本發(fā)明屬于光纜材料制備，具體涉及一種納米改性聚乙烯光纜護套材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，通訊行業(yè)高速發(fā)展，光纜需求逐步增大。然而通訊光纜通常處于潮濕環(huán)境，易造成金屬帶保護層氧化腐蝕，光纖信號失真，為了提高光纖信號可信度和使用年限，通常將金屬帶上、下表面與熱熔膠加熱貼合形成金屬-塑料復(fù)合帶進行鎧裝、屏蔽，并用外防護層（護套料）對其進行保護。

2、作為光纜外保護層的護套料對光纜及金屬-塑料屏蔽層使用壽命有著重要的影響。光纜因安裝位置不同，對防護層性能要求不同，對于鋪設(shè)在地下或者管道的光纖光纜，要求護套具有優(yōu)異的機械性能、安裝方便，從而滿足光纖信號正常傳輸，而對于安裝在高樓大廈室內(nèi)的光纖和架空光纜，不僅需具備良好的力學(xué)性能，還要能夠防火阻燃。因此光纜生產(chǎn)者和用戶應(yīng)充分研究了解不同護套材料的功能、工藝差異。

3、聚乙烯（pe）和聚氯乙烯（pvc）在阻燃光纜護套料中應(yīng)用最廣泛，其中pvc價格便宜，易加工，多用于架空光纜的防火絕緣和護套阻燃材料中，但pvc護套料在遇到自然火災(zāi)時燃燒，會釋放有毒氣體及濃煙，危及健康和安全。聚乙烯(pe)因化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、介電損耗低、介電強度大，因而在通訊光纖光纜絕緣材料和護套材料中迅速發(fā)展。但pe易燃，發(fā)生火災(zāi)時，安裝在室內(nèi)的光纖光纜會引起二次起火，對人們的生命財產(chǎn)造成威脅。且與無機填料不相容的性能導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。因此，提高無機阻燃劑與有機基體的相容性、增強線纜材料的強度是開發(fā)高性能的pe基電纜護套材料的必要前提。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提到的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種納米改性聚乙烯光纜護套材料及其制備方法，通過添加改性尼龍纖維和復(fù)合阻燃劑，賦予材料良好的力學(xué)性能和阻燃性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種納米改性聚乙烯光纜護套材料，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯?80~100份、eva樹脂25~40份、改性尼龍纖維10~15份、復(fù)合阻燃劑5~8份、抗氧劑0.1~1份、偶聯(lián)劑0.1~2份、潤滑劑0.5~5份；

4、所述改性尼龍纖維為改性二硫化鉬增強聚酰胺6纖維，所述改性二硫化鉬為二硫化鉬表面修飾多巴胺后接枝納米二氧化硅；

5、所述復(fù)合阻燃劑為以鎂鋁雙氫氧化物為核、馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物為殼、p-n阻燃劑分布核殼內(nèi)的核殼阻燃劑。

6、進一步優(yōu)選地，所述改性尼龍纖維的制備方法包括以下步驟：

7、（1）將三（羥甲基）氨基甲烷溶于去離子水中，加入0.1mol/l鹽酸調(diào)節(jié)ph至8~9，然后將鹽酸多巴胺加入上述溶液中攪拌混合均勻，再加入二硫化鉬粉末，攪拌混合后超聲處理2~4h，并在60℃下反應(yīng)24h，將產(chǎn)物離心洗滌過濾后干燥，得到聚多巴胺改性的二硫化鉬；

8、（2）將納米二氧化硅粉末加入無水乙醇和去離子水的按體積比10:1混合的混合液中，攪拌均勻后超聲分散1~2h，得到納米二氧化硅分散液，然后將3-氨丙基三甲氧基硅烷加入分散液中，攪拌加熱至80℃反應(yīng)3~5h，離心洗滌過濾后干燥，得到硅烷改性納米二氧化硅；

9、（3）將聚多巴胺改性的二硫化鉬加入到n,n-二甲基甲酰胺中超聲處理20~40min，形成均勻的懸浮液，然后將步驟s2得到的硅烷改性納米二氧化硅加入上述懸浮液中，再次超聲處理20~40min，然后加熱至100~110℃，攪拌反應(yīng)4~6h，產(chǎn)物離心洗滌過濾后干燥，得到所述改性二硫化鉬；

10、（4）按比例與聚酰胺6切片共混，在高速紡絲機上，一步法制備改性尼龍纖維，熔融、紡絲溫度為260~280℃，牽伸比1.25，卷繞速度為4500m/min。

11、進一步優(yōu)選地，步驟（1）中鹽酸多巴胺和二硫化鉬的質(zhì)量比為1：10~15。

12、進一步優(yōu)選地，步驟（2）中納米二氧化硅粉末和3-氨丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比12~15:1。

