本發(fā)明涉及電纜料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防污閃超高壓絕緣材料。
背景技術(shù)：
低密度聚乙烯由于在加工過(guò)程中粘度較低并且在拉伸過(guò)程中具有高熔體強(qiáng)度同時(shí)還兼?zhèn)錁O強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕、耐酸堿、耐油、質(zhì)輕無(wú)毒、使用壽命長(zhǎng)等常規(guī)材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍已經(jīng)遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的各個(gè)方面，例如電線電纜、輸送管道、汽車內(nèi)飾和建筑材料等。但是聚乙烯的氧指數(shù)值低，易燃，并且在自然條件下，就能快速燃燒，放熱量大，更糟糕的是伴有熔滴行為，可能引發(fā)二次火災(zāi)，并且受熱分解時(shí)也會(huì)揮發(fā)出大量有毒有害氣體，威脅到人民生命財(cái)產(chǎn)安全，并且耐水性也差，導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。所以需要對(duì)其阻燃，并提高耐水性能，降低發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)的幾率，故對(duì)其進(jìn)行阻燃處理顯得尤為重要。
《新型膨脹阻燃低密度聚乙烯的制備及其性能研究》一文作者針對(duì)目前低密度聚乙烯材料無(wú)鹵阻燃過(guò)程中存在耐水性差的技術(shù)難題，采用大分子成炭技術(shù)與微膠囊包裹技術(shù)相結(jié)合的方式，研制新型耐水無(wú)鹵膨脹阻燃低密度聚乙烯復(fù)合材料，其中成炭劑選用三嗪類衍生物CFA，脫水劑和發(fā)泡劑選用硅凝膠包裹的聚磷酸銨，這種新型的低密度聚乙烯材料不僅具有較高的熱穩(wěn)定性能和阻燃性能，同時(shí)也克服了耐水性差的困難。雖然本發(fā)明解決了低密度聚乙烯阻燃性差、耐水性差的問(wèn)題，提高了聚乙烯在使用過(guò)程中的安全系數(shù)，但是低密度聚乙烯然而用于高壓領(lǐng)域的直流電纜在運(yùn)行過(guò)程中，聚乙烯的低電導(dǎo)率特性使得內(nèi)部積聚的空間電荷難以擴(kuò)散，引起局部場(chǎng)強(qiáng)的嚴(yán)重畸變，尤其當(dāng)滿負(fù)荷運(yùn)行中存在溫度梯度效應(yīng)時(shí)，此現(xiàn)象更為嚴(yán)重，當(dāng)絕緣層表面局部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，便會(huì)引起局部放電、樹(shù)脂化等絕緣老化現(xiàn)象，大大降低電纜的使用壽命，對(duì)此在改善聚乙烯阻燃、防水性能的同時(shí)，提高其絕緣性尤為顯得迫切。
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，提供一種防污閃超高壓絕緣材料。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種防污閃超高壓絕緣材料，由以下重量份的原料制備制成：低密度聚乙烯40-45、聚磷酸銨11-13、OP100.3-0.5、正硅酸乙酯12-15、聚芳砜粉末5.5-7、松香4-5、蛋白纖維素13-15、BIPB交聯(lián)劑0.4-0.6、苯乙烯17-19、六甲基磷酰三胺1.4-1.6、硅微粉2.5-4、田晶石7-9、石灰石10-14、聚二甲基硅氧烷0.4-0.6、丙烯酸3.6-4、無(wú)水乙醇適量、去離子水適量。
所述一種防污閃超高壓絕緣材料，由以下具體步驟制成：
（1）將去離子水和無(wú)水乙醇按質(zhì)量比1:2加到燒瓶中，邊攪拌邊升溫到40℃，加入聚磷酸銨攪拌使其溶解，溶解后向上述溶液中緩慢加入OP10，并用氨水調(diào)節(jié)體系pH值9-10，繼續(xù)攪拌10-20min，再將正硅酸乙酯加到上述溶液中，待滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2-3h，最后冷卻至室溫，過(guò)濾、干燥、水洗并放入烘箱中干燥得產(chǎn)物；
（2）將BIPB交聯(lián)劑、苯乙烯置于高速混合機(jī)中混合攪拌，再加入六甲基磷酰三胺和蛋白纖維素繼續(xù)攪拌均勻，將松香加熱至熔融后加入其中，繼續(xù)攪拌20-35min，冷卻至室溫后備用；
