專利名稱：一種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電纜料，尤其是涉及到在大截面電纜上使用的抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的配方。
背景技術(shù)：
目前在一些要求阻燃性高、二次危害小的場合如地鐵、艦船、電站、高層建筑等各種人煙密集公共場所，都要求使用低煙無鹵電纜材料。市面上的低煙無鹵材料多采用聚乙烯、EVA類基料添加無機(jī)阻燃劑的方法來達(dá)到性能與阻燃效果的平衡；相對(duì)于不同的樹脂基材，無機(jī)阻燃劑添加量可在50-65%之間。高填充造就了材料良好的阻燃性能，但同時(shí)降低了材料的機(jī)械物理性能及加工性能。導(dǎo)致材料在使用過程中出現(xiàn)加工困難、成纜后機(jī)械物理性能下降嚴(yán)重，在惡劣條件下容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
低煙無鹵材料發(fā)展至今，仍會(huì)在不同場合出現(xiàn)成纜后電纜開裂現(xiàn)象，這也是其至今仍無法完全取代PVC、PE護(hù)套材料的一個(gè)重要原因。盡管通過交聯(lián)的方式可改善材料的開裂性能，但由于線纜標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝與成本的制約，完全交聯(lián)的方式不具備實(shí)用性和通用性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對(duì)低煙無鹵材料進(jìn)行硅烷微交聯(lián)反應(yīng)，生產(chǎn)一種能夠保證材料的熱塑性流動(dòng)性性能，同時(shí)顯著提高材料的機(jī)械物理性能、抗開裂性能的低煙無鹵電纜材料。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，包括的成分及質(zhì)量份是
a)基體樹脂100
其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25 65
茂金屬線性低密度聚乙烯1(Γ40
界面相容劑10 35
b)阻燃劑160
其中氫氧化鋁6(Tl20
氫氧化鎂40 100
c)潤滑劑(Γ2
d)抗氧劑O. 5 2. 5
e)硅烷偶聯(lián)劑O. 05 O. 15
f)引發(fā)劑O. 01 O. 03
g)催化劑0.01-0.03
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量大于或等于26%。
所述的抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，包括的成分及質(zhì)量份是
a)基體樹脂100
其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 35飛5
茂金屬線性低密度聚乙烯 15 30
界面相容劑
b)阻燃劑
其中氫氧化鋁
氫氧化鎂
c)潤滑劑
d)抗氧劑
e)娃燒偶聯(lián)劑
f)引發(fā)劑
g)催化劑
所述茂金屬線性低密度聚乙烯的熔指為2-4。
所述界面相容劑是聚乙烯與醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己稀以及辛稀中的任一種單體共聚物的馬來酸酐接枝物，或者是乙烯與醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、 丁烯、己稀以及辛稀中的任一種單體共聚物的馬來酸酐接枝物。
所述氫氧化招、氫氧化鎂粒徑小于2 μ m。
所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、聚乙烯蠟中的一種。
所述抗氧劑為1010，化學(xué)名稱為四[β - (3’，5’一二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷Α-151，化學(xué)名稱為乙烯基三乙氧基硅烷。
所述引發(fā)劑為DCP，化學(xué)名稱為過氧化二異丙苯。
所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。
所述氫氧化鋁是經(jīng)表面改性劑改 性的化學(xué)法氫氧化鋁，為平均粒徑1. 0-1. 6 μ m 的化學(xué)法氫氧化鋁經(jīng)攪拌，加入重量比為1-1. 5%的甲基乙烯基硅氧烷或鈦酸酯類表面改性劑反應(yīng)后的產(chǎn)物。
本發(fā)明采用硅烷交聯(lián)二步法的工藝進(jìn)行生產(chǎn)a、對(duì)基體樹脂進(jìn)行硅烷接枝；b、將接枝后的基體樹脂、阻燃劑、抗氧劑、潤滑劑、催化劑等共同共混造粒，制成成品粒子。此工藝保證了基體樹脂的硅烷接枝率比較均勻，同時(shí)在加工過程加入催化劑保證材料在客戶使用前有足夠的時(shí)間進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。
本發(fā)明的有益效果是
(I)本發(fā)明選用的基體樹脂為使用硅烷偶聯(lián)劑微接枝的聚乙烯與乙烯醋酸乙烯酯共聚物，微接枝保證了材料的加工流動(dòng)性，同時(shí)通過微交聯(lián)可提高材料的機(jī)械物理性能、耐熱性與抗開裂性能。
