一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材及其制备方法
阅读说明：本技术 一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材及其制备方法 (Electron irradiation crosslinked polypropylene foamed cable sheet and preparation method thereof ) 是由 高英杰 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材,按照重量分数计算,包括以下成分：聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂15～55份、改性纳米石墨烯5～15份、交联剂3～10份、发泡剂5～13份和阻燃剂1～6份。本发明对聚丙烯发泡片材使用的是电子辐照交联的方法,常规对于聚丙烯片材辐照交联时,虽然能够提升聚丙烯与其他材料的交联度,从而获得更好的融合度,但是最终发泡时聚丙烯材料的发泡情况仍然不均匀,而本申请在添加了改性纳米石墨烯之后则解决了这个问题,所制备得到的聚合物具有更好的均匀发泡性。(The invention discloses an electron irradiation crosslinking polypropylene foaming cable sheet, which comprises the following components in percentage by weight: 100 parts of polypropylene resin, 15-55 parts of polyethylene resin, 5-15 parts of modified nano graphene, 3-10 parts of a cross-linking agent, 5-13 parts of a foaming agent and 1-6 parts of a flame retardant. According to the invention, the electron irradiation crosslinking method is used for the polypropylene foamed sheet, and when the polypropylene sheet is subjected to irradiation crosslinking conventionally, although the crosslinking degree of polypropylene and other materials can be improved, so that a better fusion degree is obtained, the foaming condition of the polypropylene material during final foaming is still uneven, the problem is solved after the modified nano graphene is added, and the prepared polymer has better uniform foaming property.)
技术领域
本发明涉及电子辐照领域，具体涉及一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材及其制备方法。
背景技术
电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，目前已被广泛用于各个领域中。无卤电力电缆是一种符合现代安全要求的环保产品，一旦发生火警，电力电缆被燃烧时释放出来的烟雾，是不带毒性及腐蚀性的，因此，对人体及物件的损害可以大大减低。聚丙烯(PP)具有密度小、无毒无臭、耐高温、耐腐蚀等卓越性能、优良的物理机械性能、化学稳定性、以及良好的电绝缘性能，聚丙烯树脂最高使用温度可达130℃，由此开发的聚丙烯发泡材料能够符合在电缆里的应用。发泡PP制品因其良好的热稳定性和尺寸稳定性、较高的韧性、拉伸强度和冲击强度、适宜和柔顺的表面、优异的微波适应性、可降解性、以及环保性而倍受重视。
但是由于聚丙烯熔融时粘度会急剧下降，熔体强度非常低，难以进行发泡成型，因此，通常采用交联工艺来提高体系的熔融粘度，来制备发泡聚丙烯。以往主要是采用化学交联工艺来制备发泡聚丙烯，但此种工艺方法比较复杂，难以对其进行控制。
辐照交联PP发泡电缆材料是在PP原料加入辐照助剂、发泡剂，在电子束或者钴源的作用下交联或支化，从而提其高熔体强度、均匀发泡的方法。但是目前无论是发泡倍率还是材料的力学性能都难以满足市场需要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种力学性能较强、发泡倍率较高的电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材及其制备方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
第一方面，本发明提供一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂15~55份、改性纳米石墨烯5~15份、交联剂3~10份、发泡剂5~13份和阻燃剂1~6份。
优选地，所述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂25~45份、改性纳米石墨烯6~12份、交联剂5~8份、发泡剂6~10份和阻燃剂2~5份。
优选地，所述改性纳米石墨烯的制备方法为：
S1.称取胡椒醛与磺胺嘧啶混合至甲苯中，混合均匀后，加入有机酸催化剂，再次混合均匀，升温至120~125℃，冷凝回流反应12~18h，冷却至室温之后旋蒸除去溶剂，依次进行提纯、洗涤和干燥后，得到中间配位体；其中，胡椒醛、磺胺嘧啶、有机酸催化剂与甲苯的质量比为1:1.4~1.8:0.05~0.1:10~20；
