[发明专利]一种无卤阻燃耐高低温电缆护套材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃耐高低温电缆护套材料及其制备方法。本发明以氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶为主料，并加入了环氧大豆油、偏硅酸钙、改性氧化石墨烯、硬脂酸锌、炭黑、活性氧化锌、氢氧化铝、纳米二氧化硅对其进行改性，盖上了体系的相容性，使各物质性能互补，显著提高了电缆护套材料的耐高低温稳定性、机械性能、抗老化性；本发明通过甲苯二异氰酸酯的桥联作用将双(3‑氨基丙基)聚乙二醇接枝到氧化石墨烯的表面，与硬脂酸锌、炭黑、活性氧化锌、氢氧化铝、纳米二氧化硅具有良好的协同作用，使得填料与橡胶可均匀分散，改性氧化石墨烯与氢氧化铝配合，具有显著的协同阻燃效应，显著提高了护套材料的阻燃性。

技术领域

本发明涉及电缆护套材料技术领域，特别涉及一种无卤阻燃耐高低温电缆护套材料及其制备方法。

背景技术

随着电力电缆的迅速发展，对电缆保护提出的更高要求，电缆护套是保护电线和电缆最常用的一种电绝缘材料。硅橡胶是指主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其主要特点是既耐高温又耐低温，能在-60℃(或更低的温度)至+250℃(或更高的温度)下长期使用，是目前最好的抗寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。硅橡胶成为电力工业中橡胶最具有潜力的品种，广泛应用于绝缘子、高性能电线电缆及附件的主要胶料。但是，硅橡胶的机械性能较差，硅橡胶本身遇到明火会持续燃烧，用其制作的电缆存在耐热性和阻燃性能不是很理想的缺陷。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种无卤阻燃耐高低温电缆护套材料及其制备方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种无卤阻燃耐高低温电缆护套材料，由下述按重量份数计的原料制成：氟橡胶5～20份、甲基乙烯基硅橡胶20～50份、氟硅橡胶5～20份、环氧大豆油1～5份、偏硅酸钙1～5份、改性氧化石墨烯4～10份、硬脂酸锌1～5份、炭黑4～7份、活性氧化锌3～8份、氢氧化铝5～10份、纳米二氧化硅1～5份、抗氧化剂1～5份。

优选的，所述改性氧化石墨烯为采用下述方法制得：将氧化石墨烯超声分散在N,N-二甲基甲酰胺中得到氧化石墨烯的分散液，在惰性气体的保护下，向所得的氧化石墨烯的分散液中加入甲苯二异氰酸酯，在-5～5℃反应16～28小时，在惰性气体的保护下加入双(3-氨基丙基)聚乙二醇，继续保温反应6～10小时，经静置、过滤、洗涤、干燥得到改性氧化石墨烯。

进一步优选的，所述氧化石墨烯与所述甲苯二异氰酸酯的重量比为0.05～0.2:1。

进一步优选的，所述氧化石墨烯与所述双(3-氨基丙基)聚乙二醇的重量比为0.01～0.1:1。

优选的，所述氢氧化铝的平均粒径为1～4μm。

优选的，所述纳米二氧化硅的平均粒径为100～200nm。

优选的，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。

优选的，所述无卤阻燃耐高低温电缆护套材料，由下述按重量份数计的原料制成：氟橡胶13份、甲基乙烯基硅橡胶35.4份、氟硅橡胶17.2份、环氧大豆油3份、偏硅酸钙3份、改性氧化石墨烯8.5份、硬脂酸锌3.5份、炭黑6份、活性氧化锌5份、氢氧化铝7份、纳米二氧化硅3份、抗氧化剂2份。

优选的，所述无卤阻燃耐高低温电缆护套材料，由下述按重量份数计的原料制成：氟橡胶16.5份、甲基乙烯基硅橡胶36.8份、氟硅橡胶16.8份、环氧大豆油4份、偏硅酸钙3份、改性氧化石墨烯7份、硬脂酸锌3份、炭黑5份、活性氧化锌6份、氢氧化铝8份、纳米二氧化硅3.5份、抗氧化剂2份。

第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的无卤阻燃耐高低温电缆护套材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氟橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶加入密炼机中，在70～90℃条件下混练5～15min；