（3）將硅微粉、田晶石加到球磨機(jī)中磨成細(xì)粉，再和聚二甲基硅氧烷、丙烯酸混合攪拌得混合物，將聚芳砜粉末用4-6倍量的二甲基甲酰胺溶解，將上述混合物加到聚芳砜溶液中去，加熱攪拌至形成黏稠狀物，然后置于真空干燥箱中干燥；
（4）將步驟（3）制備的產(chǎn)物加入3-4倍量份的二甲苯，超聲分散20-30min，再加入石灰石繼續(xù)超聲均勻，將分散好的懸浮液在機(jī)械攪拌作用下加熱至沸騰，加入10%的低密度聚乙烯繼續(xù)攪拌3h，然后加到無(wú)水乙醇與去離子水體積比1:1的溶液中，過(guò)濾，干燥；
（5）將步驟（1）和步驟（2）制備的產(chǎn)物在真空干燥箱中80℃下干燥5-6h，取出后和步驟（4）制備的產(chǎn)物、其余的剩余物料在雙輥軋機(jī)中溫度為150℃，轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分熔融共混10-15min，壓制成型后在80℃的真空干燥箱中退火，短路24h，后以5℃/min勻速降至室溫即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用苯乙烯、松香包裹蛋白纖維素，提高在聚乙烯中的分散性，并且在其中起到炭源的作用，能夠和改性聚磷酸銨一起生成了膨脹型碳層，附著在材料表面，阻止了熱量并且杜絕了與氧氣的接觸，又降低了可燃性氣體的放散速度，提高了材料的阻燃性能，制備的混合粉末與低密度聚乙烯之間產(chǎn)生分子間作用力，并在真空干燥箱中消除壓制過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，使材料的結(jié)晶形態(tài)更完善，消除在樣品制備過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生的空間電荷，提高了擊穿強(qiáng)度，起到良好的絕緣作用，并且還增強(qiáng)了電纜料的防污、絕緣等性能，本發(fā)明制備的電纜材料韌性高、可加工性能好，材料的阻燃、防污、絕緣性能好，設(shè)備投資少，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。
具體實(shí)施方式
一種防污閃超高壓絕緣材料，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：低密度聚乙烯40、聚磷酸銨11、OP100.3、正硅酸乙酯12、聚芳砜粉末5.5、松香4、蛋白纖維素13、BIPB交聯(lián)劑0.4、苯乙烯17、六甲基磷酰三胺1.4、硅微粉2.5、田晶石7、石灰石10、聚二甲基硅氧烷0.4、丙烯酸3.6、無(wú)水乙醇適量、去離子水適量。
所述一種防污閃超高壓絕緣材料，由以下具體步驟制成：
（1）將去離子水和無(wú)水乙醇按質(zhì)量比1:2加到燒瓶中，邊攪拌邊升溫到40℃，加入聚磷酸銨攪拌使其溶解，溶解后向上述溶液中緩慢加入OP10，并用氨水調(diào)節(jié)體系pH值9，繼續(xù)攪拌10min，再將正硅酸乙酯加到上述溶液中，待滴加完畢后，繼續(xù)反應(yīng)2h，最后冷卻至室溫，過(guò)濾、干燥、水洗并放入烘箱中干燥得產(chǎn)物；
（2）將BIPB交聯(lián)劑、苯乙烯置于高速混合機(jī)中混合攪拌，再加入六甲基磷酰三胺和蛋白纖維素繼續(xù)攪拌均勻，將松香加熱至熔融后加入其中，繼續(xù)攪拌20min，冷卻至室溫后備用；
（3）將硅微粉、田晶石加到球磨機(jī)中磨成細(xì)粉，再和聚二甲基硅氧烷、丙烯酸混合攪拌得混合物，將聚芳砜粉末用4倍量的二甲基甲酰胺溶解，將上述混合物加到聚芳砜溶液中去，加熱攪拌至形成黏稠狀物，然后置于真空干燥箱中干燥；
（4）將步驟（3）制備的產(chǎn)物加入3倍量份的二甲苯，超聲分散20min，再加入石灰石繼續(xù)超聲均勻，將分散好的懸浮液在機(jī)械攪拌作用下加熱至沸騰，加入10%的低密度聚乙烯繼續(xù)攪拌3h，然后加到無(wú)水乙醇與去離子水體積比1:1的溶液中，過(guò)濾，干燥；
（5）將步驟（1）和步驟（2）制備的產(chǎn)物在真空干燥箱中80℃下干燥5h，取出后和步驟（4）制備的產(chǎn)物、其余的剩余物料在雙輥軋機(jī)中溫度為150℃，轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分熔融共混10min，壓制成型后在80℃的真空干燥箱中退火，短路24h，后以5℃/min勻速降至室溫即可。
該電纜材料的性能參數(shù)如下：
伸長(zhǎng)率：＞490%；抗張強(qiáng)度：＞14MPa；熱沖擊性：180±1℃/1h，不開(kāi)裂；極限氧指數(shù)：30%；垂直燃燒等級(jí)：V-0級(jí)。