一種包含阻燃復(fù)配劑ldhs/sba-15的電纜絕緣材料及用圖
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包含LDHS/SBA?15的阻燃電纜絕緣材料，所述電纜絕緣材料包括LDHS/SBA?15的聚烯材料，具體為L(zhǎng)DHS/SBA?15/LDPE/PS,可以提高絕緣材料的耐熱性和強(qiáng)度，降低絕緣材料的老化時(shí)間，可以保持高溫作用下長(zhǎng)時(shí)間不降解，而且還能保持較好的阻燃效果，大幅提高LOI燒失量指數(shù)。
【專利說(shuō)明】
一種包含阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15的電纜絕緣材料及用途
技術(shù)領(lǐng)域
[00011本發(fā)明涉及一種包含LDHS/SBA-15的阻燃電纜絕緣材料，所述電纜絕緣材料包括 LDHS/SBA-15的聚烯材料，即LDHS/SBA-15/LDPE/PS，可以提高絕緣材料的耐熱性和強(qiáng)度，降 低絕緣材料的老化時(shí)間，可以保持高溫作用下長(zhǎng)時(shí)間不降解，而且還能保持較好的阻燃效 果，大幅提尚L0I燒失量指數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電纜中常用的絕緣材料有油浸紙、聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、橡皮等。在電工 技術(shù)上，將體積電阻率大于1〇9Ω · cm的物質(zhì)所構(gòu)成的材料稱為絕緣材料，也就是用來(lái)使 器件在電氣上能夠阻止電流通過(guò)的材料。交聯(lián)聚乙烯具有優(yōu)良的介電性能和機(jī)械性能，己 被廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓塑料絕緣電力電纜中。隨著超高壓、特高壓直流輸變電系統(tǒng)的 發(fā)展，運(yùn)行過(guò)程中的絕緣老化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，己成為絕緣電纜向超高壓發(fā)展的主要障礙。 當(dāng)絕緣聚合物的工作電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度的十分之一時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間工作的電力設(shè)備絕 緣中會(huì)引起樹(shù)枝化，降低電纜使用壽命。由低密度聚乙烯構(gòu)成的高壓電力電纜絕緣材料，在 長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中受到各種老化因素的影響逐漸老化，導(dǎo)致材料的介電性能和機(jī)械性能的下 降。根據(jù)老化因素的分類可分為電老化、熱老化、機(jī)械老化和電化學(xué)老化。其中熱老化是聚 乙烯電纜絕緣損害的主要誘因，不同熱老化時(shí)間及條件會(huì)導(dǎo)致聚乙烯內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的差 異，進(jìn)而影響其空間電荷特性。
[0003] 研究表明，在直流電場(chǎng)作用下，聚合物絕緣中容易形成空間電荷，而空間電荷會(huì)使 電場(chǎng)分布發(fā)生畸變，加劇聚合物絕緣老化，材料的老化導(dǎo)致了材料電氣性能的下降。聚合物 中空間電荷主要由電極注入的入陷載流子或可迀移的載流的同極性空間電荷與絕緣體內(nèi) 有機(jī)或無(wú)機(jī)雜質(zhì)在電場(chǎng)作用下電離產(chǎn)生的異極性電。為了抑制空間電荷的形成，需要對(duì)聚 乙烯改性從而改變其中的陷阱能及分布，改變空間電荷分布，減低畸變幾率，改善聚合物的 介電性能，減少聚合物絕緣老化，并同時(shí)不影響聚合物的加工性能。
