一种基于改性膨润土的阻燃电缆材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于改性膨润土的阻燃电缆材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯，140～160份；双环戊二烯，45～55份；丁苯橡胶，20～30份；改性膨润土，8～12份；纳米氧化铝，5～15份；纳米二氧化硅，6～10份；磷酸三钠，4～6份；酚醛树脂，1～3份；磷酸三乙酯，1～3份；抗氧剂1076，1～2份。本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。该电缆材料的制备方法简答可行，易于实施推广。
【专利说明】
一种基于改性膨润土的阻燃电缆材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于电缆领域，具体涉及一种基于改性膨润土的阻燃电缆材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 阻燃电缆顾名思义，指在规定试验条件下，试样被燃烧，在撤去试验火源后，火焰 的蔓延仅在限定范围内，残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。其根本特性是:在火 灾情况下有可能被烧坏而不能运行，但可阻止火势的蔓延。通俗地讲，电线万一失火，能够 把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。能更 大限度的保护生命安全及财产安全，所以运用较为普遍。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于改性膨润土的阻燃电缆材料及其制备方法。
[0004] 本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
[0005] -种高性能阻燃电缆材料，通过如下重量份的原料制备而成:聚氯乙烯，140~160 份;双环戊二烯，45~55份;丁苯橡胶，20~30份;改性膨润土，8~12份;纳米氧化铝，5~15 份;纳米二氧化硅，6~10份;磷酸三钠，4~6份;酸醛树脂，1~3份;磷酸三乙酯，1~3份;抗 氧剂1076，1~2份;所述改性膨润土的制备方法为：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气 保护作用下于260~280 °C活化2~4小时；取活化后的膨润土 30~40份分散于45~55份无水 乙醇中，加热至55~65°C，搅拌30~40min，调节搅拌转速为250~290r/min，逐滴加入25~ 35份甲基丙烯酸羟乙酯，然后调节搅拌转速为1600~1700r/min，搅拌反应2~4h，降温后过 滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0006] 进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯， 150份;双环戊二稀，50份;丁苯橡胶，25份;改性膨润土，10份;纳米氧化错，10份;纳米二氧 化硅，8份;磷酸三钠，5份;酚醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2份;抗氧剂1076，1.5份。
[0007] 进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯， 140份;双环戊二稀，45份;丁苯橡胶，20份;改性膨润土，8份;纳米氧化错，5份;纳米二氧化 硅，6份;磷酸三钠，4份;酚醛树脂，1份;磷酸三乙酯，1份;抗氧剂1076，1份。
[0008] 进一步地，所述的高性能阻燃电缆材料通过如下重量份的原料制成：聚氯乙烯， 160份;双环戊二稀，55份;丁苯橡胶，30份;改性膨润土，12份;纳米氧化错，15份;纳米二氧 化硅，10份;磷酸三钠，6份;酚醛树脂，3份;磷酸三乙酯，3份;抗氧剂1076，2份。
[0009] 进一步地，所述改性膨润土的制备方法为:先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气 保护作用下于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60 °C，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌 转速为1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0010] 上述高性能阻燃电缆材料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤SI，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2,打开密炼机并预热至45~55°C，然后加入 步骤S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为3~5min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的 混合料中加热至85~95°C，加入剩余原料混炼2~4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融 状态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280~320°C注塑成型即得。
[0012]本发明的优点：
[0013] 本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范 围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
[0015] 实施例1:电缆材料的制备
[0016] 原料重量份比：聚氯乙烯，150份;双环戊二烯，50份;丁苯橡胶，25份;改性膨润土， 10份;纳米氧化铝，10份;纳米二氧化硅，8份;磷酸三钠，5份;酚醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2 份;抗氧剂1076,1.5份。
[0017]改性膨润土的制备方法包括：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下 于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌 35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌转速为 1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0018] 制备方法：
[0019] 步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0020] 实施例2:电缆材料的制备
[0021]原料重量份比：聚氯乙烯，140份;双环戊二烯，45份;丁苯橡胶，20份;改性膨润土， 8份;纳米氧化铝，5份;纳米二氧化硅，6份;磷酸三钠，4份;酸醛树脂，1份;磷酸三乙酯，1份； 抗氧剂1076,1份。
[0022]改性膨润土的制备方法包括：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下 于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌 35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌转速为 1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0023]制备方法：
[0024]步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0025]实施例3:电缆材料的制备
[0026]原料重量份比：聚氯乙烯，160份;双环戊二烯，55份;丁苯橡胶，30份;改性膨润土， 12份;纳米氧化铝，15份;纳米二氧化硅，10份;磷酸三钠，6份;酚醛树脂，3份;磷酸三乙酯，3 份;抗氧剂1076,2份。
