CN101570610A - 一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，各组分名称及各组分的重量份数为：高密度聚乙烯树脂45～70、线性低密度聚乙烯树脂30～55、炭黑2.35～2.85、阻燃剂35～65、润滑剂3～6、抗氧剂0.5～2、抗菌剂1～2。本发明的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：按配方称量原料后，经混料、挤出造粒和干燥工艺制备防霉菌阻燃聚乙烯电缆料。本发明的防霉菌阻燃聚乙烯电缆料可以在不影响阻燃聚乙烯电缆料原有性能及成缆工艺的情况下，有效抑制黑曲霉、土曲霉、出芽短梗霉等八种电缆易长霉菌的生长、成型和繁殖，使电缆免受霉菌的侵害，避免许多不必要的损失和对社会的危害隐患。

Description

一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯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，具体涉及一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
现在阻燃聚乙烯电缆料已大量用于电线、通信电缆、数据电缆、电力电缆及伴热电缆等功能性材料，尤其是随着工业迅猛发展和人们生活水平的不断提高，人们对环境和自我健康越来越重视，生活中，不可避免的接触到带有细菌、霉菌的电线、数据线，从而派生出许多疾病，甚至危及生命。
进入21世纪以来，许多发达国家已在通信行业、食品包装行业、家电、化工行业及日常用品行业运用抗菌塑料，同样电缆行业也随之扩大对抗菌电缆料的需求，其中，对防霉菌阻燃聚乙烯的需求量尤其大。目前阻燃聚乙烯广泛应用于超高压阻燃电缆和重大工程中，因此对其防霉菌性能的要求也越来越高，但是因为阻燃聚乙烯是在聚乙烯树脂的基础上添加阻燃剂制得，所以对霉菌及细菌的抵抗力不如普通聚乙烯料那么强。现有技术中，阻燃聚乙烯电缆料大多不具有防霉菌功能；或是防霉菌功能不显著，无法满足用户的需求；或是因为抗菌剂的种类或浓度添加不当而造成抗菌电缆料性能明显下降，接触水时Ag’易析出，抗菌有效期短，应用价值低，因为加入抗菌剂而导致阻燃聚乙烯电缆料的其他重要性质受影响而降低该电缆料的利用价值等技术缺陷。
发明内容
本发明的目的是根据现有技术中的不足，提供一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料。
一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，各组分名称及各组分的重量份数为：
高密度聚乙烯树脂            45～70
线性低密度聚乙烯树脂        30～55
炭黑                        2.35～2.85
阻燃剂                      35～65
润滑剂                      3～6
抗氧剂                      0.5～2
抗菌剂        1～2
优选的，所述高密度聚乙烯树脂为：熔指是0.2±0.05g/10min，产自中石化的高密度聚乙烯树脂。
优选的，所述线性低密度聚乙烯树脂为：熔指是2±0.5g/10min，产自中石化的线性低密度聚乙烯树脂。
优选的，所述炭黑为抗紫外线高色素炉法炭黑，粒径为15nm，更优选为产自德固赛，牌号为900L的抗紫外线高色素炉法炭黑。
优选的，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷，符合RoHS指令要求，更优选为产自雅保公司的8010号阻燃剂。
优选的，所述润滑剂选自PE蜡或硬脂酸钡中的一种或多种，PE蜡和硬脂酸钡分别产自浦东富发和延安油脂。
优选的，所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯，更优选为瑞士汽巴公司生产的Irganox 1010型抗氧剂。
优选的，所述抗菌剂为无机含银离子的硅酸盐，更优选为铝硅酸盐，该铝硅酸盐是完全交联开放的网状结构，能够有效的控制抗菌银离子的释放，最优选为瑞士汽巴公司生产的IRGAGUARD B 5000。
本发明所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：按配方称量各种原料后，经捏合、挤出造粒和干燥工艺制备防霉菌阻燃聚乙烯电缆料。
所述捏合工艺为：先将防霉阻燃聚乙烯电缆料配方中的树脂粒料混合均匀，再倒入粉料，与粒料分散均匀，再加入油料，使油料均匀分布在粒料表面，与粉料共同均匀包覆于粒料上，在捏合锅中混合5～10min。
所述挤出造粒工艺的温度范围为100～140℃。
所述干燥工艺为：使用80～85℃热风流动干燥2～3小时，烘干后粒料中含有的水分不超过0.1％。如果粒料中水分含量过高，可能导致电缆料受潮而影响表面和防霉作用。
