本發(fā)明涉及電纜料技術領域，尤其涉及一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料。

背景技術：

聚乙烯因具有優(yōu)良的電性能、力學性能、耐化學性能和良好的加工特性，已廣泛應用于制作薄膜、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領域。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。電線電纜在應用過程中會不斷受到電、熱以及機械應力等各種因素的綜合作用，例如過電流時導體會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)電場畸變，嚴重時發(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，均化絕緣層電場分布，抑制電樹枝生長，延長電纜的使用壽命，是制備高性能電線電纜亟待解決的問題。

《多層介孔納米MgO/低密度聚乙烯復合材料的制備及其絕緣性能》一文中采用低沸點溶劑法制備多層介孔結(jié)構(gòu)納米氧化鎂，實現(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電場下有效地抑制 了空間電荷積聚，提高了直流擊穿強度，降低了介電常數(shù)，同時在較高場強下有效抑制了電子及空穴注入，阻止隧道效應的發(fā)生，抑制了空間電荷包的產(chǎn)生，復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，還需要對其進行阻燃改性后才能進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線安全使用性，因此要求對絕緣材料進行介電性能研究的同時對其阻燃性、熱穩(wěn)定性、力學性能等進行深入研究。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料，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、白油3-4、棕櫚油2-3抗氧劑1680.8-1、瀝青1-1.2、納米膨潤土9-10、SBS0.8-1。

所述一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料，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100-120分鐘后繼續(xù)加入三聚氰胺，繼續(xù)反應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，然后加入上述反應中，繼續(xù)攪拌反應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）將瀝青加熱至165-170℃，將SBS緩慢加入其中，以300-400轉(zhuǎn)/分的速度保溫攪拌30-40分鐘后加入納米膨潤土，以4500-5000轉(zhuǎn)/分的速度高速剪切40-50分鐘，剪切結(jié)束后保持溫度在160℃以上繼續(xù)攪拌30-40分鐘后冷卻硬化，將硬化后的產(chǎn)品粉碎，過80目篩；

（4）將步驟（1）（2）（3）得到的產(chǎn)物與低密度聚乙烯、五氯苯酚月桂酸酯以及其余剩余成分共同放入高速混料機中，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中，控制溫度160-170℃進行混煉，然后送入雙螺桿擠出機中，控溫150-170℃，進行擠出造粒即得。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明采用曼尼希反應原理通過甲醛、三聚氰胺、焦磷酸鈉等成分對酶解木質(zhì)素進行改性反應，生成改性酶解木質(zhì)素，在熱分解過程中作為一種碳源，可以對高分子材料的熱分解起抑制作用，與微膠囊化紅磷進行復配，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，在較高場強下有效抑制了電子及空穴注入，阻止隧道效應的發(fā)生，抑制了空間電荷包的產(chǎn)生，提高了直流擊穿強度，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)明通過一系列的工藝用SBS以及納米膨潤土對瀝青進行改性，能夠明顯提高其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，添加到基體聚乙烯中，分散良好，與基體不易分層，界面相容性佳，加工流動性得到了提高；本發(fā)明電纜料與傳統(tǒng)聚乙烯電纜料相比具有更高的阻燃性、抗擊穿性能，同時耐高溫、耐低溫、抗裂、防水、絕緣，可以適應較大溫差的工作環(huán)境，耐候性佳，非常適合惡劣環(huán)境中的電力架空電纜保護套等。

具體實施方式

一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料，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、白油3、棕櫚油2抗氧劑1680.8、瀝青1、納米膨潤土9、SBS0.8。

所述一種添加納米膨潤土改性瀝青的復合電纜料，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100分鐘后繼續(xù)加入三聚氰胺，繼續(xù)反應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，然后加入上述反應中，繼續(xù)攪拌反應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）將瀝青加熱至165℃，將SBS緩慢加入其中，以300轉(zhuǎn)/分的速度保溫攪拌30分鐘后加入納米膨潤土，以4500轉(zhuǎn)/分的速度高速剪切40分鐘，剪切結(jié)束后保持溫度在160℃以上繼續(xù)攪拌30分鐘后冷卻硬化，將硬化后的產(chǎn)品粉碎，過80目篩；

（4）將步驟（1）（2）（3）得到的產(chǎn)物與低密度聚乙烯、五氯苯酚月桂酸酯以及其余剩余成分共同放入高速混料機中，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中，控制溫度160℃進行混煉，然后送入雙螺桿擠出機中，控溫150℃，進行擠出造粒即得。

將本發(fā)明電纜料應用于電纜的生產(chǎn)，電纜產(chǎn)品經(jīng)檢測，達到的指標如下：抗張強度26MPa，斷裂伸長率380%，氧指數(shù)38%，介電強度40MV/m。