一種eva低煙無鹵阻燃外護套材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明電纜護套制備技術領域，特別涉及一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前在國內(nèi)所使用的礦用電纜均要求其具有阻燃性能，當在礦井內(nèi)出現(xiàn)火災時，具有阻燃功能的電纜能保證電纜不延燃，保護礦井中人員的安全。為了達到阻燃功能，其護套材料通常采用聚氯乙烯材料，即通過向這些高分子材料中添加鹵系阻燃劑或采用含鹵素的高分子材料來實現(xiàn)這個目標。然而在礦井中使用的電纜應有良好的彎曲性能，通常在護套材料增加了的增塑劑，提高了該材料的柔軟性能。
[0003]但當發(fā)生火災時，混有增塑劑的聚氯乙烯材料在高溫中雖然不燃燒，但是會分解出氯化氫氣體，氯化氫氣體會與護套材料中的活性羥基反應將釋放出大量的煙霧和鹵化氫氣體，隨著阻燃劑使用的增加，其產(chǎn)生的煙氣量也隨之增加，產(chǎn)生的氯化氫氣體容易使人或動物窒息而死，造成二次災難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，用于在礦用電纜中的低煙無鹵阻燃礦用電纜中。
[0005]本發(fā)明還公開了一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明所述的一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，包括以下重量份的組份:
EVA樹脂:100份
無機阻燃劑: 70份阻燃協(xié)同劑: 5份阻燃化粘土: 50份增容劑:20份
膨脹阻燃聚丙烯:30份固體酸催化劑:3份流動助劑:10份
硫化劑:10份。
[0007]所述的無機阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。
[0008]所述的阻燃協(xié)同劑為聚磷酸銨。
[0009]—種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)生產(chǎn)前校對密煉機水壓:0.25Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa；
2)將EVA樹脂100份，流動助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時間5分鐘。
[0010]3)濾橡是采用120+1X40+1X60三層濾網(wǎng)，機頭溫度是100-120°c;
4)壓砣時間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時后使用。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1、以EVA作為電纜料的主要樹脂，由于該材料沒有鹵素，保證了電纜的無鹵性能，選用氫氧化鋁、氫氧化鎂作為無機阻燃劑，選用聚磷酸銨作為協(xié)同阻燃劑，降低無機阻燃劑的用量，同時采用阻燃化粘土來增加其效率，另外選用催化劑來增加燃燒中凝聚相的成炭反應，選用其他樹脂和增容劑調(diào)控阻燃劑之間及阻燃劑與樹脂的相容性和分散行為，并且引入流動助劑等改善加工性能，優(yōu)化工藝條件。
[0012]2、將阻燃劑插入到粘土層間，將阻燃化粘土用于阻燃增效；引入特殊的固體酸催化劑，進一步提升阻燃效率，降低阻燃劑添加量和成本。
[0013]3、本發(fā)明創(chuàng)造選用固體酸催化劑來提高阻燃效率，固體酸催化劑可以大幅提升以聚磷酸銨類膨脹阻燃劑的效率，在EVA中同樣達到了良好的協(xié)同作用。
[0014]4、設計合成新型結構阻燃劑/成炭劑:將超支化結構與阻燃劑結合，具體是含磷和三嗪的超支化結構阻燃劑的合成，進行合理復配之后在尼龍及聚乳酸中獲得了良好的阻燃效果;在膨脹阻燃劑體系引入固體催化劑，在燃燒過程中形成的碳球對炭層有原位增強作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增強炭層的原理，在阻燃材料體系中引入碳球前驅體，一方面在加工和使用過程中作為填料，改善材料的力學性能，另一方面在燃燒過程中形成碳球增強炭層，起到提高阻燃效率的作用;將有機/無機雜化材料引入膨脹阻燃聚丙烯中，一方面發(fā)揮其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有機/無機的結構特點作為一種特殊增容劑，同時改善材料的阻燃效率和阻燃劑添加引起材料力學性能的惡化，結果發(fā)現(xiàn)引入該催化劑之后，僅添加0.5wt%即可使阻燃劑的添加量由原來的25wt%降低到15wt%，為目前同體系通過UL-94 V-0級別的最優(yōu)結果，而且其沖擊強度基本與純聚丙烯相同；與市場上同類產(chǎn)品相比，具有高效和低成本的優(yōu)勢，具有很強的競爭力；在無機阻燃EVA材料中引入粘土和固體酸，明顯提高了材料的阻燃效率。
【具體實施方式】
[0015]—種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，包括以下重量份的組份:
EVA樹脂:100份
氫氧化鋁和氫氧化鎂:70份聚磷酸銨:5份
阻燃化粘土:50份
增容劑:20份
膨脹阻燃聚丙烯: 30份固體酸催化劑:3份
流動助劑:10份
硫化劑:10份。
[0016]一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料的制備方法，包括以下步驟:
1)生產(chǎn)前校對密煉機水壓:0.25 Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)將EVA樹脂100份，流動助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時間5分鐘。
[0017]3)濾橡是采用120+1X40+1X60三層濾網(wǎng)，機頭溫度是100_120°C;
4)壓砣時間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時后使用。
[0018]本發(fā)明創(chuàng)造選用固體酸催化劑來提高阻燃效率，固體酸催化劑可以大幅提升以聚磷酸銨類膨脹阻燃劑的效率，在EVA中同樣達到了良好的協(xié)同作用，因此是可行的。但是由于電纜專用料中引入了抑煙劑等助劑，需要根據(jù)具體的配方調(diào)節(jié)其添加量。為了實現(xiàn)其阻燃功能，采用了如下方法:
1)設計合成新型結構阻燃劑/成炭劑:將超支化結構與阻燃劑結合，具體是含磷和三嗪的超支化結構阻燃劑的合成，進行合理復配之后在尼龍及聚乳酸中獲得了良好的阻燃效果；2)在膨脹阻燃劑體系引入固體催化劑，在燃燒過程中形成的碳球對炭層有原位增強作用，因而提高了阻燃效率;基于原位形成碳球增強炭層的原理，在阻燃材料體系中引入碳球前驅體，一方面在加工和使用過程中作為填料，改善材料的力學性能，另一方面在燃燒過程中形成碳球增強炭層，起到提高阻燃效率的作用;3)將有機/無機雜化材料引入膨脹阻燃聚丙烯中，一方面發(fā)揮其高效的催化成炭作用，另一方面利用其有機/無機的結構特點作為一種特殊增容劑，同時改善材料的阻燃效率和阻燃劑添加引起材料力學性能的惡化，結果發(fā)現(xiàn)引入該催化劑之后，僅添加0.5的％即可使阻燃劑的添加量由原來的25wt%降低到15wt%，為目前同體系通過UL-94 V-0級別的最優(yōu)結果，而且其沖擊強度基本與純聚丙烯相同；與市場上同類產(chǎn)品相比，具有高效和低成本的優(yōu)勢，具有很強的競爭力;4)在無機阻燃EVA材料中引入粘土和固體酸，明顯提高了材料的阻燃效率。
本發(fā)明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，其特征在于，包括以下重量份的組份: EVA樹脂:100份 無機阻燃劑: 70份 阻燃協(xié)同劑: 5份 阻燃化粘土: 50份 增容劑:20份 膨脹阻燃聚丙烯:30份 固體酸催化劑:3份 流動助劑:10份 硫化劑:10份。2.根據(jù)權利要求1所述的EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，其特征在于，所述的無機阻燃劑為氫氧化鋁和氫氧化鎂。3.根據(jù)權利要求1所述的EVA低煙無鹵阻燃外護套材料，其特征在于，所述的阻燃協(xié)同劑為聚磷酸銨。4.一種如權利要求1-3所述的EVA低煙無鹵阻燃外護套材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)生產(chǎn)前校對密煉機水壓:0.25Mpa±0.05Mpa，氣壓0.7 Mpa±0.05 Mpa； 2)將EVA樹脂100份，流動助劑10份一并倒入，空攪30秒，繼續(xù)投入氫氧化鋁和氫氧化鎂70份、聚磷酸銨5份阻燃化粘土 50份、增容劑20份、膨脹阻燃聚丙烯30份、固體酸催化劑3份、流動助劑10份，待電流增大后清掃2次，將膠料翻身后繼續(xù)捏煉，排膠溫度110-130°C，總時間5分鐘； 3)濾橡是采用120+1X40+1 X60三層濾網(wǎng)，機頭溫度是100-120°C; 4)壓砣時間1分鐘，排膠為溫80-90°C，經(jīng)流水線出片停放8小時后使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種EVA低煙無鹵阻燃外護套材料及其制備方法，包括以下重量份的組份：EVA樹脂：100份，氫氧化鋁和氫氧化鎂：70份，聚磷酸銨：5份，阻燃化粘土：50份，增容劑：20份，膨脹阻燃聚丙烯：30份，固體酸催化劑：3份，流動助劑：10份，硫化劑：10份。本發(fā)明無鹵阻燃性好，用于在礦用電纜中的低煙無鹵阻燃礦用電纜中。
【IPC分類】C08L23/08, H01B3/44, C08K3/32, B29B7/28, H01B7/17, C08K3/22, C08L23/12, C08K3/34, C08K13/02, H01B7/295
【公開號】CN105482238
【申請?zhí)枴緾N201511014605
【發(fā)明人】劉景光, 李小琴, 陳超
【申請人】江蘇中煤電纜有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月31日