13、進一步優(yōu)選地，步驟（3）中聚多巴胺改性的二硫化鉬和硅烷改性納米二氧化硅的質(zhì)量比為3~5:1。

14、進一步優(yōu)選地，復(fù)合阻燃劑的制備方法包括以下步驟：

15、a、將硝酸鎂粉末與硝酸鋁粉末溶于去離子水中，加入1.5mol/l氫氧化鈉溶液并快速攪拌，直至產(chǎn)生白色沉淀后再在常溫下反應(yīng)1h，然后向溶液中加入甲苯，超聲1h，然后加入濃鹽酸以及3-氨丙基三乙氧基硅烷，超聲攪拌1h后轉(zhuǎn)入水浴鍋，在90℃下反應(yīng)24h，冷卻至室溫，用乙醇超聲洗滌三次，抽濾，在60℃下干燥16~20h，得鎂鋁層狀雙氫氧化物；

16、b、將peg按照質(zhì)量比1：5溶解在無水乙醇得到peg乙醇溶液，然后將鎂鋁層狀雙氫氧化物粉末和peg乙醇溶液混合20~30min，過濾洗滌烘干，得到peg處理的鎂鋁層狀雙氫氧化物；

17、c、將馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物放入開煉機中熔化，加入peg處理的鎂鋁層狀雙氫氧化物、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺，?185~195℃熔融混合5~10min，得到所述核殼阻燃劑。

18、進一步優(yōu)選地，步驟a中硝酸鎂和硝酸鋁的摩爾比為2：1。

19、進一步優(yōu)選地，步驟b中鎂鋁層狀雙氫氧化物粉末和peg乙醇溶液的固液比為1:5~8。

20、進一步優(yōu)選地，步驟c中馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、peg處理的鎂鋁層狀雙氫氧化物、聚磷酸銨、季戊四醇和三聚氰胺的質(zhì)量比為4：1：0.5：0.2：0.2。

21、一種納米改性聚乙烯光纜護套材料的制備方法，包括以下步驟：

22、s1、將高密度聚乙烯、eva樹脂、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑加入高混鍋中充分混合10~20min，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機熔融、塑化、共混，擠出造粒得到聚合物顆粒；

23、s2、將聚合物顆粒與改性尼龍纖維、復(fù)合阻燃劑加入高混鍋中進行預(yù)混，然后將混合物經(jīng)雙螺桿擠出機熔融、共混后擠出造粒，干燥后得到納米改性聚乙烯光纜護套材料。

24、本發(fā)明的有益效果：

25、本發(fā)明通過二硫化鉬表面修飾多巴胺后接枝納米二氧化硅，在通過改性二硫化鉬對聚酰胺6進行增強，得到改性尼龍纖維，提高了尼龍纖維的強度以及耐磨性，將其添加至聚乙烯材料中，可以明顯提高材料的拉伸強度和抗沖擊強度。本發(fā)明復(fù)合阻燃劑采用馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物包覆鎂鋁雙氫氧化物形成核殼結(jié)構(gòu)，提高了無機阻燃劑在聚合物基體中的分散效果，同時將p-n阻燃劑通過共混的方式摻雜在馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物殼體中，能夠與無機阻燃劑協(xié)同阻燃相互促進，可賦予材料良好的阻燃性能。

技術(shù)特征：

1.一種納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，包括以下重量份原料：高密度聚乙烯80～100份、eva樹脂25～40份、改性尼龍纖維10～15份、復(fù)合阻燃劑5～8份、抗氧劑0.1～1份、偶聯(lián)劑0.1～2份、潤滑劑0.5～5份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述改性尼龍纖維的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟(1)中鹽酸多巴胺和二硫化鉬的質(zhì)量比為1：10～15。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟(2)中納米二氧化硅粉末和3-氨丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量比12～15:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟(3)中聚多巴胺改性的二硫化鉬和硅烷改性納米二氧化硅的質(zhì)量比為3～5:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述復(fù)合阻燃劑的制備方法包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟a中硝酸鎂和硝酸鋁的摩爾比為2：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟b中鎂鋁層狀雙氫氧化物粉末和peg乙醇溶液的固液比為1:5～8。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米改性聚乙烯光纜護套材料，其特征在于，所述步驟c中馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、peg處理的鎂鋁層狀雙氫氧化物、聚磷酸銨、季戊四醇和三聚氰胺的質(zhì)量比為4：1：0.5：0.2：0.2。

10.一種如權(quán)利要求1～9任一項所述納米改性聚乙烯光纜護套材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光纜材料制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種納米改性聚乙烯光纜護套材料及其制備方法，納米改性聚乙烯光纜護套材料包括以下重量份原料：高密度聚乙烯80～100份、EVA樹脂25～40份、改性尼龍纖維10～15份、復(fù)合阻燃劑5～8份、抗氧劑0.1～1份、偶聯(lián)劑0.1～2份、潤滑劑0.5～5份，改性尼龍纖維為改性二硫化鉬增強聚酰胺6纖維，改性二硫化鉬為二硫化鉬表面修飾多巴胺后接枝納米二氧化硅，復(fù)合阻燃劑為以鎂鋁雙氫氧化物為核、馬來酸酐接枝苯乙烯?乙烯?丁二烯?苯乙烯嵌段共聚物為殼、P?N阻燃劑分布核殼內(nèi)的核殼阻燃劑，本發(fā)明通過添加改性尼龍纖維和復(fù)合阻燃劑，賦予聚乙烯光纜護套材料良好的力學(xué)性能和阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：林凡,陳建國,王成,陳建楠
受保護的技術(shù)使用者：江蘇多美仕光電通信有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6