本發(fā)明涉及電纜用材料領(lǐng)域，具體為一種抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加快、工業(yè)化水平的提升以及國(guó)家對(duì)安全環(huán)保要求的不斷提高，阻燃電纜料在電纜行業(yè)中呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)的需求趨勢(shì)，并在眾多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2、阻燃電纜料的制備主要是通過(guò)添加阻燃劑來(lái)提升電纜的阻燃性能。在實(shí)際應(yīng)用中，常用的阻燃劑包括有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑、鹵系阻燃劑(如有機(jī)氯化物和有機(jī)溴化物)以及非鹵阻燃劑。其中，有機(jī)阻燃劑以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及其化合物為代表；無(wú)機(jī)阻燃劑則主要包含三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁以及硅系阻燃體系。特別地，溴系阻燃劑因具有高效的阻燃效果、較低的使用量和相對(duì)低廉的價(jià)格，在全球范圍內(nèi)被廣泛使用，并占據(jù)有機(jī)阻燃劑市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。溴/銻阻燃體系因其協(xié)同阻燃效果，成為目前使用最為廣泛的阻燃體系之一。

3、除了阻燃劑外，為了增強(qiáng)電纜材料的防火性能，通常還會(huì)添加阻燃抗滴落劑。這類添加劑的作用機(jī)制是在材料表面形成一層附著層，防止燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和火焰向材料內(nèi)部蔓延，并減少燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的液滴，進(jìn)而降低火災(zāi)擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

4、然而，現(xiàn)有的阻燃抗滴落劑和阻燃劑與基材之間的相容性問(wèn)題往往會(huì)影響電纜料的加工性能。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明制備了一種抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問(wèn)題。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：本發(fā)明提供了一種抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料，所述抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的原料組分包括電纜基料a組分、具有耐老化功能的b組分、具有阻燃功能的c組分、具有抗滴落功能的d組分；

3、所述a組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)原料組分包括：高密度聚乙烯50～70份、線性低密度聚乙烯20～30份、雙峰聚乙烯5～10份、硅烷偶聯(lián)劑1～3份、接枝引發(fā)劑0.1～1份、抗氧劑0.1-1份；

4、所述b組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)原料組分包括：線性低密度聚乙烯70-90份、炭黑10-30份、硅烷交聯(lián)催化劑0.5～1.5份、抗氧劑2～5份；

5、所述c組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)原料組分包括：高密度聚乙烯10～15份、聚烯烴彈性體10-15份、阻燃劑50～80份；

6、所述d組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)原料組分包括：高密度聚乙烯30～40份，抗滴落劑60-70份。

7、本發(fā)明通過(guò)在電纜基料a組分中添加具有耐老化功能的b組分、具有阻燃功能的c組分、具有抗滴落功能的d組分，其中，在電纜基料a組分中添加雙峰聚乙烯，既能使抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料具備良好的耐老化功能、阻燃功能、抗滴落功能，又能改善阻燃劑、抗滴落劑與電纜基料之間的相容性差的問(wèn)題，使抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料表面光滑、加工性能較好；本發(fā)明的通過(guò)添加抗氧化劑以及高濃度炭黑，抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的耐氣候老化功能較好。

8、進(jìn)一步的，所述a組分、b組分、c組分、d組分的質(zhì)量比為45～50：3～5：43～48：2～4。

9、本發(fā)明的a組分、b組分、c組分、d組分的質(zhì)量比為45～50：3～5：43～48：2～4；在此配比下阻燃劑、抗滴落劑與電纜基料之間的相容性更好，在保證抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的能通過(guò)v-1阻燃等級(jí)測(cè)試并在60s內(nèi)無(wú)滴落的情況下，還能保證抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料表面光滑、加工性能較好。

10、進(jìn)一步的，所述阻燃劑采用溴/銻阻燃、鎂/鋁阻燃中的任意一種；所述溴/銻阻燃為十溴二苯乙烷與三氧化二銻復(fù)配的混合物，鎂/鋁阻燃為氫氧化鎂與氫氧化鋁復(fù)配的混合物，十溴二苯乙烷與三氧化二銻復(fù)配或氫氧化鎂與氫氧化鋁的復(fù)配質(zhì)量比均為2：1。

11、本發(fā)明阻燃劑采用溴/銻阻燃或鎂/鋁阻燃這類的復(fù)配型阻燃劑，利用復(fù)配型阻燃劑間的協(xié)同作用來(lái)大幅度提升其阻燃效果。

12、進(jìn)一步的，所述阻燃劑采用溴/銻阻燃。

13、本發(fā)明的阻燃劑采用溴/銻阻燃，該阻燃劑相較于鎂/鋁阻燃與電纜基料體系的適配度較好，制得的抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的擠出性能、機(jī)械性能、電性能較好。

14、進(jìn)一步的，所述抗滴落劑采用含硼化合物、氟類聚合物、磷酸類化合物中的一種或多種。本發(fā)明通過(guò)添加抗滴落劑使材料表面形成附著層，防止燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和火焰蔓延到內(nèi)部，同時(shí)，抗滴落劑的添加能夠使燃燒后產(chǎn)生的液滴減少，從而減小火災(zāi)擴(kuò)散的可能性。

15、進(jìn)一步的，所述抗滴落劑采用含硼化合物。

16、本技術(shù)的抗滴落劑采用含硼化合物作為抗滴落劑與電纜基料體系的相容性較好，在a組分、b組分、c組分、d組分的質(zhì)量比為45～50：3～5：43～48：2～4比例下抗滴落效果相較于抗滴落劑氟類聚合物較好。

