法、化学法防白蚁相比环保、无污染、安全可靠。与现有防白蚁尼龙12相比，熔体流动速率低，能够适用挤出直径10-110mm、壁厚0.2-10mm的电力电缆，加工性好、成型稳定性更好；表面电阻高于防白蚁尼龙12，绝缘性更好且具备阻燃特性；弯曲强度、表面硬度均低于防白蚁尼龙12，说明其柔韧性好于防白蚁尼龙12，更便于施工。尤其是实施例3制备的产品，综合性能最佳。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。