[0004] 低密度聚乙烯是本領(lǐng)域常用的電纜絕緣材料，但是由于本身含有氯，對(duì)于阻燃性 能不盡人意。目前對(duì)于絕緣材料的阻燃性能改進(jìn)，加入適宜的阻燃劑是主要方式之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 研究證明，空間電荷是造成電力電纜電場(chǎng)畸變，引發(fā)局部放電、電樹(shù)枝和絕緣擊穿 事故的重要原因。目前對(duì)聚合物中的空間電荷的研究主要集中于抑制介質(zhì)內(nèi)空間電荷的產(chǎn) 生及其迀移特性，一般情況下，絕緣材料（如聚乙烯）中的空間電荷主要由2部分組成：一是 在較高場(chǎng)強(qiáng)作用下從與介質(zhì)接觸的電極注入的入陷載流子或可迀移的載流子，稱為同極性 電荷；另外一部分是在較低場(chǎng)強(qiáng)作用下，介質(zhì)內(nèi)的雜質(zhì)在電場(chǎng)作用下電離并發(fā)生迀移而形 成的空間電荷，稱為異極性電荷。
[0006] 磷和含磷化合物阻燃劑與鹵系、無(wú)機(jī)系并列為三大阻燃體系。磷系化合物的阻燃 效果較好，因?yàn)槿紵龝r(shí)生成的偏磷酸可聚合成穩(wěn)定的多聚態(tài)，成為燃燒點(diǎn)的保護(hù)層，能隔絕 被燃物與氧氣的接觸。生成的磷酸和聚偏磷酸則都是強(qiáng)酸，具有很強(qiáng)的脫水性，能夠使聚合 物脫水炭化，并在聚合物表面形成炭化層，達(dá)到隔絕氧氣阻止燃燒的目的。
[0007] 含氮阻燃劑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)燃燒時(shí)，受熱易放出10^、呢、1€13、勵(lì)2和勵(lì)等不燃性氣 體。這些氣體稀釋了空氣中的氧和高聚物受熱分解時(shí)產(chǎn)生的可燃性氣體的濃度，同時(shí)含氮 阻燃劑分解過(guò)程也吸收了一部分熱量，另外氮?dú)膺€能捕捉自由基，抑制高聚物的連鎖反應(yīng)， 達(dá)到清除自由基的作用，從而達(dá)到了阻燃目的。
[0008] 三聚氰胺作為含氮組分，具有無(wú)鹵、低毒、低煙的優(yōu)先，含氮阻燃劑在聚酯塑料的 阻燃效果較好，尤其是與磷系阻燃劑結(jié)合，可以形成膨脹型阻燃體系，通過(guò)二者的協(xié)同作 用，可以大幅提高聚烯烴絕緣材料的阻燃效果。本申請(qǐng)采用了三聚氰胺與含磷材料聚磷酸 銨、羥基磷灰石組合使用，并調(diào)整三者的比例，使三者發(fā)揮協(xié)同作用，形成膨脹型阻燃體系， 試驗(yàn)表明，三者(三聚氰胺:聚磷酸銨:羥基磷灰石)最佳的質(zhì)量比為1:1: 1?？梢源蠓岣咦?燃效果。
【申請(qǐng)人】認(rèn)為主要是含磷組分是通過(guò)有機(jī)磷與無(wú)機(jī)磷形式共同作用，在不同的磷形 式基礎(chǔ)上，結(jié)合氮系阻燃劑，在結(jié)構(gòu)上可以增加膨脹度，而且無(wú)機(jī)磷在膨脹阻燃體系中還可 以占據(jù)中間活性位置，與有機(jī)磷、有機(jī)氮形成穩(wěn)定的體系，比如插層、鏈層、多面體等穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)，有利于聚烯絕緣材料的阻燃、強(qiáng)度等性能。
[0009] 高分子化合物在空氣中的燃燒是一種非常激烈的氧化反應(yīng)，屬于連鎖反應(yīng)歷程。 燃燒過(guò)程中增殖大量活潑的羥基游離基，當(dāng)羥基游離基和高分子化合物相遇時(shí)，生成碳?xì)?化合物游離基和水，在氧的存在下，碳?xì)浠衔镉坞x基分解，又形成新的羥基游離基。如此 循環(huán)，使燃燒反應(yīng)不斷延續(xù)。阻燃劑的作用機(jī)理比較復(fù)雜，包含許多因素，但主要是通過(guò)采 用物理或化學(xué)方法來(lái)阻止燃燒循環(huán)。