17、進(jìn)一步的，所述硅烷偶聯(lián)劑采用乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷中的一種或多種。

18、本發(fā)明的抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料中添加硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯形成立體網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使電纜料具有耐熱等級(jí)高、耐老化性能好、加工性能優(yōu)良、設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)；抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料中的阻燃劑和抗滴落劑可以改善硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯的阻燃和抗滴落性能；而硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯形成的立體網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以改善阻燃劑的分散性，有利于硅烷交聯(lián)料燃燒時(shí)產(chǎn)生成炭作用，提高阻燃性能。

19、進(jìn)一步的，所述抗氧劑為四[3-(3,5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸]季戊醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、1,2-雙[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼的復(fù)配混合物。

20、進(jìn)一步的，所述接枝引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯。

21、進(jìn)一步的，所述硅烷交聯(lián)催化劑為二月桂酸二丁基錫、苯磺酸中的任意一種或兩種。

22、本發(fā)明還提供了一種抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的制備方法，包括以下步驟：

23、(1)將a組分的各原料按比例稱取，然后混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，拉出料條后經(jīng)過(guò)水槽冷卻，切粒，干燥后包裝，制得a組分；

24、(2)將b組分的各原料按比例稱取，然后混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，拉出料條后經(jīng)過(guò)水槽冷卻，切粒，干燥后包裝，制得b組分；

25、(3)將c組分的各原料按比例稱取，然后混合均勻，加入密煉機(jī)混合造粒，制得c組分；

26、(4)將d組分的各原料按比例稱取，然后混合均勻，加入密煉機(jī)混合造粒，制得d組分；

27、(5)將所述a、b、c、d組分按質(zhì)量比混合，擠出成型，然后交聯(lián)，即得抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料。

28、進(jìn)一步的，步驟(5)所述交聯(lián)在90-100℃水或水蒸汽中進(jìn)行。

29、進(jìn)一步的，步驟(5)所述c組分混合前進(jìn)行改性處理，改性處理方法如下：在70～90℃下，利用真空負(fù)壓，將c組分中殘留的游離水、結(jié)晶水抽離，再加入c組分質(zhì)量0.2％～2％的偶聯(lián)劑，來(lái)改善材料的表面性質(zhì)及性能；所述偶聯(lián)劑包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷中的任意一種或多種組合。

30、采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

31、(1)本發(fā)明通過(guò)在電纜基料a組分中添加具有耐老化功能的b組分、具有阻燃功能的c組分、具有抗滴落功能的d組分，其中，在電纜基料a組分中添加雙峰聚乙烯，既能使抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料具備良好的耐老化功能、阻燃功能、抗滴落功能，又能改善阻燃劑、抗滴落劑與電纜基料之間的相容性差的問(wèn)題，使抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料表面光滑、加工性能較好；本發(fā)明的通過(guò)添加抗氧化劑以及高濃度炭黑，抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的耐氣候老化功能較好。

32、(2)本發(fā)明的a組分、b組分、c組分、d組分的質(zhì)量比為45～50：3～5：43～48：2～4；在此配比下阻燃劑、抗滴落劑與電纜基料之間的相容性更好，在保證抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的能通過(guò)v-1阻燃等級(jí)測(cè)試并在60s內(nèi)無(wú)滴落的情況下，還能保證抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料表面光滑、加工性能較好。

33、(3)本發(fā)明阻燃劑采用溴/銻阻燃或鎂/鋁阻燃這類的復(fù)配型阻燃劑，利用復(fù)配型阻燃劑間的協(xié)同作用來(lái)大幅度提升其阻燃效果。

34、(4)本發(fā)明的阻燃劑采用溴/銻阻燃，該阻燃劑相較于鎂/鋁阻燃與電纜基料體系的適配度較好，制得的抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料的擠出性能、機(jī)械性能、電性能較好。

35、(5)本發(fā)明通過(guò)添加抗滴落劑使材料表面形成附著層，防止燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和火焰蔓延到內(nèi)部，同時(shí)，抗滴落劑的添加能夠使燃燒后產(chǎn)生的液滴減少，從而減小火災(zāi)擴(kuò)散的可能性。

36、(6)本發(fā)明的抗滴落劑采用含硼化合物作為抗滴落劑與電纜基料體系的相容性較好，在a組分、b組分、c組分、d組分的質(zhì)量比為45～50：3～5：43～48：2～4比例下抗滴落效果相較于抗滴落劑氟類聚合物較好。

37、(7)本發(fā)明的抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料中添加硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯形成立體網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使電纜料具有耐熱等級(jí)高、耐老化性能好、加工性能優(yōu)良、設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)；抗滴落硅烷交聯(lián)高性能阻燃架空電纜料中的阻燃劑和抗滴落劑可以改善硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯的阻燃和抗滴落性能；而硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)聚乙烯形成的立體網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以改善阻燃劑的分散性，有利于硅烷交聯(lián)料燃燒時(shí)產(chǎn)生成炭作用，提高阻燃性能。

38、(8)本發(fā)明的c組分在與a組分、b組分、d組分混合前進(jìn)行改性處理，可以除去c組分中殘留的游離水、結(jié)晶水，并通過(guò)添加偶聯(lián)劑來(lái)改善材料的表面性質(zhì)及性能。