S2.称取纳米石墨烯与去离子水混合，再加入乙烯基三甲氧基硅烷，超声处理1~2h后，静置5~8h，离心收集下层沉淀物，使用纯水洗涤沉淀物三次后干燥处理，得到纳米石墨烯活化材料；其中，纳米石墨烯、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水的质量比为1:0.07~0.14:5~10；
S3.称取纳米石墨烯活化材料与中间配位体混合至N,N-二甲基甲酰胺中，混合均匀后，加入胶体果胶铋，通入氮气作为保护气，在80~100℃下搅拌混合18~24h，过滤出沉淀并使用丙酮和纯水依次洗涤至少三次，减压干燥后，得到改性纳米石墨烯；其中，纳米石墨烯活化材料、中间配位体、胶体果胶铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.2~0.4:0.12~0.25:10~20。
优选地，所述有机酸催化剂为三苯基氧磷、三氟化硼乙醚、对甲苯磺酸中的一种。
优选地，所述交联剂为丙烯酸异辛酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或对甲苯磺酰氨基脲。
优选地，所述阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为2~4:1复配得到。
第二方面，本发明提供一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至160~170℃后，加入改性纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、交联剂、发泡剂和阻燃剂依次加入至有机溶剂中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在60~70℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材。
优选地，所述步骤1中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区115~125℃，二区135~150℃，三区160~185℃，四区190~200℃，五区205~215℃，六区170~180℃。
优选地，所述步骤2中，有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯中的一种。
优选地，所述步骤3中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为95~115℃，二区125~135℃，三区140~155℃，四区160~170℃，五区180~190℃，六区170~180℃。
优选地，所述步骤4中，电子辐照的辐照剂量为2~4KGy。
优选地，所述步骤5中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h。
优选地，所述步骤5中，水平发泡机的温度设置为240~260℃，发泡的时间为2~5min。
本发明的有益效果为：
本发明制备了一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，该片材使用了聚丙烯作为主添加剂，添加了耐低温性和耐老化性更优异一些的聚乙烯树脂作为副添加剂，且聚乙烯与聚丙烯的融合性也更好，解决了纯聚丙烯熔体的强度不足的问题，且对后续的交联度有一定的有益效果，非常适合作为电缆片材的使用。
此外，本发明在电缆片材的制备过程中还加入了改性纳米石墨烯作为填料，改性纳米石墨烯是在纳米石墨烯的基础上进行改进后得到的，改性后的纳米石墨烯具有更加优异的融合性且能够改善聚丙烯材料的力学性能，能够改善聚丙烯的交联度，所制备的发泡片材具有更强的力学性能且发泡的气孔更加均匀。
本发明对聚丙烯发泡片材使用的是电子辐照交联的方法，常规对于聚丙烯片材辐照交联时，虽然能够提升聚丙烯与其他材料的交联度，从而获得更好的融合度，但是最终发泡时聚丙烯材料的发泡情况仍然不均匀，而本申请在添加了改性纳米石墨烯之后则解决了这个问题，所制备得到的聚合物具有更好的均匀发泡性。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
目前市场上的聚丙烯发泡技术虽然很多，但是真正能够做的好的产品其实并不多。聚丙烯属结晶型聚合物，在结晶熔点以下几乎不流动，但结晶熔点以上则熔体粘度急剧变小，较低的熔体强度无法保证起泡增长时泡孔壁所承受的拉伸应力的作用，导致气泡发生塌陷和破裂，发泡过程产生的气体很难被包住，这就导致了发泡过程很难控制，得到的发泡产品也武大达到预期。
为了解决这个问题，使用聚乙烯掺杂聚丙烯共混制备发泡材料在市场上是有应用的，聚乙烯的添加虽然能够提升聚丙烯的熔体强度，但是制备出的发泡片却常常出现弹性能低的缺陷，这就严重阻碍了其作为一个发泡片的应用，且采用聚乙烯掺杂聚丙烯共混制备的发泡材料发泡孔分布不均且大小不一。
本发明为了解决这个缺陷，在聚丙烯的原料中加入了自制的改性纳米石墨烯，改性纳米石墨烯是以纳米石墨烯为基料，通过使用有机铋配合物的包覆制备得到。纳米石墨烯本身具有很高的力学强度，但是其分散性较差，且在塑料中添加使用后并未发现对发泡有很大的改善；发明人发现金属铋在合金中能够具有非常优异的耐冲击性和保持管材平滑光洁的作用，尝试将金属铋用于塑料产品中使用，但是金属铋分散性较差且对塑料产品性能的提升非常有限，之后使用有机铋进行尝试，有机铋安全环保且具有优异的稳定性，能够更加容易分散。本发明使用有机铋与配位体形成铋的配位化合物，然后将铋的配位化合物对石墨烯进行包覆处理，配位体选择的是胡椒醛与磺胺嘧啶反应得到的配位体，然后使用该配位体与有机铋复合形成铋配位化合物于纳米石墨烯材料上，从而得到改性纳米石墨烯。