[0010] 雙羥基金屬?gòu)?fù)合氧化物簡(jiǎn)稱LDHs( Layered double hydroxides)是一類陰離子 層狀化合物，又稱水滑石（Hydrotalcites)，具有酸性和堿性特征、記憶效應(yīng)、層間陰離子 的可交換性及微孔結(jié)構(gòu)。作為阻燃劑，水滑石的阻燃機(jī)理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1、水滑 石的層間含有C0 321PH20,在受熱時(shí)會(huì)釋放H20與C02,不僅稀釋了可燃?xì)怏w的濃度，同時(shí)降低 了復(fù)合體系表面的溫度，起到了氣相阻燃的作用。2、水滑石具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu) 提供了更大的表面積和較多的表面吸附活性中心，在材料燃燒時(shí)，可以吸附燃燒過(guò)程中產(chǎn) 生的助燃和有毒有害氣體，起到了消煙和稀釋助燃?xì)怏w的作用。3、水滑石在加熱到一定溫 度后會(huì)分解為無(wú)機(jī)材料MgO和Al 2〇3,這些殘余物覆蓋在聚合物的表面，將增加炭層的穩(wěn)定 性，同時(shí)起到了隔離氧氣與熱量的作用，起到凝聚相阻燃作用;4.由于水滑石層間的陰離子 具有可交換性，可根據(jù)不同的需求將具有阻燃性能的離子添加到層間，從而加強(qiáng)水滑石阻 燃的作用。雖然有學(xué)者研究了LDHS對(duì)于EVA、環(huán)氧樹(shù)脂、PVC等材料的阻燃性能，但是目前對(duì) 于對(duì)組分聚合物的LDPE/PS還沒(méi)有研究。沸石作為絕緣材料的阻燃劑，但是沸石為剛性結(jié) 構(gòu)，橋氧鍵相對(duì)較短，且缺乏柔性，存在一定缺陷。介孔分子篩SBA-15由于其孔道規(guī)整，比 表面積及孔徑較大且具有良好的水熱穩(wěn)定性，由于其中含有A1203，Si02，Na20，涵蓋了硅系 阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑材料前體，如果將其利用在聚烯改性過(guò)程，制備具有高性能的阻燃絕緣 材料是較好的改性材料，而且目前很少有此方面的研究。
[0011]本發(fā)明結(jié)合了LDHS的良好結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的阻燃特性，將其與分子篩SBA-15混合形成 阻燃復(fù)配劑，同時(shí)發(fā)揮了 LDHS的功效，而且還能進(jìn)一步增加復(fù)配材料的強(qiáng)度，彌補(bǔ)了分子篩 材料中柔性差的缺陷，形成剛?cè)峄パa(bǔ)，將無(wú)機(jī)材料進(jìn)行骨架化或插層化，形成空間穩(wěn)定結(jié) 構(gòu)，控制空間電荷的迀移速率，提高電荷運(yùn)動(dòng)速率，有利于捕獲或者脫陷，避免了電荷的聚 合，從而使其老化、易燃等電纜材料常常出現(xiàn)的問(wèn)題，將復(fù)配劑材料與聚烯材料LDPE/PS混 合后，可以形成有效包裹，在聚烯材料表面形成保護(hù)層，而且還能增加聚烯材料的強(qiáng)度，降 低密度，從而使材料更輕軟，但是仍然具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗壓性能，并可以起到有效阻 燃作用，大幅提高LOI指數(shù)。L0I=17.5+0.5CR(CR為成炭量）。
[0012] 無(wú)機(jī)阻燃材料在受熱后，分解脫水，吸收大量的熱，從而抑制聚合物表面溫度的上 升，同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物水蒸氣還有蓄熱和稀釋聚合物表面可燃性氣體濃度的作用。脫水后形成 氧化物留在燃燒表面，可以防止燃燒熱反饋到凝聚相上，并且氧化物還可以對(duì)聚合物的熱 降解產(chǎn)物進(jìn)行吸附，抑制煙的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的氧化梯(三氧化二銻)需要與鹵素結(jié)合才能具有 良好的阻燃性能，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)由于阻燃復(fù)配劑的加入，不需要加入含鹵元素，從而簡(jiǎn)化了工 藝，無(wú)需添加鹵系阻燃劑;本申請(qǐng)采用的氧化梯的平均直徑為20-70nm,優(yōu)選30-45nm〇