(2)本發(fā)明不同于現(xiàn)階段市場上的硅烷交聯(lián)低煙無鹵料。硅烷交聯(lián)低煙無鹵料需在配方中加入脫水劑，對(duì)原材料吸附水含量也要進(jìn)行嚴(yán)格控制以防過早交聯(lián)發(fā)生，所以生產(chǎn)工序相對(duì)復(fù)雜；而本發(fā)明除基料接枝外，其余均可使用普通低煙無鹵材料的原材料(由于材料的交聯(lián)度低，材料的配方及原材料使用也相對(duì)簡單)、工藝進(jìn)行生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存。15 25 160 60 120 40 100 O. 5 1. 5O. 01 O. 02 O. 01 O. 0具體實(shí)施方式
本發(fā)明以硅烷微接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、界面相容劑為基體樹脂，采用氫氧化鋁、氫氧化鎂做阻燃劑，加入抗氧劑、潤滑劑、有機(jī)錫類催化劑組成的低煙無鹵聚烯烴電纜料配方。用該配方制備的電纜料試驗(yàn)品滿足JB/T10707-2007護(hù)套料的各項(xiàng)性能要求及EN50290-2-27-2002的熱沖擊要求；制成的大截面電纜通過GB/T2951. 31-2008 的熱開裂試驗(yàn)，完全符合要求。
所述氫氧化鋁的表面改性，是平均粒徑1. 0-1. 6 μ m的化學(xué)法氫氧化鋁，經(jīng)攪拌 (優(yōu)選高速攪拌)，加入重量比為1-1. 5%的甲基乙烯基硅氧烷或鈦酸酯類表面改性劑，充分均勻反應(yīng)后的產(chǎn)物。為常規(guī)的氫氧化鋁表面改性工藝。
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1 :
按質(zhì)量份數(shù)稱取
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量大于26%，)50，茂金屬線性低密度聚乙烯30，界面相容劑(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物)20，硅烷偶聯(lián)劑A-1510. 1， DCP0. 02，氫氧化鋁100，氫氧化鎂60，硬脂酸鎂1，抗氧劑10101. 5，二月桂酸二丁基錫O. 01 ; 氫氧化招、氫氧化鎂平均粒徑為1. 5 μ m。
先將樹脂基材、DCP、硅烷偶聯(lián)劑拌勻，在雙螺桿中進(jìn)行接枝反應(yīng)；再將接枝好的基體樹脂與氫氧化鎂、氫氧化鋁、硬脂酸鎂、抗氧劑、催化劑在密煉機(jī)中混合均勻后，經(jīng)過雙螺桿、單螺桿雙節(jié)擠出造粒；
按上述配方和工藝制備的微交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其測試數(shù)據(jù)是
拉伸強(qiáng)度12. 6MPa，斷裂伸長率210%, 90°C X4h熱變形1. 2%，150。。X Ih熱沖擊 通過，極限氧指數(shù)35%，比重1. 46g/cm3，試樣經(jīng)110±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率變化率小于25%。
實(shí)施例2
按質(zhì)量份數(shù)稱取
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量大于26%，) 25，茂金屬線性低密度聚乙烯40，界面相容劑(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物)10，硅烷偶聯(lián)劑 A-1510. 15，DCP0. 02，氫氧化鋁100，氫氧化鎂60，硬脂酸鎂1，抗氧劑10101. 5，二月桂酸二丁基錫O. 01 ；
氫氧化鋁、氫氧化鎂平均粒徑1. O μ m。
先將樹脂基材、DCP、硅烷偶聯(lián)劑拌勻，在雙螺桿中進(jìn)行接枝反應(yīng)；再將接枝好的基體樹脂與氫氧化鎂、氫氧化鋁、硬脂酸鎂、抗氧劑、催化劑在密煉機(jī)中混合均勻后，經(jīng)過雙螺桿、單螺桿雙節(jié)擠出造粒；
按上述配方和工藝 制備的微交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其測試數(shù)據(jù)是
拉伸強(qiáng)度12. 3MPa，斷裂伸長率213%, 90°C X4h熱變形1. 1%，150。。X Ih熱沖擊 通過，極限氧指數(shù)33%，比重1.46g/cm3，試樣經(jīng)110±2°C X168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率變化率小于23%。
實(shí)施例3:
按質(zhì)量份數(shù)稱取
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量大于26%，)50，茂金屬線性低密度聚乙烯30，界面相容劑(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物)20，硅烷偶聯(lián)劑A-1510. 1， DCP0. 02,氫氧化招100,氫氧化鎂60,硬脂酸鎂I,抗氧劑10101. 5, 二月桂酸二丁基錫 O. 01 ；
氫氧化招、氫氧化鎂粒徑1. 5 μ m。
先將樹脂基材、DCP、硅烷偶聯(lián)劑拌勻，在雙螺桿中進(jìn)行接枝反應(yīng)；再將接枝好的基體樹脂與氫氧化鎂、氫氧化鋁、硬脂酸鎂、抗氧劑、催化劑在密煉機(jī)中混合均勻后，經(jīng)過雙螺桿、單螺桿雙節(jié)擠出造粒；
按上述配方和工藝制備的微交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其測試數(shù)據(jù)是