本发明在将制备的改性纳米石墨烯掺杂至聚丙烯树脂中作为填料后，发现最终经过电子辐照和发泡后得到的片材能够在保持较好力学性能的同时，还具有更加均匀的气泡，说明改性纳米石墨烯的添加起到了较好的效果，猜测可能是铋的配位化合物所带来的效果。其中，铋的配位化合物制备原理可能为：配位体的制备过程中，胡椒醛中的醛基与磺胺嘧啶中氨基在有机酸催化剂的作用下合成亚胺基配位体，有机铋中的金属铋与亚胺基配位体进行接枝交联形成铋的配位化合物。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂35份、改性纳米石墨烯10份、丙烯酸异辛酯7份、偶氮二甲酰胺8份和阻燃剂4份。
阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为3:1复配得到。
改性纳米石墨烯的制备方法为：
S1.称取胡椒醛与磺胺嘧啶混合至甲苯中，混合均匀后，加入三苯基氧磷，再次混合均匀，升温至120~125℃，冷凝回流反应12~18h，冷却至室温之后旋蒸除去溶剂，依次进行提纯、洗涤和干燥后，得到中间配位体；其中，胡椒醛、磺胺嘧啶、三苯基氧磷与甲苯的质量比为1:1.6:0.08:15；
S2.称取纳米石墨烯与去离子水混合，再加入乙烯基三甲氧基硅烷，超声处理1~2h后，静置5~8h，离心收集下层沉淀物，使用纯水洗涤沉淀物三次后干燥处理，得到纳米石墨烯活化材料；其中，纳米石墨烯、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水的质量比为1:0.09:8；
S3.称取纳米石墨烯活化材料与中间配位体混合至N,N-二甲基甲酰胺中，混合均匀后，加入胶体果胶铋，通入氮气作为保护气，在80~100℃下搅拌混合18~24h，过滤出沉淀并使用丙酮和纯水依次洗涤至少三次，减压干燥后，得到改性纳米石墨烯；其中，纳米石墨烯活化材料、中间配位体、胶体果胶铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.3:0.18:15。
上述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至165℃后，加入改性纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；其中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区120℃，二区142℃，三区175℃，四区192℃，五区108℃，六区175℃。
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、丙烯酸异辛酯、偶氮二甲酰胺和阻燃剂依次加入至乙醇中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；其中，乙醇与聚乙烯树脂质量比为1:0.2。
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在65℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；其中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为103℃，二区128℃，三区147℃，四区165℃，五区185℃，六区175℃。
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；其中，电子辐照的辐照剂量为3KGy。
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材；其中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h，水平发泡机的温度设置为250℃，发泡的时间为3min。
实施例2
一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂15份、改性纳米石墨烯5份、季戊四醇三丙烯酸酯3份、对甲苯磺酰氨基脲5份和阻燃剂1份。
阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为2:1复配得到。
改性纳米石墨烯的制备方法为：
S1.称取胡椒醛与磺胺嘧啶混合至甲苯中，混合均匀后，加入三氟化硼乙醚，再次混合均匀，升温至120~125℃，冷凝回流反应12~18h，冷却至室温之后旋蒸除去溶剂，依次进行提纯、洗涤和干燥后，得到中间配位体；其中，胡椒醛、磺胺嘧啶、三氟化硼乙醚与甲苯的质量比为1:1.4~1.8:0.05~0.1:10~20；
S2.称取纳米石墨烯与去离子水混合，再加入乙烯基三甲氧基硅烷，超声处理1~2h后，静置5~8h，离心收集下层沉淀物，使用纯水洗涤沉淀物三次后干燥处理，得到纳米石墨烯活化材料；其中，纳米石墨烯、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水的质量比为1:0.07:5；
S3.称取纳米石墨烯活化材料与中间配位体混合至N,N-二甲基甲酰胺中，混合均匀后，加入胶体果胶铋，通入氮气作为保护气，在80~100℃下搅拌混合18~24h，过滤出沉淀并使用丙酮和纯水依次洗涤至少三次，减压干燥后，得到改性纳米石墨烯；其中，纳米石墨烯活化材料、中间配位体、胶体果胶铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.2:0.12:10。
上述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至160℃后，加入改性纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；其中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区115℃，二区135℃，三区160℃，四区190℃，五区205℃，六区170℃。
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、季戊四醇三丙烯酸酯、对甲苯磺酰氨基脲和阻燃剂依次加入至丙酮中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；其中，丙酮与聚乙烯树脂质量比为1:0.2。