[0013] 本申請(qǐng)先通過(guò)制備NiAl-LDHS/SBA-15復(fù)合阻燃劑，然后與聚烯主材料低密度聚乙 烯、聚苯乙烯混合后進(jìn)一步與其他組分混合，有利于復(fù)合阻燃劑材料與聚烯的直接接觸，緊 密結(jié)合，形成有效表面覆蓋與空間侵襲，占據(jù)適宜的阻燃活性位置，而且增加了陷阱數(shù)量， 提高了電荷流動(dòng)，增加了平均擊穿強(qiáng)度，有利于提高絕緣材料的使用壽命。因此，本申請(qǐng)的 絕緣材料既可以提高使用壽命，耐老化，耐沖擊，強(qiáng)度高，而且還能保持較好的阻燃效果，大 幅提尚L0I燒失量指數(shù)。
[0014] 本發(fā)明涉及一種包含阻燃復(fù)配劑的電纜絕緣材料，所述電纜絕緣材料包括阻燃復(fù) 配劑改性的聚烯材料LDPE/PS 80-100份、酚醛樹(shù)脂50-60份、白炭黑10-20份、環(huán)氧樹(shù)脂30-40份、抗氧劑5-8份、三聚氰胺10-15份、聚磷酸銨10-15份、羥基磷灰石10-15份和三氧化二 銻10-20份，其中阻燃復(fù)配劑是由水滑石LDHS與介孔分子篩SBA-15混合制備得到的。
[0015] 所述三氧化二銻的平均直徑為20-70nm，優(yōu)選30-45nm。
[0016] 所述抗氧劑主可以有效防止聚合物的自氧化，主要采用的是抗氧劑1024、抗氧劑 565、抗氧劑1010等，并且不局限于本領(lǐng)域常用的抗氧劑材料。
[0017] 其中，LDHS: SBA的質(zhì)量比為2:卜5，優(yōu)選2:3-5。三聚氰胺:聚磷酸銨:羥基磷灰石的 質(zhì)量比為1-3:1:1,優(yōu)選1:1:1。
[0018] 優(yōu)選地，阻燃復(fù)配劑:低密度聚乙烯LDPE:聚苯乙烯PS的質(zhì)量比為10-20:80-100: 50-80〇
[0019] 所述絕緣材料是按照如下步驟制備得到： (1)首先制備阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15: SBA-15:以三嵌段共聚物P123為模板，正硅酸乙酯TE0S為硅源前體，稱取4.0g P123，加 入100ml水和20ml鹽酸，40° C恒溫下攪拌12-24小時(shí)，將得到的溶膠移入水熱反應(yīng)釜，100-120° C水熱晶化36-48h，反應(yīng)后冷卻，過(guò)濾，洗滌，干燥，然后在500-600° C焙燒6-8小時(shí)，得到 SBA-15 粉末。
[0020] NiAl-LDH/SBA-15阻燃復(fù)配劑通過(guò)共沉淀法制備。一定量的SBA-15粉末加入100mL 含有氫氧化鈉(0.5 Μ)和無(wú)水碳酸鈉(0.1 Μ)的混合堿溶液里超聲30min。上述混合溶液在 室溫劇烈攪拌下加入到50mL含有硝酸鎳(0.75 M)和硝酸鋁(0.25 M)的鹽溶液中得到懸浮 液。0.2 Μ的氫氧化鈉溶液加入到上述懸浮液里調(diào)節(jié)溶液的PH值到10.5。然后這種懸浮液在 60° C晶化6小時(shí)后溶液冷卻至室溫，用去離子水洗滌三次離心，60° C下干燥24h。得到NiAl- LDH/SBA-15復(fù)合物材料，備用。其中LDHS: SBA-15的質(zhì)量比為2:1 -5，優(yōu)選2:3-5。
[0021] (2)將上述阻燃復(fù)配劑與低密度聚乙烯LDPE，聚苯乙烯PS溶于甲苯中，進(jìn)行混合， 溫度保持80-120°C，攪拌2h，超聲分散2h。隨后將制備的混合液置于烘箱中脫溶劑，得到聚 烯改性材料(NiAl-LDH/SBA-15/LDPE/PS); 其中阻燃復(fù)配劑:低密度聚乙烯:聚苯乙烯=10-20:80-100:50-80。
[0022] (3)將酚醛樹(shù)脂50-60份、白炭黑10-20份、環(huán)氧樹(shù)脂30-40份、抗氧劑5-8份、三聚氰 胺5-10份、聚磷酸銨10-15份、羥基磷灰石10-15份、三氧化二銻10-20份和步驟(2)得到的聚 烯改性材料80-100份混合，倒入高速攪拌機(jī)，室溫下先采用800-1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30 分鐘，然后在60 °C以3000-4000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30min，將攪拌均勻的混料排出，然后熔 融，注塑成型，得到所述電纜絕緣材料。
