CN101143943A - 低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种低烟无卤阻燃电缆料，其包括以下组分及含量：聚烯烃树脂35～40份；无机阻燃剂60～65份；成炭剂10～15份；润滑剂0.8～1.2份；防老化剂0.3～0.5份；其含量按质量计。本发明还提出一种制备所述的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，其包括以下步骤：将聚烯烃树脂35～40重量份，无机阻燃剂60～65重量份，成炭剂10～15重量份，润滑剂0.8～1.2重量份，防老化剂0.3～0.5重量份加入搅拌机中混合均匀后，用挤出机造粒。本发明低烟无卤阻燃电缆料阻燃性能好，耐老化性强、力学性能强以及挤出成型质量好。

Description

低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆料及其制备方法，特别是涉及一种低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
我国每年的电缆料用量约为300万吨，其中PVC、聚乙烯电缆料处于第一、二位；分别为250万吨和30万吨。20世纪末以来，PVC材料的环境问题被广泛认识，一些发达国家已提出了限制或全面禁止使用PVC电缆的法令和建议；我国业已提出在某些领域(如运动场馆、地铁、高层建筑等)限制或禁止使用PVC电缆。电线电缆生产厂家减少使用PVC电缆料，改用聚乙烯(或聚烯烃类)电缆料成为一种强有力的趋势。
聚乙烯容易燃烧，作为电缆料使用时，常常需要对其进行阻燃处理。传统的处理办法是在聚乙烯中添加含卤阻燃剂；这种方法生产的电缆料作为电缆，在燃烧时发烟量大，产生大量窒息性和腐蚀性有毒气体，导致人员伤亡和设备的腐蚀损坏，造成“二次危害”。一些发达国家规定高层建筑及人群密集的地方必须使用低烟无卤阻燃电缆，我国也在朝这方面发展。
低烟无卤阻燃电缆要求阻燃性能好，燃烧时发烟量小，无卤素产生，这样发生火灾时有利于人员疏散和撤离，对人体和设备损害小。低烟无卤阻燃电缆料是生产低烟无卤阻燃电缆的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法，其能克服聚烯烃材料阻燃性能不足，耐老化性差、力学性能差以及挤出成型质量较差等缺点。
为实现上述目的，本发明提出一种低烟无卤阻燃电缆料，其包括以下组分及含量：聚烯烃树脂35～40份；无机阻燃剂60～65份；成炭剂10～15份；润滑剂0.8～1.2份；防老化剂0.3～0.5份；其含量按质量计。
本发明还提出一种制备所述的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，其包括以下步骤：将聚烯烃树脂35～40重量份，无机阻燃剂60～65重量份，成炭剂10～15重量份，润滑剂0.8～1.2重量份，防老化剂0.3～0.5重量份加入搅拌机中混合均匀后，用挤出机造粒。
本发明具有以下有益效果：本发明低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法，在传统的聚烯烃材料和无机阻燃剂共混体系中加入成炭剂、润滑剂和抗老化剂，使其阻燃性能好，耐老化性强、力学性能强以及挤出成型质量好。
具体实施方式
一种低烟无卤阻燃电缆料，其包括以下组分及含量：
聚烯烃树脂    35～40份；
无机阻燃剂    60～65份；
成炭剂        10～15份；
润滑剂        0.8～1.2份；
防老化剂      0.3～0.5份；
其含量按质量计。
所述的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：将聚烯烃树脂、无机阻燃剂、成炭剂、润滑剂、防老化剂加入高速搅拌机中混合均匀后，用同向双螺杆挤出机造粒，挤出机各段温度自加料口开始，依次为140～160℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃，机头温度145～160℃。
该聚烯烃树脂为以下物质的一种或者多种的混合物：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物。
该无机阻燃剂为以下物质的一种或者多种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
该成炭剂为以下物质的一种或者多种的混合物：硼酸锌、聚磷酸胺、三聚氰胺氰脲酸盐。
该润滑剂为以下物质的一种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
该抗老化剂以下物质的一种或者多种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、1，2-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯基]丙酰肼、N，N’-二乙酰基己二酰基二酰肼。
下面详细叙述该低烟无卤阻燃电缆料的5个制备实施例
实施例1
将乙烯-醋酸乙烯共聚物25kg、线形低密度聚乙烯10kg、氢氧化铝65kg、硼酸锌10kg、乙撑双硬脂酸酰胺1.2kg、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.2kg和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.1kg，加入高速搅拌机中混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机各段温度分别为140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、150℃，机头温度140℃。
实施例2
将乙烯-醋酸乙烯共聚物7.5kg、线形低密度聚乙烯7.5kg、乙烯-丙烯共聚物25kg、氢氧化铝30kg、氢氧化镁30kg、硼酸锌15kg、乙撑双油酸酰胺0.4kg、硬脂酸钙0.3kg、聚乙烯蜡0.2kg、β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯0.2kg和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.2kg，加入高速搅拌机中混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机各段温度分别为140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、150℃，机头温度140℃。
实施例3
将乙烯-醋酸乙烯共聚物19kg、线形低密度聚乙烯19kg、氢氧化镁62kg、聚磷酸胺7kg、三聚氰胺氰脲酸盐3kg、乙撑双油酸酰胺0.4kg、硬脂酸钙0.2kg、聚乙烯蜡0.2kg、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.2kg、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.2kg和硫代二丙酸二月桂酯0.1kg，加入高速搅拌机中混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机各段温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、165℃、165℃，机头温度155℃。
实施例4
将乙烯-辛烯共聚物19kg、线形低密度聚乙烯19kg、氢氧化铝31kg、氢氧化镁31kg、聚磷酸胺9kg、三聚氰胺氰脲酸盐3kg、乙撑双硬脂酸酰胺0.4kg、硬脂酸钙0.2kg、聚乙烯蜡0.2kg、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.2kg、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.2kg和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.1kg，加入高速搅拌机中混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机各段温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、165℃、165℃，机头温度155℃。
实施例5
将乙烯-醋酸乙烯共聚物10、乙烯-丙烯共聚物9kg、线形低密度聚乙烯19kg、氢氧化铝31kg、氢氧化镁31kg、硼酸锌6kg、聚磷酸胺6kg、三聚氰胺氰脲酸盐2kg、乙撑双硬脂酸酰胺0.4kg、硬脂酸钙0.3kg、聚乙烯蜡0.2kg、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇0.2kg、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.1kg和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)0.1kg，加入高速搅拌机中混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机各段温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、165℃、165℃，机头温度155℃。
上述各实施例制备的低烟无卤阻燃电缆料及现有对比例的主要性能指标列举于表1。
表1  本发明各实施例制备的低烟无卤阻燃电缆料及现有对比例的主要性能指标
试验项目 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例
拉伸强度 MPa 10.4 11.5 10.7 11.2 10.8 10.0
断裂伸长率 ％ 160 170 180 180 160 150
热老化条件 135℃×168hr 135℃×168hr 135℃×168hr 135℃×168hr 135℃×168hr 100℃×240hr
老化后拉伸强度保持率 ％ ≥90 ≥90 ≥90 ≥90 ≥90 ≥80
老化后伸长率保持率 ％ ≥90 ≥90 ≥90 ≥90 ≥90 ≥80
介电强度 KV/mm ≥20 ≥20 ≥20 ≥20 ≥20 ≥20
20℃体积电阻率 Ω·m ≥1.0×1012 ≥1.0×1012 ≥1.0×1012 ≥1.0×1012 ≥1.0×1012 ≥1.0×1012
极限氧指数 ％ 35 37 37 38 38.5 ≥32
由表1可以看出，本发明低烟无卤阻燃电缆料，阻燃性能好，耐老化性强、力学性能强。