拉伸強(qiáng)度12. 8MPa，斷裂伸長率218%, 90°C X4h熱變形1. 4%，150。。X Ih熱沖擊 通過，極限氧指數(shù)37%，比重1.46g/cm3，試樣經(jīng)110±2°C X168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率變化率小于20%。
而常規(guī)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料的測試數(shù)據(jù)是拉伸強(qiáng)度10.8MPa，斷裂伸長率178%，90°C父411熱變形22%，1501 X Ih熱沖擊開裂，極限氧指數(shù)33%，比重1. 46g/cm3， 試樣經(jīng)110±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率變化率小 于20%。
經(jīng)過上述對(duì)比可知，本發(fā)明獲得的電纜料在抗開裂性能及熱變形方面明顯優(yōu)于常規(guī)低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料。
權(quán)利要求
1.一種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，包括的成分及質(zhì)量份是 a)基體樹脂100 其中こ烯-醋酸こ烯酯共聚物 25 65 茂金屬線性低密度聚こ烯 1(T40 界面相容劑10 35 b)阻燃劑160 其中氫氧化鋁6(Tl20 氫氧化鎂4(Tl00 c)潤滑劑(T2 d)抗氧劑0. 5^2. 5 e)硅烷偶聯(lián)劑0. 05 0. 15 f)引發(fā)劑0.01 0.03 g)催化劑0. 01-0. 03 所述こ烯-醋酸こ烯酯共聚物中的醋酸こ烯酯含量大于或等于26%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述的抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，包括的成分及質(zhì)量份是 a)基體樹脂100 其中こ烯-醋酸こ烯酯共聚物 35 55 茂金屬線性低密度聚こ烯 15 30 界面相容劑15 25 b)阻燃劑160 其中氫氧化鋁6(Tl20 氫氧化鎂4(Tl00 c)潤滑劑0. 5 1.5d)抗氧劑2 e)硅烷偶聯(lián)劑廣2 f)引發(fā)劑0.01 0.02 g)催化劑0.01 0.02。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述茂金屬線性低密度聚こ烯的熔指為2-4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述界面相容劑是聚こ烯與醋酸こ烯酯、丙烯酸甲酷、丙烯、丁烯、己稀以及辛稀中的任ー種單體共聚物的馬來酸酐接枝物，或者是こ烯與醋酸こ烯酯、丙烯酸甲酷、丙烯、丁烯、己稀以及辛稀中的任ー種單體共聚物的馬來酸酐接枝物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述氫氧化鋁、氫氧化鎂粒徑小于2 ii m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在干所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、聚こ烯蠟中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述抗氧劑為1010。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述娃燒偶聯(lián)劑為娃燒A-151。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在干所述引發(fā)劑為DCP。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的ー種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述催化劑為二月桂酸ニ丁基錫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料。目的是提供的電纜材料應(yīng)能顯著提高材料的機(jī)械物理性能、抗開裂性能。技術(shù)方案是一種抗開裂熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料，包括的成分及質(zhì)量份是a)基體樹脂100；其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25~65；茂金屬線性低密度聚乙烯10~40；界面相容劑10~35；b)阻燃劑160；其中氫氧化鋁60~120；氫氧化鎂40~100；c)潤滑劑0~2；d)抗氧劑0.5~2.5；e)硅烷偶聯(lián)劑0.05~0.15；f)引發(fā)劑0.01~0.03；g)催化劑0.01-0.03；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量大于或等于26%。
文檔編號(hào)C08L51/06GK103030917SQ201210587360
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者任政 申請(qǐng)人:浙江萬馬高分子材料有限公司