[发明专利]一种天然矿物阻燃耐辐射电缆材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种天然矿物阻燃耐辐射电缆材料的制备方法，属于电缆材料制备技术领域。

背景技术

电缆，通常是由几根或几组导线每组至少两根绞合而成的类似绳索物，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。

电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。

中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。

近年来，国内外由于电线电缆引起的火灾造成的损失非常惨重，每年的损失额都在几十亿美元，不仅造成了经济损失，也造成了人体重大伤亡，危害很大；因此，随着计算机及网络工程的不断发展，出于对机房安全的考虑，人们越来越多地使用阻燃材料。

目前，阻燃材料的分类可根据元素种类分为卤系、有机磷系、及卤磷系、硅系、铝镁系、钼系、硼系、氮系等。卤系阻燃剂长期以来以其阻燃效率高、用量少、价格低而闻名于世。红磷作为高效阻燃剂在卤系阻燃电线电缆应用广泛，通常需要添加较多分量才可以起到阻燃效果，而通过红磷制成的产品会吸潮，加工使用中会产生磷腈—有毒及致癌，另外，自从1986年欧洲也发现卤系阻燃剂燃烧产生的产物中含有的多溴二苯醚、四溴双苯并二恶烷及四溴双苯并呋喃等属于致癌物质，因此，含卤阻燃体系一统天下的局面已经受到了严峻的挑战，采用无卤阻燃材料与产品已是大势所趋的事实。

另外，无机阻燃材料(硼系，硅系等)虽然具有低毒，抗腐烛性，价廉，燃烧过程中低烟等优点，但是却有一些非常严重的缺点，如低的阻燃效率和热稳定性，对材料的物理机械性能造成较大程度的恶化，所以，近年来人们致力于环境友好型阻燃材料的研究与开发。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的无卤阻燃体系中通常加入大量红磷，而红磷的加工过程中会产生磷腈具有较强的毒性及致癌性，污染环境、危害人体健康，且传统电缆材料在经高能辐射时会发生降解，导致性能恶化不能满足使用要求的现状，提供了一种以水镁石纤维代替氢氧化镁化学合成品，纯天然石墨材料代替红磷的使用，辅以抗氧化剂和光稳定剂，从而得到天然矿物阻燃耐辐射电缆材料的制备方法。该方法避免了传统无卤阻燃材料中红磷的使用，清洁环保，使用后无任何有毒致癌物质产生，对人体没有任何危害，且具有很好的抗辐射能力，产品性能优异。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取5～10kg水镁石纤维精矿石放入超声清洗仪中，加入蒸馏水浸没矿石，以200～300W的功率超声洗涤去除表面杂质，自然晾干；

（2）将纯化后的水镁石纤维矿石移入电动搅拌机，按料液比为1:20将精矿和水混合，加入10～20g分散剂二辛基磺化琥珀酸钠，先以200～300r/min的转速低速搅拌30～40min，再以700～800r/min的转速高速搅拌10～20min；

（3）搅拌后，将混合物料放入球磨机中，加入碳化钨球磨珠进行球磨，机械分散10～20min后出料，按料液比为40:1向球磨后的矿石纤维里加入无水乙醇，放入超声振荡器中振荡10～20min，移入冰水浴中在4～6℃下静置12～18h沉降分级，直至无沉淀产生，分离得到上层悬浮液，即为水镁石纳米纤维乙醇悬浮液；

（4）称取10～15g石墨放入三口烧瓶中，按体积比为1:3将浓度为0.02mol/L的硫酸和0.03mol/L的磷酸进行混合，取50～60mL混合酸液加入三口烧瓶中，搅拌均匀后立即加入5～10g高锰酸钾，放入卧式离心机以9000～10000r/min的转速离心10～15min，分离得到沉淀物经研磨后即得膨胀石墨；

（5）取1～2L上述制得的水镁石纳米纤维乙醇悬浮液放入密炼机中，继续加入50～100g膨胀石墨和200～300g聚丙烯，加热至160～200℃密炼2～3h，待混合物料成熔融状态时，立即加入2～5g双酚基丙烷抗氧化剂，继续保温密炼1～2h；