[0027]改性膨润土的制备方法包括：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下 于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌 35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌转速为 1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0028]制备方法：
[0029]步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0030] 实施例4:电缆材料的制备
[0031]原料重量份比：聚氯乙烯，150份;双环戊二烯，50份;丁苯橡胶，25份;改性膨润土， 9份；纳米氧化铝，10份；纳米二氧化硅，8份;磷酸三钠，5份;酸醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2 份;抗氧剂1076,1.5份。
[0032]改性膨润土的制备方法包括：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下 于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌 35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌转速为 1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0033]制备方法：
[0034]步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0035] 实施例5:电缆材料的制备
[0036]原料重量份比：聚氯乙烯，150份;双环戊二烯，50份;丁苯橡胶，25份;改性膨润土， 11份;纳米氧化铝，10份;纳米二氧化硅，8份;磷酸三钠，5份;酚醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2 份;抗氧剂1076,1.5份。
[0037]改性膨润土的制备方法包括：先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下 于270°C活化3小时；取活化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌 35min，调节搅拌转速为270r/min，逐滴加入30份甲基丙稀酸轻乙酯，然后调节搅拌转速为 1650r/min，搅拌反应3h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。
[0038]制备方法：
[0039]步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0040] 实施例6:对比实施例，膨润土不改性
[0041]原料重量份比：聚氯乙烯，150份；双环戊二烯，50份；丁苯橡胶，25份;膨润土，10 份;纳米氧化铝，10份;纳米二氧化硅，8份;磷酸三钠，5份;酸醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2份； 抗氧剂1076,1.5份。
[0042]制备方法：
[0043]步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单 螺杆挤出机中共混，造粒得到基础树脂;步骤S2,打开密炼机并预热至50°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为4min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合料 中加热至90°C，加入剩余原料混炼3min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，待混料完 全熔融后挤出到注塑机中，在300°C注塑成型即得。
[0044] 实施例7:效果实施例
[0045] 分别测试实施例1~6制备的电缆材料的性能，性能指标包括:拉伸强度(MPa)、断 裂伸长率（％ )、氧指数和水平垂直燃烧等级。
[0046] 测试结果见下表：
[0048] 实施例2、3制备的电缆材料的性能与实施例4、5制备的电缆材料的性能基本一致。 [0049]结果表明，本发明提供的电缆材料阻燃性能出色，可以用于制备高性能阻燃电缆。 [0050]上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护 范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
【主权项】
1. 一种高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚氯乙 烯，140~160份;双环戊二烯，45~55份;丁苯橡胶，20~30份;改性膨润土，8~12份;纳米氧 化铝，5~15份;纳米二氧化硅，6~10份;磷酸三钠，4~6份;酚醛树脂，1~3份;磷酸三乙酯， 1~3份;抗氧剂1076，1~2份;所述改性膨润土的制备方法为:先将膨润土粉碎至200~300 目，在氮气保护作用下于260~280°C活化2~4小时；取活化后的膨润土30~40份分散于45 ~55份无水乙醇中，加热至55~65°C，搅拌30~40min，调节搅拌转速为250~290r/min，逐 滴加入25~35份甲基丙烯酸羟乙酯，然后调节搅拌转速为1600~1700r/min，搅拌反应2~ 4h，降温后过滤，干燥即得所述改性膨润土。2. 根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成:聚氯乙烯，150份;双环戊二烯，50份;丁苯橡胶，25份;改性膨润土，10份;纳米氧化 铝，10份;纳米二氧化硅，8份;磷酸三钠，5份;酚醛树脂，2份;磷酸三乙酯，2份;抗氧剂1076， 1.5份。3. 根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成：聚氯乙烯，140份;双环戊二烯，45份;丁苯橡胶，20份;改性膨润土，8份;纳米氧化 铝，5份;纳米二氧化硅，6份;磷酸三钠，4份;酚醛树脂，1份;磷酸三乙酯，1份;抗氧剂1076，1 份。4. 根据权利要求1所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成:聚氯乙烯，160份;双环戊二烯，55份;丁苯橡胶，30份;改性膨润土，12份;纳米氧化 铝，15份；纳米二氧化硅，10份；磷酸三钠，6份；酚醛树脂，3份；磷酸三乙酯，3份；抗氧剂 1076,2份。5. 根据权利要求1~4任一所述的高性能阻燃电缆材料，其特征在于，所述改性膨润土 的制备方法为:先将膨润土粉碎至200~300目，在氮气保护作用下于270°C活化3小时;取活 化后的膨润土35份分散于50份无水乙醇中，加热至60°C，搅拌35min，调节搅拌转速为270r/ min，逐滴加入30份甲基丙烯酸羟乙酯，然后调节搅拌转速为1650r/min，搅拌反应3h，降温 后过滤，干燥即得所述改性膨润土。6. 权利要求1~4任一所述高性能阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤S1，将聚氯乙烯、双环戊二烯以及丁苯橡胶混合均匀得到主料，将主料置于单螺杆 挤出机中共混，造粒得到基础树脂；步骤S2，打开密炼机并预热至45~55°C，然后加入步骤 S1所得基础树脂进行密炼，密炼时间为3~5min，即得混合料;步骤S3，将步骤S2制备的混合 料中加热至85~95°C，加入剩余原料混炼2~4min，然后进入双螺杆挤出机挤压成熔融状 态，待混料完全熔融后挤出到注塑机中，在280~320°C注塑成型即得。
【文档编号】H01B3/44GK106046628SQ201610680346
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月17日
【发明人】阮丽丽
【申请人】阮丽丽