一種低煙無鹵高強度聚烯烴電纜料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無鹵高強度電纜用聚烯烴電纜料，特別是一種乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)基低煙無鹵中低壓用電纜料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國使用的電纜料依舊以聚氯乙烯為主，然而，含鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生 的有毒氣體以嚴重威脅到火災(zāi)受害者的健康，同時也給救援工作帶來阻礙。同時，現(xiàn)有電纜 絕緣材料的強度不足也限制了其使用壽命和安全性。因此，低煙無鹵高強度電纜料必將迎 來發(fā)展機遇。
[0003] EVA的分子鏈屬線性飽和結(jié)構(gòu)，因此具有良好的耐熱老化、耐氣候、耐臭氧性能，交 聯(lián)EVA的最高長期工作溫度可達150°C，與以耐熱聞名的硅橡膠相當(dāng);EVA分子主鏈不含雙 鍵，苯環(huán)、?；?、胺基等燃燒時易發(fā)煙的基團，側(cè)鏈也不含燃燒時易發(fā)煙的甲基、苯基、氰基 等基團。加上分子本身不含鹵元素，所以特別適合作低煙無鹵阻燃料的基料;醋酸乙烯基的 加入使EVA的熔融溫度大幅度下降，為數(shù)眾多的VA短側(cè)鏈又能使EVA的流動性增加。所以，其 擠出性能遠優(yōu)于分子結(jié)構(gòu)與其相近的聚乙烯，成為半導(dǎo)電屏蔽料和有鹵、無鹵阻燃料的首 選基料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種低煙無鹵高強度用聚烯烴電纜料及其制備方法，以滿 足日益增長的無鹵電纜料的需求。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：將乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻 燃劑、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑、復(fù)合潤滑劑、馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯、硅烷偶聯(lián)劑、復(fù) 合交聯(lián)劑、雙硬脂?；虼p丙酸脂(DSTDP)混合后，在一定的工藝條件下，利用三螺桿擠 出機熔融共混擠出得到的產(chǎn)品，所述熔融共混的各組分的質(zhì)量份數(shù)為：由乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA) 50~80份(優(yōu)選65份）、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑(氫氧化鈣:氫氧化鋁:三氧化二銻=4:2:1) 10~20份(優(yōu)選15份）、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑(有機硅:季戊四醇=1:1)5~10份(優(yōu)選8份）、復(fù)合 潤滑劑(硬脂酸:石蠟=1:1)1~3份(優(yōu)選2份）、增容劑(馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯(EVA-MA))5~10份(優(yōu)選8份）、硅烷偶聯(lián)劑卜5份(優(yōu)選2份）、復(fù)合交聯(lián)劑(過氧化二異丙苯(DCP): 聚三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)=1:1)1~3份(優(yōu)選2份）、抗氧劑(雙硬脂酰基硫代雙丙酸脂 (03了0?))1~3份(優(yōu)選2份）。
[0006] 所述的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)為VA含量為20~30%，優(yōu)選26%。
[0007] 所述的改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑為氫氧化鈣:氫氧化鋁:三氧化二銻=4: 2 :1的比例復(fù) 合改性得到，其中氫氧化媽粒徑為卜3um(優(yōu)選lum)，氫氧化鋁粒徑為1~3um(優(yōu)選lum)，三氧 化二鋪粒徑為1~3um(優(yōu)選lum)〇
[0008] 所述的改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑為有機硅:季戊四醇=1:1:1復(fù)合改性得到，其中有機 硅為甲基苯基硅烷，表觀粘度為500~1500CS優(yōu)選（1000CS)，季戊四醇粒徑為卜5um(優(yōu)選 5um)〇
[0009]上述改性復(fù)合阻燃劑的制備包括工藝步驟： (1) 稱量:基礎(chǔ)阻燃劑以氫氧化鈣:氫氧化鋁:三氧化二銻=4:2:1的比例稱量，協(xié)效阻燃 劑以有機硅：硼酸鋅:季戊四醇=1:1:1的比例稱量，分別在高速混合機中1800~2400r/min (優(yōu)選1800r/min)共混10~20min(優(yōu)選15min)，將混合均勻的復(fù)合阻燃劑放入到110~130°C (優(yōu)選120°C)的恒溫烘箱中干燥24~48h(優(yōu)選36h); (2) 復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑改性:將干燥的復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑10~20份、硅烷偶聯(lián)劑1~5份、無水 乙醇5~10份放入到反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理3~5h(優(yōu)選4h)，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基礎(chǔ) 