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在70℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；其中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为115℃，二区135℃，三区155℃，四区170℃，五区190℃，六区180℃。
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；其中，电子辐照的辐照剂量为2KGy。
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材；其中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h，水平发泡机的温度设置为240℃，发泡的时间为2min。
实施例3
一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂55份、改性纳米石墨烯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、偶氮二甲酰胺13份和阻燃剂6份。
阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为2~4:1复配得到。
改性纳米石墨烯的制备方法为：
S1.称取胡椒醛与磺胺嘧啶混合至甲苯中，混合均匀后，加入对甲苯磺酸，再次混合均匀，升温至120~125℃，冷凝回流反应12~18h，冷却至室温之后旋蒸除去溶剂，依次进行提纯、洗涤和干燥后，得到中间配位体；其中，胡椒醛、磺胺嘧啶、对甲苯磺酸与甲苯的质量比为1:1.8:0.1:20；
S2.称取纳米石墨烯与去离子水混合，再加入乙烯基三甲氧基硅烷，超声处理1~2h后，静置5~8h，离心收集下层沉淀物，使用纯水洗涤沉淀物三次后干燥处理，得到纳米石墨烯活化材料；其中，纳米石墨烯、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水的质量比为1:0.14:10；
S3.称取纳米石墨烯活化材料与中间配位体混合至N,N-二甲基甲酰胺中，混合均匀后，加入胶体果胶铋，通入氮气作为保护气，在80~100℃下搅拌混合18~24h，过滤出沉淀并使用丙酮和纯水依次洗涤至少三次，减压干燥后，得到改性纳米石墨烯；其中，纳米石墨烯活化材料、中间配位体、胶体果胶铋与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.4:0.25:20。
上述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至160~170℃后，加入改性纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；其中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区115~125℃，二区135~150℃，三区160~185℃，四区190~200℃，五区205~215℃，六区170~180℃。
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺和阻燃剂依次加入至甲苯中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；其中，甲苯与聚乙烯树脂质量比为1:0.2。
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在60~70℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；其中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为95~115℃，二区125~135℃，三区140~155℃，四区160~170℃，五区180~190℃，六区170~180℃。
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；其中，电子辐照的辐照剂量为2~4KGy。
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材；其中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h，水平发泡机的温度设置为240~260℃，发泡的时间为2~5min。
对比例1
一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂35份、纳米石墨烯10份、丙烯酸异辛酯7份、偶氮二甲酰胺8份和阻燃剂4份。
阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为3:1复配得到。
上述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至165℃后，加入纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；其中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区120℃，二区142℃，三区175℃，四区192℃，五区108℃，六区175℃。
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、丙烯酸异辛酯、偶氮二甲酰胺和阻燃剂依次加入至乙醇中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；其中，乙醇与聚乙烯树脂质量比为1:0.2。
