一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著電機(jī)、電子電器、汽車等相關(guān)行業(yè)的飛速發(fā)展以及輻照交聯(lián)技術(shù)在電線電纜工業(yè)的廣泛應(yīng)用，輻照交聯(lián)電線也呈較快的發(fā)展趨勢(shì)。目前，輻照交聯(lián)電線已成功的應(yīng)用于電機(jī)、感溫元件、大功率燈飾、汽車低壓信號(hào)控制、各類機(jī)車、軌道交通、礦產(chǎn)開發(fā)、X射線高壓擊發(fā)及大功率傳輸?shù)刃袠I(yè)。其中，應(yīng)用最為廣泛的是交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料。
[0003]交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料，是采用物理輻照方法，促成聚烯烴材料交聯(lián)，從而形成新的更穩(wěn)定的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)輻照后的聚烯烴絕緣材料具有耐高溫、耐熱沖擊、耐臭氧、耐化學(xué)溶劑以及良好的電氣絕緣性能，和延長(zhǎng)電線電纜的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。
[0004]良好的交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料需要具有較高的阻燃性能，同時(shí)滿足環(huán)保要求；但是，現(xiàn)有技術(shù)制備的交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料，在具有良好阻燃性能的同時(shí)，均含有鹵素，對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染，不能達(dá)到環(huán)保的要求。
[0005]CN 103333404 A公開了一種環(huán)保高阻燃交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料，包括:EVA共聚物60?90質(zhì)量份；氮磷阻燃劑10?15質(zhì)量份；相容劑2?7質(zhì)量份；抗氧劑I?5質(zhì)量份；交聯(lián)劑I?5質(zhì)量份；所述氮磷阻燃劑為表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。但是該電纜絕緣材料的強(qiáng)度較低，并且阻燃性能還有待進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料及其制備方法，制備的電纜絕緣材料具有較高的阻燃性能，不含鹵素，并且力學(xué)性能較好。
[0007]本發(fā)明提供了一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料，包括:
[0008]EVA共聚物30?50質(zhì)量份；
[0009]甲基乙烯基硅橡膠20?50質(zhì)量份；
[0010]玻璃粉4?6質(zhì)量份；
[0011]氮磷阻燃劑10?15質(zhì)量份；
[0012]相容劑2?7質(zhì)量份；
[0013]抗氧劑I?5質(zhì)量份；
[0014]硫化劑I?5質(zhì)量份；
[0015]交聯(lián)劑I?5質(zhì)量份；
[0016]所述氮磷阻燃劑為表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。
[0017]本發(fā)明提供的電纜絕緣材料中含有30?50質(zhì)量份的EVA共聚物，所述EVA共聚物可以是32質(zhì)量份、35質(zhì)量份、36質(zhì)量份、38質(zhì)量份、40質(zhì)量份、42質(zhì)量份、45質(zhì)量份、47質(zhì)量份或49質(zhì)量份等；含有20?50質(zhì)量份的甲基乙稀基娃橡膠，其可以是22質(zhì)量份、25質(zhì)量份、28質(zhì)量份、30質(zhì)量份、32質(zhì)量份、35質(zhì)量份、36質(zhì)量份、38質(zhì)量份、40質(zhì)量份、42質(zhì)量份、45質(zhì)量份、47質(zhì)量份或49質(zhì)量份等；含有4?6質(zhì)量份的玻璃粉，其可以是4質(zhì)量份、5質(zhì)量份或6質(zhì)量份等；含有10?15質(zhì)量份的氮磷阻燃劑，其可以是12質(zhì)量份、13質(zhì)量份、14質(zhì)量份或15質(zhì)量份等；含有2?7質(zhì)量份相容劑，其可以是3質(zhì)量份、4質(zhì)量份、5質(zhì)量份、6質(zhì)量份或7質(zhì)量份等；含有I?5質(zhì)量份抗氧劑，其可以是2質(zhì)量份、3質(zhì)量份、4質(zhì)量份或5質(zhì)量份等；含有I?5質(zhì)量份硫化劑，其可以是2質(zhì)量份、3質(zhì)量份、4質(zhì)量份或5質(zhì)量份等；含有I?5質(zhì)量份交聯(lián)劑，其可以是2質(zhì)量份、3質(zhì)量份、4質(zhì)量份或5質(zhì)量份等。
[0018]優(yōu)選的，所述EVA共聚物選自EVA與辛烯、丙烯、丁烯或戊烯的共聚物；所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠；所述抗氧劑為抗氧劑1010，所述交聯(lián)劑為丙基三甲氧基硅烷；所述氮磷阻燃劑選自氮磷阻燃劑NPR，所述硫化體系為DCP、TAIC、氧化鎂和季戊四醇。
[0019]優(yōu)選的，所述環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料還包括0.5?1.5質(zhì)量份的納米級(jí)蒙脫土，如0.6質(zhì)量份、0.7質(zhì)量份、0.8質(zhì)量份、0.9質(zhì)量份、1.0質(zhì)量份、1.1質(zhì)量份、1.2質(zhì)量份、1.3質(zhì)量份或1.4質(zhì)量份等。
[0020]優(yōu)選的，所述氮磷阻燃劑粒徑為5nm?lOOnm，如10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm 或 90nm 等。
[0021]本發(fā)明還提供了一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料的制備方法，包括:
[0022]將EVA共聚物、甲基乙烯基硅橡膠、玻璃粉、氮磷阻燃劑、相容劑、抗氧劑、硫化劑和交聯(lián)劑混合、密煉、擠出，得到電纜絕緣材料。
[0023]所述氮磷阻燃劑為表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。
[0024]優(yōu)選的，所述氮磷阻燃劑選自氮磷阻燃劑NPR ;所述EVA共聚物選自EVA與辛烯、丙烯、丁烯或戊烯的共聚物；所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠；所述抗氧劑為抗氧劑1010，所述交聯(lián)劑為丙基三甲氧基硅烷，所述硫化體系為DCP、TAIC、氧化鎂和季戊四醇。
[0025]優(yōu)選的，所述EVA共聚物、甲基乙烯基硅橡膠、玻璃粉、氮磷阻燃劑、相容劑、抗氧劑、硫化劑和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為(30?50):(20?50):(4?6): (10?15): (2?7):(1?5):(1 ?5):(1 ?5) ο
[0026]優(yōu)選的，所述氮磷阻燃劑中還包括納米級(jí)蒙脫土。
[0027]優(yōu)選的，所述納米級(jí)蒙脫土占所述氮磷阻燃劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%?10%，如6%、7%、8%、9% 或 10%等。
[0028]優(yōu)選的，所述表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑按照以下方法制備:
[0029]將氮磷阻燃劑分散于溶劑中，加熱，然后加入硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，得到表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種環(huán)保高阻燃:電纜絕緣材料，包括:EVA共聚物30?50質(zhì)量份；甲基乙烯基硅橡膠20?50質(zhì)量份；玻璃粉4?6質(zhì)量份；氮磷阻燃劑10?15質(zhì)量份；相容劑2?7質(zhì)量份；抗氧劑I?5質(zhì)量份；硫化劑I?5質(zhì)量份；交聯(lián)劑I?5質(zhì)量份；所述氮磷阻燃劑為表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。本發(fā)明采用表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑作為阻燃劑，制備交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料，由于活化后的氮磷阻燃劑表面帶有有機(jī)基團(tuán)，因此能夠在基體樹脂中更加均勻的分散，從而給產(chǎn)品帶來(lái)良好的阻燃性能；同時(shí)由于避免了使用傳統(tǒng)的有機(jī)鹵化物阻燃劑，而不會(huì)在產(chǎn)品中引入鹵素元素，因此制備的電纜絕緣材料具有較高的阻燃性能，同時(shí)不含鹵素。
[0031]對(duì)制備的交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果表明，本發(fā)明提供的交聯(lián)聚烯烴材料不含鹵素，并且垂直燃燒VW-1小于10秒。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033]本發(fā)明提供了一種環(huán)保高阻燃電纜絕緣材料，包括:
[0034]EVA共聚物30?50質(zhì)量份；
[0035]甲基乙烯基硅橡膠20?50質(zhì)量份；
[0036]玻璃粉4?6質(zhì)量份；
[0037]氮磷阻燃劑10?15質(zhì)量份；
[0038]相容劑2?7質(zhì)量份；
[0039]抗氧劑I?5質(zhì)量份；
[0040]硫化劑I?5質(zhì)量份；
[0041]交聯(lián)劑I?5質(zhì)量份；
[0042]所述氮磷阻燃劑為表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑。
[0043]本發(fā)明采用表面經(jīng)硅烷或鈦酸酯活化后的氮磷阻燃劑作為阻燃劑，制備電纜絕緣材料，由于活化后的氮磷阻燃劑表面帶有有機(jī)基團(tuán)，因此能夠在基體樹脂中更加均勻的分散，從而給產(chǎn)品帶來(lái)良好的阻燃性能；同時(shí)由于避免了使用傳統(tǒng)的有機(jī)鹵化物阻燃劑，而不會(huì)在產(chǎn)品中引入鹵素元素，因此制備的電纜絕緣材料具有較高的阻燃性能，同時(shí)不含鹵素。
[0044]本發(fā)明提供的環(huán)保高阻燃交聯(lián)聚烯烴電纜絕緣材料，包括:
[0045]EVA共聚物，其含量?jī)?yōu)選為30?50質(zhì)量份；所述EVA共聚物優(yōu)選為EVA與辛烯、丙烯、丁烯或戊烯的共聚物；更優(yōu)選為EVA與辛烯或丙烯的共聚物。本發(fā)明中，所述EVA共聚物為基體樹脂，本發(fā)明對(duì)其制備方法并無(wú)特殊要求，可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的EVA共聚物的制備方法進(jìn)行制備，優(yōu)選的，采用以下方法制備:
[0046]將EVA樹脂與烯烴在密煉機(jī)中混合，熔融后，加入交聯(lián)劑進(jìn)行熔融共混，得到EVA共聚物。本發(fā)明優(yōu)選的，所述EVA與烯烴的重量比為1: (0.5?3)，更優(yōu)選為1: (0.8?2.5);所述交聯(lián)劑優(yōu)選為交聯(lián)劑PPF或交聯(lián)劑PPCI ;所述交聯(lián)劑和EVA的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.2?0.5):1 ;所述熔融共混的溫度優(yōu)選為120°C?150°C，所述熔融共混的時(shí)間優(yōu)選為5min ?2h0
[0047]本發(fā)明提供的電纜絕緣材料不但具有絕緣性能優(yōu)異的EVA共聚物，還含有甲基乙烯基硅橡膠，其含量為20?50重量份。實(shí)驗(yàn)證明，兩者結(jié)合得到的材料絕緣性能更加優(yōu)異。
[0048]本發(fā)明提供的電纜絕緣材料中含有玻璃粉，其含量為4?6質(zhì)量份，作用是:當(dāng)溫度升