本发明制备的阻燃聚乙烯电缆料具有良好的防霉菌功能，通过了国家标准中相关试验；同时通过添加合适比例的抗菌剂，使得制备的阻燃聚乙烯电缆料既具有抗霉菌的效果，同时没有因为抗菌剂的加入而影响原有阻燃聚乙烯电缆料的性能。与现有技术相比，本发明的方法具有下述优点：一、有效抑制黑曲霉、土曲霉、出芽短梗霉等八种电缆易长霉菌的生长、成型和繁殖，使电缆免受霉菌的侵害；二、避免人们因使用电线电缆而接触到霉菌，影响健康；三、在保证电线电缆其他性能良好的基础上，能够避免因霉菌生长而被迫更换电缆，造成电缆的使用寿命减少和供电局的损失，延长了电线电缆的使用寿命；四、既优化电缆性能，也避免了电缆料的浪费和造成的环境污染，提高了电缆内部各部件的利用价值。
附图说明
图1本发明具有防霉功能的阻燃聚乙烯电缆料的生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
按照如下各组分名称及各组分重量配料：
高密度聚乙烯树脂(熔指是0.25g/10min，产自中石化)       70Kg
线性低密度聚乙烯树脂(熔指是2.5g/10min，产自中石化)    30Kg
炭黑(产自德固赛，牌号为900L)                          2.85Kg
阻燃剂(8010号阻燃剂，产自雅保公司)                    65Kg
润滑剂(PE蜡，产自浦东富发)                            6Kg
抗氧剂(Irganox 1010型抗氧剂，产自瑞士汽巴公司生产)    2Kg
抗菌剂(IRGAGUARD B 5000型抗菌剂，产自瑞士汽巴公司)    2Kg
制备方法流程图如图1所示：先将防霉阻燃聚乙烯电缆料配方中的树脂粒料混合均匀，再倒入粉料，与粒料分散均匀，再加入油料，使油料均匀分布在粒料表面，与粉料共同均匀包覆于粒料上，在捏合锅中混合10min；然后在100～140℃的温度范围内进行挤出造粒，挤出造粒工艺过程中的加工温度设定如下：
  一区   二区   三区   四区   五区   六区   七区   八区   九区   十区   十一区   十二区   机头
  140   145   145   145   140   130   110   100   100   105   110   100   135
一～八区温度设定可根据切粒情况调整±5℃；九区～十二区及机头区温度设定可根据切粒情况调整±10℃。双螺杆主机转速不大于400rpm，双螺杆主机电流不大于110A；单螺杆主机电流不大于60A。滤网40目，真空度不小于0.02Mpa。
加工完后必须马上80℃热风流动干燥2小时，并及时装袋，全抽真空包装。存放时应注意外包装不能沾到水，也不能压太高防止破包，保质期为6个月，最好在6个月内用完。使用前须检查包装袋是否漏气，开包后要及时用掉。
实施例2
各组分名称及各组分重量份数配比为：
高密度聚乙烯树脂        65Kg
线性低密度聚乙烯树脂    35Kg
炭黑                    2.75Kg
阻燃剂                  59Kg
洞滑剂                  5.4Kg
抗氧剂                  1.7Kg
抗菌剂                  1.8Kg
制备方法为：先将防霉阻燃聚乙烯电缆料配方中的树脂粒料混合均匀，再倒入粉料，与粒料分散均匀，再加入油料，使油料均匀分布在粒料表面，与粉料共同均匀包覆于粒料上，在捏合锅中混合5min；然后在100～140℃的温度范围内进行挤出造粒；最后85℃热风流动干燥3小时，并及时装袋，全抽真空包装。
实施例3
各组分名称及各组分重量份数配比为：
高密度聚乙烯树脂          60Kg
线性低密度聚乙烯树脂      40Kg
炭黑                      2.65Kg
阻燃剂                    53Kg
润滑剂                    4.8Kg
抗氧剂                    1.4Kg
抗菌剂                    1.6Kg
制备方法同实施例1。
实施例4
各组分名称及各组分重量份数配比为：
高密度聚乙烯树脂            55Kg
线性低密度聚乙烯树脂        45Kg
炭黑                        2.55Kg
阻燃剂            47Kg
润滑剂            4.2Kg
抗氧剂            1.1Kg
抗菌剂            1.4Kg
制备方法同实施例1。
实施例5
各组分名称及各组分重量份数配比为：
高密度聚乙烯树脂        50Kg
线性低密度聚乙烯树脂    50Kg
炭黑                    2.45Kg
阻燃剂                  41Kg
润滑剂                  3.6Kg
抗氧剂                  0.8Kg
抗菌剂                  1.2Kg
制备方法同实施例1。
实施例6
各组分名称及各组分重量份数配比为：
高密度聚乙烯树脂        45Kg
线性低密度聚乙烯树脂    55Kg
炭黑                    2.35Kg
阻燃剂                  35Kg
润滑剂                  3Kg
抗氧剂                  0.5Kg
抗菌剂                  1Kg
制备方法同实施例1。
对实施例1获得产品进行检测，对比值为未添加抗菌剂的测试值，典型值为检测的实施例1制备的产品各性能值。