[0023]復(fù)合電纜絕緣材料在于高壓和超高壓塑料絕緣電力電纜中的應(yīng)用，可以大大降低 老化，提高電纜絕緣材料的耐高溫、使用強(qiáng)度和耐阻燃性能。
[0024]本申請(qǐng)研究了包括復(fù)配阻燃劑的LDPE/PS復(fù)合材料的阻燃及力學(xué)性能，通過(guò)有限 氧指數(shù)、垂直燃燒及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)測(cè)定，可知LDHS/SBA-15/LDPE/PS復(fù)合材料綜合性能優(yōu) 良，性能穩(wěn)定、氧指數(shù)高、阻燃效果好、效果持久，價(jià)格低廉；由不揮發(fā)、煙霧小，無(wú)毒性，該復(fù) 合阻燃材料兼有阻燃、抑煙和降低有毒氣體的功能，是一種無(wú)環(huán)境污染阻燃材料具有工業(yè) 應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026] 實(shí)施例1 (1)首先制備阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15: SBA-15:稱取4.0g P123，加入100ml水和20ml鹽酸，40° C恒溫下攪拌24小時(shí)，將得到的 溶膠移入水熱反應(yīng)釜，100° C水熱晶化36h，反應(yīng)后冷卻，過(guò)濾，洗滌，干燥，然后在500° C焙燒 8小時(shí)，得到SBA-15粉末。
[0027] 稱取一定量的SBA-15粉末加入100mL含有氫氧化鈉(0.5 M)和無(wú)水碳酸鈉(0.1 M) 的混合堿溶液里超聲30min。上述混合溶液在室溫劇烈攪拌下加入到50mL含有硝酸鎳(0.75 M)和硝酸鋁(0.25 M)的鹽溶液中得到懸浮液。0.2 Μ的氫氧化鈉溶液加入到上述懸浮液里 調(diào)節(jié)溶液的ΡΗ值到10.5。然后這種懸浮液在60° C晶化6小時(shí)后溶液冷卻至室溫，用去離子水 洗滌三次離心，60°C下干燥24h。得到NiAl-LDH/SBA-15復(fù)合物材料，備用。其中NiAl-LDHS: SBA-15的質(zhì)量比為2:3。
[0028] (2)將上述阻燃復(fù)配劑與低密度聚乙烯LDPE，聚苯乙烯PS溶于甲苯中，進(jìn)行混合， 溫度保持120°C，攪拌2h，超聲分散2h。隨后將制備的混合液置于烘箱中脫溶劑，得到聚烯改 性材料(NiAl-LDH/SBA-15/LDPE/PS);其中阻燃復(fù)配劑:低密度聚乙烯：聚苯乙烯=15:100: 60 〇
[0029] (3)將酚醛樹(shù)脂50份、白炭黑10份、環(huán)氧樹(shù)脂40份、抗氧劑8份、三聚氰胺5份、聚磷 酸銨5份、羥基磷灰石5份、三氧化二銻10份和步驟(2 )得到的聚烯改性材料100份混合，倒入 高速攪拌機(jī)，室溫下先采用1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30分鐘，然后在60 °C以4000轉(zhuǎn)/分鐘的 速度攪拌30min，將攪拌均勻的混料排出，然后熔融，注塑成型，得到所述電纜絕緣材料。
[0030] 實(shí)施例2 (1)首先制備阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15: SBA-15:稱取4.0g P123，加入100ml水和20ml鹽酸，40° C恒溫下攪拌24小時(shí)，將得到的 溶膠移入水熱反應(yīng)釜，100° C水熱晶化36h，反應(yīng)后冷卻，過(guò)濾，洗滌，干燥，然后在600° C焙燒 6小時(shí)，得到SBA-15粉末。
[0031] 稱取一定量的SBA-15粉末加入100mL含有氫氧化鈉(0.5 M)和無(wú)水碳酸鈉(0.1 M) 的混合堿溶液里超聲30min。上述混合溶液在室溫劇烈攪拌下加入到50mL含有硝酸鎳(0.75 M)和硝酸鋁(0.25 M)的鹽溶液中得到懸浮液。0.2 Μ的氫氧化鈉溶液加入到上述懸浮液里 調(diào)節(jié)溶液的ΡΗ值到10.5。然后這種懸浮液在60° C晶化6小時(shí)后溶液冷卻至室溫，用去離子水 洗滌三次離心，60°C下干燥24h。得到NiAl-LDH/SBA-15復(fù)合物材料，備用。其中NiAl-LDHS: SBA-15的質(zhì)量比為2:4。