阻燃劑放入到100~120°C (優(yōu)選110°C )的恒溫烘箱中干燥24~48h(優(yōu)選36h)，備用； (3) 復(fù)合協(xié)效阻燃劑改性:將干燥的復(fù)合協(xié)效阻燃劑5~10份、硅烷偶聯(lián)劑1~5份、無水乙 醇5~10份(優(yōu)選6份)放入到反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理3~5h(優(yōu)選4h)，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性 復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑放入到100~120°C (優(yōu)選110°C )的恒溫烘箱中干燥24~48h(優(yōu)選36h)，備用； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)。
[0010]所述的無水乙醇為分析純。
[0011] 所述的復(fù)合潤滑劑為硬脂酸:石蠟=1:1比例復(fù)合得到。
[0012] 所述的復(fù)合交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯(DCP):聚三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)=1: 1比例復(fù)合得到。
[0013]所述的增容劑為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯(EVA-MA)。
[0014] 所述的抗氧劑為雙硬脂?；虼p丙酸脂(DSTDP)。
[0015] 上述低煙無鹵中低壓電纜用聚烯烴電纜料的制備方法，包括以下幾個工藝步驟： (1) 將乙烯-醋酸乙烯酯(EVA) 50~80份、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑(氫氧化鎂:氫氧化鋁:三 氧化二銻=4:2:1)10~20份、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑(有機硅樹脂:硼酸鋅:季戊四醇=1:1:1)5~ 10份、復(fù)合潤滑劑(硬脂酸:石蠟=1:1)1~3份優(yōu)選、增容劑（馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA-MA))5~10份優(yōu)選、復(fù)合交聯(lián)劑（過氧化二異丙苯(DCP):聚三烯丙基異三聚氰酸酯 (TAIC)=1:1)1~3份、抗氧劑(雙硬脂?；虼p丙酸脂(DSTDP))1~3份，放入到高速混合機 中 1800~2400r/min(優(yōu)選 1800r/min)共混 10~20min(優(yōu)選 15min)，使混合均勾； (2) 將(1)中得到均勻料加入到三螺桿擠出機內(nèi)，控制機頭溫度170~190°C，機頭壓力1~ lOMPa，螺桿轉(zhuǎn)速80~100r/min，熔融共混得出力學(xué)性能突出、阻燃等級高、電學(xué)性能優(yōu)異的 低煙無鹵高強度聚烯烴電纜料。
[0016] 本發(fā)明利用EVA是無鹵的極性聚合物，能與多種材料相容，有良好的機械物理性 能、電氣性能和極佳的混煉與擠出工藝性能的的優(yōu)點，通過特殊的阻燃劑改性工藝，精細配 置各種添加劑配方，充分發(fā)揮增韌、阻燃、交聯(lián)、抗老化等添加劑的協(xié)同作用，采用先進的三 螺桿擠出熔融共混工藝，得到力學(xué)性能突出、阻燃等級高、電學(xué)性能優(yōu)異的低煙無鹵聚烯烴 電纜料，可以有效的代替先市場占主流的聚氯乙烯電纜料，同時具備安全環(huán)保、性能穩(wěn)定、 使用壽命長等特點。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019] 實施例1: (1)稱量:基礎(chǔ)阻燃劑以氫氧化|丐:氫氧化鋁:三氧化二鋪=4:2:1的比例稱量10份，協(xié)效 阻燃劑以有機硅:硼酸鋅:季戊四醇=1:1:1的比例稱量6份，分別在高速混合機中1800r/min 共混lOmin，將混合均勻的復(fù)合阻燃劑放入120°C的恒溫烘箱中干燥36h; (2 )復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑改性:將干燥的復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑10份、硅烷偶聯(lián)劑3份、無水乙醇6 份放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理4h，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑放入到 11 〇°C的恒溫烘箱中干燥36h，備用； (3) 復(fù)合協(xié)效阻燃劑改性:將干燥的復(fù)合協(xié)效阻燃劑6份、硅烷偶聯(lián)劑2份、無水乙醇6份 放入到特制的反應(yīng)釜內(nèi)，超聲處理4h，待乙醇揮發(fā)完全，取出改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑放入到 11 〇°C的恒溫烘箱中干燥36h，備用； (4) 將乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)72份、改性復(fù)合基礎(chǔ)阻燃劑(氫氧化鈣:氫氧化鋁:三氧化 二銻=4:2:1)10份、改性復(fù)合協(xié)效阻燃劑(有機硅樹脂:硼酸鋅:季戊四醇=1:1:1)6份、復(fù)合 潤滑劑(硬脂酸:石蠟=1:1)1份、增容劑（馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯(EVA-MA))5份、復(fù) 合交聯(lián)劑(過氧化二異丙苯(DCP):聚