本發明涉及新材料技術領域，尤其涉及一種用于電纜的高性能復合新材料及其制備方法。

背景技術：

隨著經濟的迅速發展，電線電纜在各個行業、領域中都得到廣泛的應用，隨著電氣火災事故的頻繁發生，電線電纜的阻燃問題逐漸引起世界各國的重視；電纜燃燒時釋放出大量煙霧和有毒的、腐蝕性的氣體是火災中危險因素，在火災中妨礙了人們的安全撤離和滅火工作，使生命財產遭到嚴重損失，同時隨著通訊事業、汽車工業和計算機工業的發展，特別是航空導線、汽車用線、高溫儀表電纜、石油鉆井平臺電纜等許多場合，越來越需要使用耐高溫、耐氣候的阻燃通信電纜料。目前的電纜料尚難以滿足耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐磨、阻燃、防水、防火、強度高、抗沖擊、抗震、不龜裂用途適用范圍廣等綜合性能理想的要求。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種用于電纜的高性能復合新材料，具有耐火、耐低高溫、耐酸堿腐蝕、抗沖擊、耐磨、耐油、耐水、不開裂的綜合特性，不僅各項力學指標符合電纜材料的要求，強度高，阻燃抗靜電，耐刮擦，而且易于降解，對環境污染小。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于電纜的高性能復合新材料，由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂50-60份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂20-30份、聚碳酸酯8-12份、偏苯三酸三辛酯5-7份、十溴二苯醚4-6份、環氧大豆油5-7份、苯胺甲基三乙氧基硅烷10-12份、細菌纖維素5-10份、納米碳酸鈣3-5份、巰基乙醇4-6份、菠蘿麻纖維1-3份、焦寶石粉5-7份、復合助劑5-10份；

所述復合助劑由以下方法制備：按重量份計，取殼聚糖10-12份、云母粉8-15、高嶺土10-20份、活性炭5-7份、氫氧化鎂1-3份、椰油酰二乙醇胺0.5-1.5份、丙烯酸羥乙酯1.2-1.5份；將殼聚糖溶解于其重量3倍的體積濃度為4％的醋酸水溶液，然后加入云母粉、高嶺土研磨25min，將pH調至中性后依次加入活性炭、氫氧化鎂，75℃攪拌30min；將pH調至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后，高速剪切分散10min，然后噴霧干燥，即可。

所述的用于電纜的高性能復合新材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量份比例稱取原料；

(2)將聚氯乙烯樹脂、聚碳酸酯、偏苯三酸三辛酯、納米碳酸鈣、焦寶石粉加入高速混合機中，55-65℃溫度下進行高速混合15-20分鐘，得混合物A；

(3)將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、十溴二苯醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、復合助劑加入高速混合機中，85-95℃下高速混合5-10分鐘，得混合物B；

(4)將混合物A、混合物B與剩余原料加入高速混合機中，75-85℃下高速混合30-40分鐘；取出后轉入雙螺桿擠出機中，在熔融溫度為200-220℃、螺桿轉速為500-600轉/分鐘下擠出造粒，即可。

與已有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明的用于電纜的高性能復合新材料，具有耐火、耐低高溫、耐酸堿腐蝕、抗沖擊、耐磨、耐油、耐水、不開裂的綜合特性，不僅各項力學指標符合電纜材料的要求，強度高，阻燃抗靜電，耐刮擦，而且易于降解，對環境污染小。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步的說明，但本發明不僅限于這些實施例，在未脫離本發明宗旨的前提下，所作的任何改進均落在本發明的保護范圍之內。

實施例1：

一種用于電纜的高性能復合新材料，由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂50份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂30份、聚碳酸酯8份、偏苯三酸三辛酯5份、十溴二苯醚4份、環氧大豆油5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷10份、細菌纖維素5份、納米碳酸鈣3份、巰基乙醇4份、菠蘿麻纖維1份、焦寶石粉5份、復合助劑5份；

所述復合助劑由以下方法制備：按重量份計，取殼聚糖10份、云母粉8份、高嶺土20份、活性炭5份、氫氧化鎂1份、椰油酰二乙醇胺0.5份、丙烯酸羥乙酯1.2份；將殼聚糖溶解于其重量3倍的體積濃度為4％的醋酸水溶液，然后加入云母粉、高嶺土研磨25min，將pH調至中性后依次加入活性炭、氫氧化鎂，75℃攪拌30min；將pH調至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后，高速剪切分散10min，然后噴霧干燥，即可。