[0032] (2)將上述阻燃復(fù)配劑與低密度聚乙烯LDPE，聚苯乙烯PS溶于甲苯中，進(jìn)行混合， 溫度保持110°c，攪拌2h，超聲分散2h。隨后將制備的混合液置于烘箱中脫溶劑，得到聚烯改 性材料(NiAl-LDH/SBA-15/LDPE/PS);其中阻燃復(fù)配劑:低密度聚乙烯：聚苯乙烯=20:100: 80 〇
[0033] (3)將酚醛樹(shù)脂60份、白炭黑15份、環(huán)氧樹(shù)脂35份、抗氧劑5份、三聚氰胺10份、聚磷 酸銨1 〇份、羥基磷灰石1 〇份、三氧化二銻10份和步驟(2)得到的聚烯改性材料100份混合，倒 入高速攪拌機(jī)，室溫下先采用800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30分鐘，然后在60 °C以3000轉(zhuǎn)/分鐘的 速度攪拌30min，將攪拌均勻的混料排出，然后熔融，注塑成型，得到所述電纜絕緣材料。 [0034] 實(shí)施例3 (1)首先制備阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15: SBA-15:稱取40. g P123，加入100ml水和20ml鹽酸，40° C恒溫下攪拌12-24小時(shí)，將得到 的溶膠移入水熱反應(yīng)爸，100-120° C水熱晶化36-48h，反應(yīng)后冷卻，過(guò)濾，洗滌，干燥，然后在 500-600° C焙燒6-8小時(shí)，得到SBA-15粉末。
[0035]將一定量的SBA-15粉末加入100mL含有氫氧化鈉(0.5 M)和無(wú)水碳酸鈉(0.1 M)的 混合堿溶液里超聲30min。上述混合溶液在室溫劇烈攪拌下加入到50mL含有硝酸鎳(0.75 M)和硝酸鋁(0.25 M)的鹽溶液中得到懸浮液。0.2 Μ的氫氧化鈉溶液加入到上述懸浮液里 調(diào)節(jié)溶液的ΡΗ值到10.5。然后這種懸浮液在60° C晶化6小時(shí)后溶液冷卻至室溫，用去離子水 洗滌三次離心，60° C下干燥24h。得到Ni A1-LDH/SBA-15復(fù)合物材料，備用。其中LDHS: SBA-15 的質(zhì)量比為2:5。
[0036] (2)將上述阻燃復(fù)配劑與低密度聚乙烯LDPE，聚苯乙烯PS溶于甲苯中，進(jìn)行混合， 溫度保持100°c，攪拌2h，超聲分散2h。隨后將制備的混合液置于烘箱中脫溶劑，得到聚烯改 性材料(NiAl-LDH/SBA-15/LDPE/PS);其中阻燃復(fù)配劑：低密度聚乙烯：聚苯乙烯=20:80: 60 〇
[0037] (3)將酚醛樹(shù)脂50份、白炭黑10份、環(huán)氧樹(shù)脂40份、抗氧劑6份、三聚氰胺10份、聚磷 酸銨10份、羥基磷灰石10份、三氧化二銻15份和步驟(2 )得到的聚烯改性材料90份混合，倒 入高速攪拌機(jī)，室溫下先采用900轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30分鐘，然后在60 °C以4000轉(zhuǎn)/分鐘的 速度攪拌30min，將攪拌均勻的混料排出，然后熔融，注塑成型，得到所述電纜絕緣材料。 [0038] 對(duì)比例1 僅采用水滑石LDHS，不采用分子篩，其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)同實(shí)施例1。
[0039] 對(duì)比例2 不加入水滑石LDHS，僅采用分子篩材料其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)同實(shí)施例1。
[0040] 對(duì)比例3 不加入三氧化二銻材料，其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)同實(shí)施例1。