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在65℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；其中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为103℃，二区128℃，三区147℃，四区165℃，五区185℃，六区175℃。
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；其中，电子辐照的辐照剂量为3KGy。
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材；其中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h，水平发泡机的温度设置为250℃，发泡的时间为3min。
对比例2
一种电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材，按照重量分数计算，包括以下成分：
聚丙烯树脂100份、聚乙烯树脂35份、改性纳米石墨烯10份、丙烯酸异辛酯7份、偶氮二甲酰胺8份和阻燃剂4份。
阻燃剂为对氨基苯硼酸与氢氧化镁按照质量比为3:1复配得到。
改性纳米石墨烯的制备方法为：
S1.称取胡椒醛与磺胺嘧啶混合至甲苯中，混合均匀后，加入三苯基氧磷，再次混合均匀，升温至120~125℃，冷凝回流反应12~18h，冷却至室温之后旋蒸除去溶剂，依次进行提纯、洗涤和干燥后，得到中间配位体；其中，胡椒醛、磺胺嘧啶、三苯基氧磷与甲苯的质量比为1:1.6:0.08:15；
S2.称取纳米石墨烯与去离子水混合，再加入乙烯基三甲氧基硅烷，超声处理1~2h后，静置5~8h，离心收集下层沉淀物，使用纯水洗涤沉淀物三次后干燥处理，得到纳米石墨烯活化材料；其中，纳米石墨烯、乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水的质量比为1:0.09:8；
S3.称取纳米石墨烯活化材料与中间配位体混合至N,N-二甲基甲酰胺中，混合均匀后，通入氮气作为保护气，在80~100℃下搅拌混合18~24h，过滤出沉淀并使用丙酮和纯水依次洗涤至少三次，减压干燥后，得到改性纳米石墨烯；其中，纳米石墨烯活化材料、中间配位体与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:0.3:15。
上述电子辐照交联聚丙烯发泡电缆片材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按量称取聚丙烯树脂置于高温搅拌机中，升温至165℃后，加入改性纳米石墨烯，混合搅拌均匀后置于双螺杆挤出造粒机中造粒，得到改性聚丙烯树脂母粒；其中，双螺杆挤出造粒机的工作温度控制范围为：一区120℃，二区142℃，三区175℃，四区192℃，五区108℃，六区175℃。
步骤2，按量称取聚乙烯树脂、丙烯酸异辛酯、偶氮二甲酰胺和阻燃剂依次加入至乙醇中，搅拌混合均匀后，减压除去溶剂，得到混合分散物；其中，乙醇与聚乙烯树脂质量比为1:0.2。
步骤3，将改性聚丙烯树脂母粒与混合分散物加入至高温搅拌机中，在65℃的条件下混合均匀，置于双螺杆挤出压片机中压片，得到预交联聚乙烯发泡片材；其中，双螺杆挤出压片机的工作温度控制范围为：加热一区为103℃，二区128℃，三区147℃，四区165℃，五区185℃，六区175℃。
步骤4，将预交联聚乙烯片材置于电子辐照加速器内进行电子辐照处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯；其中，电子辐照的辐照剂量为3KGy。
步骤5，将电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯置于水平发泡机内进行发泡处理，之后依次进行定型、分切和收卷处理，得到电子辐照交联聚乙烯发泡片材；其中，电子辐照交联聚乙烯发泡片材粗坯在进行发泡前置于阴凉干燥处静置10~12h，水平发泡机的温度设置为250℃，发泡的时间为3min。
为了更加清楚地说明本发明，将本发明实施例1~3以及对比例1~2制备得到的聚丙烯发泡片材制备成厚度为(2±0.01)mm的材料进行性能上的检测比较，其中，泡孔均匀度是根据观察比较不同材料的泡孔的大小以及排列均匀程度，泡孔大小均匀且排列均匀为优，泡孔大小部分不均匀或排列部分不均匀为良，泡孔大小不一且排列参差不齐为差；拉伸强度、断裂伸长率根据标准ISO-527进行检测，冲击强度根据标准ISO-180进行检测，弯曲强度根据标准ISO-178进行检测，热变形温度根据标准ISO-75-1进行检测。
结果如表1所示。
表1不同聚丙烯发泡片材的性能比较
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
对比例2
泡孔均匀度
优
优
优
差
良
泡孔平均直径（mm）
0.062
0.064
0.059
0.086
0.042
泡孔密度（×108个/cm3）
8.0
7.9
8.3
6.7
8.5
拉伸强度（MPa）
25.2
22.7
24.6
17.5
24.1
断裂伸长率（%）
326
342
335
287
316
冲击强度（KJ/m2）
48.3
45.2
47.9
32.8
46.4
弯曲强度（MPa）
27.8
24.9
26.5
20.3
25.8
热变形温度（℃）
151
142
145
132
140
由表1中能够看出，本发明实施例1~3具有更好的泡孔均匀度以及更优异的力学强度（包括拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度），此外，在热变形温度上也得到了提升，能够提升对电缆的保护性，非常适合在电缆材料中的应用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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