Claims (13)

1.一种低烟无卤阻燃电缆料，其包括以下组分及含量：
聚烯烃树脂    35～40份；
无机阻燃剂    60～65份；
成炭剂        10～15份；
润滑剂        0.8～1.2份；
防老化剂      0.3～0.5份；
其含量按质量计。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：该聚烯烃树脂为以下物质的一种或者多种的混合物：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物。
3.根据权利要求2所述的低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：该无机阻燃剂为以下物质的一种或者多种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
4.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：该成炭剂为以下物质的一种或者多种的混合物：硼酸锌、聚磷酸胺、三聚氰胺氰脲酸盐。
5.根据权利要求3或4所述的低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：该润滑剂为以下物质的一种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
6.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：该抗老化剂以下物质的一种或者多种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、1，2-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯基]丙酰肼、N，N’二乙酰基己二酰基二酰肼。
7.一种制备如权利要求1所述的低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：将聚烯烃树脂35～40重量份，无机阻燃剂60～65重量份，成炭剂10～15重量份，润滑剂0.8～1.2重量份，防老化剂0.3～0.5重量份加入搅拌机中混合均匀后，用挤出机造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：该挤出机各段温度自加料口开始，依次为140～160℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃、145～165℃，机头温度145～160℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：该聚烯烃树脂为以下物质的一种或者多种的混合物：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线形低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：该无机阻燃剂为以下物质的一种或者多种的混合物：氢氧化铝、氢氧化镁。
11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：该成炭剂为以下物质的一种或者多种的混合物：硼酸锌、聚磷酸胺、三聚氰胺氰脲酸盐。
12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于：该润滑剂为以下物质的一种或者多种的混合物：乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硅树脂。
13.根据权利要求7或9所述的制备方法，其特征在于：该抗老化剂以下物质的一种或者多种的混合物：β(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸十八酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯基)、硫代二丙酸二月桂酯、1，2-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯基]丙酰肼、N，N’-二乙酰基己二酰基二酰肼。
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Open date: 20080319