[0041 ] 具體檢測(cè) 檢測(cè)上述抗老化電纜絕緣材料的拉伸強(qiáng)度(〇t/MPa)、斷裂伸長(zhǎng)率(s/ % )、密度、硬度、 L0I指數(shù)然后將上述抗老化電纜絕緣材料經(jīng)過(guò)250°CX30天下進(jìn)行熱空氣老化，接著檢測(cè)拉 伸強(qiáng)度保持率(EV%)與斷裂伸長(zhǎng)率保持率(E 2/%)、L0I指數(shù)，具體結(jié)果見(jiàn)表1。
[0042] 表1電力絕緣材料各個(gè)檢測(cè)指標(biāo)
有上述結(jié)果可以看出，經(jīng)過(guò)LDHS/SBA-15改性的聚烯材料LDPE/PS，然后進(jìn)一步與其他 組分混合成型，有利于降低絕緣材料的密度，提高絕緣材料的耐熱性和強(qiáng)度，降低絕緣材料 的老化時(shí)間，提高L0I指數(shù)，具有良好的阻燃性，可以保持高溫作用下長(zhǎng)時(shí)間（250ΓΧ30天） 不降解，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間（250°CX30天)仍然具有較高的L0I指數(shù)，阻燃性能仍然較好。 [0043]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或 替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限 定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含阻燃復(fù)配劑LDHS/SBA-15的電纜絕緣材料，其特征在于，所述電纜絕緣材料 包括阻燃復(fù)配劑改性的聚烯材料LDPE/PS 80-100份、酚醛樹(shù)脂50-60份、白炭黑10-20份、環(huán) 氧樹(shù)脂30-40份、抗氧劑5-8份、三聚氰胺10-15份、聚磷酸銨10-15份、羥基磷灰石10-15份和 三氧化二銻10-25份;其中阻燃復(fù)配劑是由水滑石材料LDHS與介孔分子篩SBA-15混合制備 得到的LDHS/SBA-15;所述的阻燃復(fù)配劑改性的聚烯材料LDPE/PS是將阻燃復(fù)配劑LDHS/ SBA-15與低密度聚乙烯LDPE，聚苯乙烯PS溶于甲苯中，進(jìn)行混合，溫度保持80-120°C，攪拌 2h，超聲分散2h，隨后將制備的混合液置于烘箱中脫溶劑，得到改性聚烯材料(MA1-LDH/ SBA-15/LDPE/PS)。2. 如權(quán)利要求1所述的電纜絕緣材料，其特征在于，所述三氧化二銻的平均直徑為20-55nm,優(yōu)選 10-20 份。3. 如權(quán)利要求1或2的電纜絕緣材料，其特征在于，LDHS: SBA-15的質(zhì)量比為2:1-5，優(yōu)選 2：3_5 〇4. 如權(quán)利要求3所述的電纜絕緣材料，其特征在于，三聚氰胺:聚磷酸銨:羥基磷灰石的 質(zhì)量比為1-3:1:1,優(yōu)選1:1:1。5. 如權(quán)利要求1所述的電纜絕緣材料，其特征在于，阻燃復(fù)配劑:低密度聚乙烯LDPE:聚 苯乙烯PS的質(zhì)量比為10-20:80-100:50-80。6. 如權(quán)利要求1或2所述的電纜絕緣材料，其特征在于:稱取一的制備方法為:稱取一定 量的SBA-15粉末加入100mL含有氫氧化鈉(0.5 M)和無(wú)水碳酸鈉(0.1 M)的混合堿溶液里超 聲30min，上述混合溶液在室溫劇烈攪拌下加入到50mL含有硝酸鎳(0.75 M)和硝酸鋁(0.25 M)的鹽溶液中得到懸浮液，0.2 Μ的氫氧化鈉溶液加入到上述懸浮液里調(diào)節(jié)溶液的PH值到 10.5，然后在60° C晶化6小時(shí)后溶液冷卻至室溫，用去離子水洗滌三次離心，60° C下干燥 24h，得到NiAl-LDH/SBA-15復(fù)合物材料。7. 如權(quán)利要求1 - 6任一項(xiàng)所述的絕緣材料在高壓或超高壓塑料絕緣電力電纜中的應(yīng) 用。
【文檔編號(hào)】C08L23/06GK105968491SQ201610337002
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】葉澄
【申請(qǐng)人】溫州泓呈祥科技有限公司