本發(fā)明涉及電纜料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料。

背景技術(shù)：

聚乙烯因具有優(yōu)良的電性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)性能和良好的加工特性，已廣泛應(yīng)用于制作薄膜、管材、電線電纜、塑料制品、包裝材料等日常生活用品和其他高精尖工程技術(shù)領(lǐng)域。其中低密度聚乙烯具有突出的柔韌性和絕緣性，無毒且易于著色，大量用于電纜料，取代含鹵素的聚氯乙烯。電線電纜在應(yīng)用過程中會(huì)不斷受到電、熱以及機(jī)械應(yīng)力等各種因素的綜合作用，例如過電流時(shí)導(dǎo)體會(huì)向絕緣層注入電子和空穴，而絕緣層極易發(fā)生電子或空穴積聚，形成空間電荷包，引發(fā)電場(chǎng)畸變，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生電擊穿，造成輸電事故；因此，尋找有效途徑抑制空間電荷積聚，均化絕緣層電場(chǎng)分布，抑制電樹枝生長(zhǎng)，延長(zhǎng)電纜的使用壽命，是制備高性能電線電纜亟待解決的問題。

《多層介孔納米MgO/低密度聚乙烯復(fù)合材料的制備及其絕緣性能》一文中采用低沸點(diǎn)溶劑法制備多層介孔結(jié)構(gòu)納米氧化鎂，實(shí)現(xiàn)了納米氧化鎂在低密度聚乙烯中的均勻分散，添加1%納米氧化鎂的低密度聚乙烯70KV/mm電場(chǎng)下有效地抑制 了空間電荷積聚，提高了直流擊穿強(qiáng)度，降低了介電常數(shù)，同時(shí)在較高場(chǎng)強(qiáng)下有效抑制了電子及空穴注入，阻止隧道效應(yīng)的發(fā)生，抑制了空間電荷包的產(chǎn)生，復(fù)合材料的介電性能滿足作為高性能絕緣材料的使用條件。但是由于聚乙烯材料的氧指數(shù)比較低，屬于易燃材料，還需要對(duì)其進(jìn)行阻燃改性后才能進(jìn)一步滿足電纜料的使用需求，電纜絕緣材料的綜合性能決定了導(dǎo)線安全使用性，因此要求對(duì)絕緣材料進(jìn)行介電性能研究的同時(shí)對(duì)其阻燃性、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能等進(jìn)行深入研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料，由下列重量份的原料制成：低密度聚乙烯100-105、無水乙醇適量、納米氧化鎂1.5-2、硅烷偶聯(lián)劑KH5500.1-0.12、酶解木質(zhì)素20-22、濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液400-420、濃度為45wt%的甲醛水溶液6-7、三聚氰胺15-16、0.1mol/L的鹽酸適量、焦磷酸鈉4-5、微膠囊化紅磷5-6、去離子水適量、硫化豬油3-4、錫酸鈉6-7、硝酸鑭6-7、濃度為20wt%的氨水適量、聚乙烯醇1-1.2、硅烷偶聯(lián)劑KH5501-1.2。

所述一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料，由以下具體步驟制成：

（1）將納米氧化鎂超聲分散在4-5倍量的無水乙醇中，離心、干燥，將干燥后的納米氧化鎂放入馬弗爐中，以3-5℃/min的升溫速率升溫至200-220℃，保溫30-40分鐘，冷卻后取出待用；將硅烷偶聯(lián)劑KH550溶于10-12倍量的無水乙醇中，然后與煅燒后的納米氧化鎂混合，超聲分散30-40分鐘后離心、過濾、干燥，得到改性納米氧化鎂；

（2）將酶解木質(zhì)素與濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液混合，以300-400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全溶解，加熱至90-95℃，加入濃度為45wt%的甲醛水溶液，攪拌反應(yīng)100-120分鐘后繼續(xù)加入三聚氰胺，繼續(xù)反應(yīng)90-120分鐘后緩慢滴加0.1mol/L的鹽酸中和后待用；將焦磷酸鈉溶于18-20倍量的去離子水中，然后加入上述反應(yīng)中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)60-90分鐘，沉淀生成，靜置、過濾、用去離子水清洗2-3次，然后放入真空干燥箱中以80-90℃的溫度干燥，最后粉碎，過200目篩，得到改性酶解木質(zhì)素；

（3）將硝酸鑭溶于3-4倍量的去離子水中，攪拌下緩慢滴加溶于3-4倍量去離子水的錫酸鈉，攪拌均勻后加入聚乙烯醇，以300-400轉(zhuǎn)/份的速度攪拌均勻后加入濃度為20wt%的氨水調(diào)節(jié)pH值為9，室溫下攪拌反應(yīng)90-100分鐘后轉(zhuǎn)移至烘箱中，加熱至200-220℃繼續(xù)反應(yīng)24小時(shí)，將得到的產(chǎn)物冷卻、洗滌、干燥，將得到的粉體充分研磨，得到錫酸鑭粉體；將硅烷偶聯(lián)劑KH550溶于2-3倍量的無水乙醇中，然后與上述錫酸鑭粉體混合，放入球磨機(jī)中，球磨60-80分鐘，最后放入真空干燥箱中以70-80℃干燥，冷卻后取出，得到改性填料；