所述的用于電纜的高性能復合新材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量份比例稱取原料；

(2)將聚氯乙烯樹脂、聚碳酸酯、偏苯三酸三辛酯、納米碳酸鈣、焦寶石粉加入高速混合機中，55℃溫度下進行高速混合20分鐘，得混合物A；

(3)將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、十溴二苯醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、復合助劑加入高速混合機中，85℃下高速混合10分鐘，得混合物B；

(4)將混合物A、混合物B與剩余原料加入高速混合機中，75℃下高速混合40分鐘；取出后轉入雙螺桿擠出機中，在熔融溫度為200℃、螺桿轉速為500轉/分鐘下擠出造粒，即可。

本實施例1的復合新材料：熱老化試驗可通過135℃×240h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；耐油性能試驗可通過(2#油)100℃×168h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；低溫沖擊脆化溫度-35℃。

實施例2：

一種用于電纜的高性能復合新材料，由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂55份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂25份、聚碳酸酯10份、偏苯三酸三辛酯6份、十溴二苯醚5份、環氧大豆油6份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11份、細菌纖維素8份、納米碳酸鈣4份、巰基乙醇5份、菠蘿麻纖維2份、焦寶石粉6份、復合助劑8份；

所述復合助劑由以下方法制備：按重量份計，取殼聚糖11份、云母粉10份、高嶺土15份、活性炭6份、氫氧化鎂2份、椰油酰二乙醇胺1.0份、丙烯酸羥乙酯1.3份；將殼聚糖溶解于其重量3倍的體積濃度為4％的醋酸水溶液，然后加入云母粉、高嶺土研磨25min，將pH調至中性后依次加入活性炭、氫氧化鎂，75℃攪拌30min；將pH調至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后，高速剪切分散10min，然后噴霧干燥，即可。

所述的用于電纜的高性能復合新材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量份比例稱取原料；

(2)將聚氯乙烯樹脂、聚碳酸酯、偏苯三酸三辛酯、納米碳酸鈣、焦寶石粉加入高速混合機中，60℃溫度下進行高速混合18分鐘，得混合物A；

(3)將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、十溴二苯醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、復合助劑加入高速混合機中，90℃下高速混合8分鐘，得混合物B；

(4)將混合物A、混合物B與剩余原料加入高速混合機中，780℃下高速混合35分鐘；取出后轉入雙螺桿擠出機中，在熔融溫度為210℃、螺桿轉速為550轉/分鐘下擠出造粒，即可。

本實施例2的復合新材料：熱老化試驗可通過135℃×262h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；耐油性能試驗可通過(2#油)100℃×180h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；低溫沖擊脆化溫度-55℃。

實施例3：

一種用于電纜的高性能復合新材料，由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯樹脂60份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂20份、聚碳酸酯12份、偏苯三酸三辛酯7份、十溴二苯醚6份、環氧大豆油7份、苯胺甲基三乙氧基硅烷12份、細菌纖維素10份、納米碳酸鈣5份、巰基乙醇6份、菠蘿麻纖維3份、焦寶石粉7份、復合助劑10份；

所述復合助劑由以下方法制備：按重量份計，取殼聚糖12份、云母粉15份、高嶺土10份、活性炭7份、氫氧化鎂3份、椰油酰二乙醇胺1.5份、丙烯酸羥乙酯1.5份；將殼聚糖溶解于其重量3倍的體積濃度為4％的醋酸水溶液，然后加入云母粉、高嶺土研磨25min，將pH調至中性后依次加入活性炭、氫氧化鎂，75℃攪拌30min；將pH調至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后，高速剪切分散10min，然后噴霧干燥，即可。

所述的用于電纜的高性能復合新材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按上述重量份比例稱取原料；

(2)將聚氯乙烯樹脂、聚碳酸酯、偏苯三酸三辛酯、納米碳酸鈣、焦寶石粉加入高速混合機中，65℃溫度下進行高速混合15分鐘，得混合物A；

(3)將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂、十溴二苯醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、復合助劑加入高速混合機中，95℃下高速混合5分鐘，得混合物B；

(4)將混合物A、混合物B與剩余原料加入高速混合機中，85℃下高速混合30分鐘；取出后轉入雙螺桿擠出機中，在熔融溫度為220℃、螺桿轉速為600轉/分鐘下擠出造粒，即可。

本實施例3的復合新材料：熱老化試驗可通過135℃×255h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；耐油性能試驗可通過(2#油)100℃×172h(拉伸強度變化率、斷裂伸長率變化率±20％)；低溫沖擊脆化溫度-50℃。