硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料及制备方法和应用与流程

本发明涉及电缆材料的，尤其涉及硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料及制备方法和应用。

背景技术：

1、随着城市电网密集化敷设及轨道交通、新能源电站的建设，对电缆材料的火灾安全性提出了更高要求。目前行业普遍采用的无卤阻燃聚烯烃体系主要存在以下技术瓶颈：

2、1、性能难以平衡：传统无卤阻燃体系主要依赖高填充量的金属氢氧化物（如氢氧化铝ath、氢氧化镁mdh）。为了达到阻燃标准，其添加量通常较高。而较高的填充量严重破坏了聚合物基体的连续性，导致材料力学性能（抗张强度、断裂伸长率）大幅下降，且熔体流动性变差，加工困难。

3、2、单一阻燃剂效能不足：单独使用层状硅酸盐纳米材料时，虽然能促进成炭，但气相阻燃能力不足，难以通过严格的垂直燃烧和成束燃烧测试。

4、3、单独使用磷腈化合物时，虽然气相阻燃效率高，但成本昂贵，且高温下形成的炭层蓬松、强度低，隔热隔氧效果不佳。

5、4、界面相容性差：硅酸盐纳米材料表面极性强，与非极性聚烯烃基体相容性差，在共混过程中极易发生团聚，导致材料出现应力集中点，不仅无法发挥纳米增强效应，反而劣化力学性能。

6、因此，亟需开发一种能够解决上述性能冲突、实现多重阻燃机制协同增效的新型电缆材料。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，具有优异的阻燃性能，低热释放与低烟特性，且力学性能显著提升。

2、一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，包括：

3、基体树脂100份，复合阻燃体系25-30份，无卤阻燃体系40-60份，相容剂8-10份，助剂2-4份；

4、复合阻燃体系包含层状硅酸盐纳米复合材料和氰基芳醚磷腈化合物，且层状硅酸盐纳米复合材料和氰基芳醚磷腈化合物的质量比为2-4：1。

5、进一步地，所述助剂包括抗氧剂。

6、进一步地，所述助剂还包括润滑剂，所述抗氧剂和润滑剂的质量比为1:1。

7、进一步地，所述聚烯烃电缆料还包括交联助剂0-5份。

8、进一步地，所述基体树脂为lldpe与eva共混改性树脂，所述无卤阻燃体系为ath与mdh复配体系。

9、本申请的目的之二在于提供一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的制备方法，包括：

10、s1：将层状硅酸盐纳米复合材料、氰基芳醚磷腈化合物和无卤阻燃体系分别进行真空干燥；

11、s2：采用硅烷偶联剂对干燥后的层状硅酸盐纳米复合材料、氰基芳醚磷腈化合物和无卤阻燃体系分别进行表面喷雾处理；

12、s3：将表面喷雾处理后的复合阻燃体系25-30份、无卤阻燃体系40-60份与基体树脂45份混合均匀，经双螺杆挤出机进行一次造粒，得到母粒；

13、s4：将所述母粒、基体树脂55份、相容剂8-10份、助剂2-4份混合均匀，经双螺杆挤出机进行二次造粒，得到聚烯烃电缆料。

14、进一步地，当所述聚烯烃电缆料用于电缆的绝缘料时，在二次造粒时还需要添加交联助剂3-5份；还包括：

15、s5：将所述聚烯烃电缆料经射线辐照交联。

16、进一步地，所述一次造粒时双螺杆挤出机的挤出温度为180℃；所述二次造粒时双螺杆挤出机的基础温度为170℃。

17、本申请的目的之三在于提供一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的应用，如上所述的聚烯烃电缆料用于制备电缆的绝缘料。

18、本申请的目的之四在于提供一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的应用，如上所述的聚烯烃电缆料用于制备电缆的护套料。

19、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请采用的复合阻燃体系包含层状硅酸盐纳米复合材料（lsn）和氰基芳醚磷腈化合物（cpp），构建了“催化成炭-气相抑制-屏障保护”三重协同机制，其中，催化协同体现在：cpp受热分解释放酸性物质，lsn面的硅羟基发生缩合反应，形成更加致密、稳定的si-o-si网络结构；相态协同体现在：cpp在气相中释放氮气稀释氧气，lsn在凝聚相形成陶瓷化屏障，双重阻断燃烧；结构协同体现在：lsn片层物理吸附cpp分解产物，延长其在燃烧界面的停留时间，显著提升成炭质量。本申请同时添加无卤阻燃依稀用于辅助阻燃，抑制延误产生，最终形成的电缆料具有氧指数高、热释放低、烟密度小且力学强度优异的优势。

1.一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂。

3.根据权利要求2所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述助剂还包括润滑剂，所述抗氧剂和润滑剂的质量比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述聚烯烃电缆料还包括交联助剂0-5份。

5.根据权利要求1所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料，其特征在于，所述基体树脂为lldpe与eva共混改性树脂，所述无卤阻燃体系为ath与 mdh复配体系。

6.一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-5任意一项所述的聚烯烃电缆料，包括：

7.根据权利要求6所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，当所述聚烯烃电缆料用于电缆的绝缘料时，在二次造粒时还需要添加交联助剂3-5份；还包括：

8.根据权利要求6所述的一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，所述一次造粒时双螺杆挤出机的挤出温度为180℃；所述二次造粒时双螺杆挤出机的基础温度为170℃。

9.一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的应用，其特征在于，权利要求1-5任意一项所述的聚烯烃电缆料用于制备电缆的绝缘料。

10.一种硅酸盐和磷腈协同阻燃的聚烯烃电缆料的应用，其特征在于，权利要求1-5任意一项所述的聚烯烃电缆料用于制备电缆的护套料。