（4）將步驟（1）（2）（3）得到的產(chǎn)物與低密度聚乙烯以及其余剩余成分共同放入高速混料機(jī)中，以800-1000轉(zhuǎn)/份的速度攪拌混合10-12分鐘后送入雙輥開放式塑煉機(jī)中，控制溫度150-160℃進(jìn)行混煉，然后送入雙螺桿擠出機(jī)中，控溫150-170℃，擠出造粒即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用曼尼希反應(yīng)原理通過甲醛、三聚氰胺、焦磷酸鈉等成分對(duì)酶解木質(zhì)素進(jìn)行改性反應(yīng)，生成改性酶解木質(zhì)素，在熱分解過程中作為一種碳源，可以對(duì)高分子材料的熱分解起抑制作用，與微膠囊化紅磷進(jìn)行復(fù)配，添加到低密度聚乙烯電纜料的制備中，協(xié)同作用具有明顯的阻燃抑煙效果，同時(shí)添加的阻燃成分不含鹵，由天然物質(zhì)生成，能夠替代那些不可再生資源，安全環(huán)保，同時(shí)阻燃效果優(yōu)異；本發(fā)明還再電纜料的制備中添加了改性納米氧化鎂，具有介孔結(jié)構(gòu)，通過混料均勻的分散在低密度聚乙烯中，在較高場(chǎng)強(qiáng)下有效抑制了電子及空穴注入，阻止隧道效應(yīng)的發(fā)生，抑制了空間電荷包的產(chǎn)生，提高了直流擊穿強(qiáng)度，提高了本發(fā)明電纜料的抗擊穿性能以及絕緣穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過一定的工藝手段合成了錫酸鑭粉體，添加到基體聚乙烯材料中，燃燒后殘?zhí)烤哂蟹忾]且細(xì)密的孔，可以阻隔外部熱量以及氧氣進(jìn)入材料內(nèi)部，從而更好的隔熱隔氧，達(dá)到進(jìn)一步阻燃的效果；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，便于工業(yè)控制，制成的電纜料具有優(yōu)異的阻燃效果的同時(shí)具有良好的拉伸性能。

具體實(shí)施方式

一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料，由下列重量份（公斤）的原料制成：低密度聚乙烯100、無水乙醇適量、納米氧化鎂1.5、硅烷偶聯(lián)劑KH5500.1、酶解木質(zhì)素20、濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液400、濃度為45wt%的甲醛水溶液6、三聚氰胺15、0.1mol/L的鹽酸適量、焦磷酸鈉4、微膠囊化紅磷5、去離子水適量、硫化豬油3、錫酸鈉6、硝酸鑭6、濃度為20wt%的氨水適量、聚乙烯醇1、硅烷偶聯(lián)劑KH5501。

所述一種添加錫酸鑭阻燃增強(qiáng)的聚乙烯電纜料，由以下具體步驟制成：

（1）將納米氧化鎂超聲分散在4倍量的無水乙醇中，離心、干燥，將干燥后的納米氧化鎂放入馬弗爐中，以3℃/min的升溫速率升溫至200℃，保溫30分鐘，冷卻后取出待用；將硅烷偶聯(lián)劑KH550溶于10倍量的無水乙醇中，然后與煅燒后的納米氧化鎂混合，超聲分散30分鐘后離心、過濾、干燥，得到改性納米氧化鎂；

（2）將酶解木質(zhì)素與濃度為2wt%的氫氧化鈉溶液混合，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌至完全溶解，加熱至90℃，加入濃度為45wt%的甲醛水溶液，攪拌反應(yīng)100分鐘后繼續(xù)加入三聚氰胺，繼續(xù)反應(yīng)90分鐘后緩慢滴加0.1mol/L的鹽酸中和后待用；將焦磷酸鈉溶于18倍量的去離子水中，然后加入上述反應(yīng)中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)60分鐘，沉淀生成，靜置、過濾、用去離子水清洗2次，然后放入真空干燥箱中以80℃的溫度干燥，最后粉碎，過200目篩，得到改性酶解木質(zhì)素；

（3）將硝酸鑭溶于3倍量的去離子水中，攪拌下緩慢滴加溶于3倍量去離子水的錫酸鈉，攪拌均勻后加入聚乙烯醇，以300轉(zhuǎn)/份的速度攪拌均勻后加入濃度為20wt%的氨水調(diào)節(jié)pH值為9，室溫下攪拌反應(yīng)90分鐘后轉(zhuǎn)移至烘箱中，加熱至200℃繼續(xù)反應(yīng)24小時(shí)，將得到的產(chǎn)物冷卻、洗滌、干燥，將得到的粉體充分研磨，得到錫酸鑭粉體；將硅烷偶聯(lián)劑KH550溶于2倍量的無水乙醇中，然后與上述錫酸鑭粉體混合，放入球磨機(jī)中，球磨60分鐘，最后放入真空干燥箱中以70℃干燥，冷卻后取出，得到改性填料；

（4）將步驟（1）（2）（3）得到的產(chǎn)物與低密度聚乙烯以及其余剩余成分共同放入高速混料機(jī)中，以800轉(zhuǎn)/份的速度攪拌混合10分鐘后送入雙輥開放式塑煉機(jī)中，控制溫度150℃進(jìn)行混煉，然后送入雙螺桿擠出機(jī)中，控溫150℃，擠出造粒即得。

將本發(fā)明電纜料應(yīng)用于電纜的生產(chǎn)，電纜產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，達(dá)到的指標(biāo)如下：抗張強(qiáng)度17.8MPa，斷裂伸長(zhǎng)率329%，氧指數(shù)28.5%，介電強(qiáng)度30.3MV/m。