表1实施例1中制备产品性能数据表
  试验项目名称   测试标准   单位  指标值   对比值   典型值
  熔体流动速率   GB/T 3682-2000   g/10min  ≤2.0   0.48   0.51
  拉伸强度   GB/T 1040.3-2006   MPa  ≥12.5   15.9   15.7
  断裂伸长率   GB/T 1040.3-2006   ％  ≥400   590   560
  100±2℃，240h空气烘箱热老化后 GB/T 2951.12-2008
  拉伸强度   MPa  ≥12.5   15.0   14.8
  拉伸强度最大变化率   ％  ±25   -5.7   -5.7
  断裂伸长率   ％  ≥400   490   460
  断裂伸长率最大变化率   ％  ±25   -16.9   -17.9
  20℃下体积电阻率   GB/T 1410-2006   Ω.cm  ≥1.0×1011   7.0×1013   8.3×1013
  耐环境应力开裂F0   GB/T 2951.41-2008   h  ≥500   ＞500   ＞500
  低温冲击脆化温度   GB/T 5470-2008   ℃  ≤-30   -30℃通过   -30℃通过
  介电强度   GB/T 1408.1-2006   KV/m  ≥18   25   26
  氧指数   GB/T 2406-1993   -  ≥26   26   26
防霉菌试验   GB/T 2423.16-1999标准中试验方法1中长霉程度 级 0级 不通过 通过
由表1可以看出，实施例1制备的防霉菌阻燃聚乙烯电缆料经检测，各项参数均符合指标值，有效抑制各种霉菌生长，使电缆免受霉菌的侵害，避免了人们因使用电线电缆而接触到霉菌，影响健康；同时，在维持电线电缆其他重要性能的基础上，能够避免因长霉菌而被更换掉，造成电缆的使用寿命减少和供电局的损失，使电线电缆得以继续履行其使命，也避免了电缆料的浪费和造成的环境污染，提高了电缆内部各部件的利用价值。
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

Claims (11)

1、一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，以阻燃聚乙烯电缆料的总重量计，各组分及其重量份数为：
高密度聚乙烯树脂        45～70；
线性低密度聚乙烯树脂    30～55；
炭黑                    2.35～2.85；
阻燃剂                  35～65；
润滑剂                  3～6；
抗氧剂                  0.5～2；
抗菌剂                  1～2。
2、如权利要求1所述的一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂为：熔指是0.2±0.05g/10min，产自中石化的高密度聚乙烯树脂。
3、如权利要求1所述的一种具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯树脂为：熔指是2±0.5g/10min，产自中石化的线性低密度聚乙烯树脂。
4、如权利要求1所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述炭黑为抗紫外线高色素炉法炭黑。
5、如权利要求1所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷。
6、如权利要求1所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述润滑剂选自PE蜡或硬脂酸钡中的一种或多种。
7、如权利要求1所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为聚羟基季戊四醇酯。
8、如权利要求1所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗菌剂为无机含银离子的硅酸盐。
9、权利要求1-8中任一权利要求所述具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，包括如下步骤：按配方称量各种原料后，经捏合、挤出造粒和干燥工艺制备防霉菌阻燃聚乙烯电缆料。
10、如权利要求9所述的具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述捏合工艺为：先将防霉阻燃聚乙烯电缆料配方中的聚乙烯树脂粒料混合均匀，再倒入粉料，与粒料分散均匀，再加入油料，使油料均匀分布在粒料表面，与粉料共同均匀包覆于粒料上，在捏合锅中混合5～10min。
11、如权利要求9所述具有防霉菌功能的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述挤出造粒工艺的温度范围为100～140℃，所述干燥工艺为80～85℃热风流动干燥2～3小时。
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