CN101649088A

CN101649088A - 膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料

Info

Publication number: CN101649088A
Application number: CN200910167665A
Authority: CN
Inventors: 李碧英; 卢国建; 兰彬; 张帆; 阳世群; 张玉才
Original assignee: Sichuan Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Current assignee: Sichuan Fire Research Institute of Ministry of Public Security
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: CN101649088B

Abstract

本发明提供一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于组分按重量份计是：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯80～60份，复合阻燃剂45～65份，接枝剂5～15份，抗氧剂1.0～2.0份，紫外线吸收剂1.0～2.0份，加工助剂1.0～3.0份。该材料柔韧性好，断裂伸长率高，拉伸强度好，电绝缘性好，阻燃性好，较好地满足了电缆料的燃烧性能、力学性能及热性能。主要用作电缆的外包覆材料。

Description

膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料。

背景技术

聚丙烯与其它原料配合后广泛用于电缆材料中。中国专利CN101418102A公开了一种高温无卤阻燃聚丙烯/三元乙丙橡胶电缆料及其制备方法。其组分按重量份计包括聚丙烯10～25份，三元乙丙橡胶25～40份，聚磷酸铵30～40份，硅酮1～3份，橡胶油5～20份，交联剂0.3～1.0份，交联助剂0.2～2.5份，加工助剂0.5～1.5份。其中，基体树脂是聚丙烯、三元乙丙橡胶，二者与极性阻燃剂相容性很差，阻燃剂在基体树脂中分散困难，致使电缆料产品存在力学性能差、耐环境应力开裂性能差以及燃烧性能差等缺点，再者，阻燃剂选用单一聚磷酸铵，阻燃效果较差，阻燃剂添加量也较多。中国专利CN 1506398A公开了一种聚丙烯无卤阻燃电缆料的制备方法，它以占阻燃电缆料总重量60～75％的高抗冲聚丙烯(丙烯-乙烯共聚物)与乙烯-辛烯共聚物的混合物为基本树脂。两种基体树脂均为非极性材料，存在与阻燃剂相容性差、阻燃剂在电缆料中分散困难等缺点，再者，其中，无卤阻燃剂是占阻燃电缆总重量22～40％的重量比为3∶1的聚磷酸铵、季戊四醇粉的混合物或单独使用季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐类化合物与占阻燃电缆总重量0～3％的协同添加剂红磷、白炭黑、分子筛中的一种或多种组合而成。所得电缆料的拉伸强度大于14MPa，断裂伸长率大于250％，氧指数大于35，垂直燃烧试验通过UL94V0级。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种柔韧性好，断裂伸长率高，拉伸强度好，电绝缘性好，阻燃性好，较好地满足了电缆料的燃烧性能、力学性能及热性能的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料。

本发明膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料其组分按重量份计是：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯80～60份，复合阻燃剂45～65份，接枝剂5～15份，抗氧剂1.0～2.0份，紫外线吸收剂1.0～2.0份，加工助剂1.0～3.0份。其中，复合阻燃剂是基本阻燃剂与阻燃协效剂的混合物，其配合比例按重量份计是基本阻燃剂∶阻燃协效剂＝40～50∶5～15。基本阻燃剂是聚磷酸铵、季戊四醇及三聚氰胺的混合物，配合比例按重量份计是聚磷酸铵∶季戊四醇∶三聚氰胺＝25～35∶10～15∶2～5。聚磷酸铵的聚合度以大于1000为好；阻燃协效剂是白度化微胶囊红磷阻燃剂、有机化纳米蒙脱土、硼酸锌及有机硅阻燃剂中的至少一种，当选用两种及两种以上时，可以是任意比例混合；接枝剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种；抗氧剂是四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)中的至少一种，当为两种或两种经上时可以是任意比例混合；紫外线吸收剂是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)、2-(2′-羟基-3′，5一二叔丁基苯基)苯并三唑(UV328)、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV327)中的一种；加工助剂是聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种，当为两种或两种以上时，可以是任意比例混合。

本发明膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料的优点在于1)、本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料基体树脂是聚丙烯与乙烯醋酸乙烯的共混物，既克服了单一聚丙烯电缆料硬度太高、柔韧性差、断裂伸长率低等问题，同时又可克服以单一乙烯醋酸乙烯树脂为基体电缆料热变形温度低、拉伸强度差、电绝缘性差、耐环境应力差等问题；2)本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料中的膨胀型无卤复合阻燃剂是以聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺为基本阻燃剂，外添加白度化微胶囊红磷阻燃剂、纳米蒙脱土、硼酸锌、有机硅阻燃剂中的至少一种复配而成的复合型阻燃剂，该复合阻燃剂集多种阻燃机理于一体，有利于进一步发挥阻燃剂的协同阻燃作用，减少阻燃剂添加量，从而提高电缆料的力学性能和燃烧性能；3)本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料中均加入了接枝改性剂，同时所加入的阻燃剂均经过偶联剂处理，从而使阻燃剂在电缆料中的分散性得到显著改善，两种树脂的相容性也得到进一步提高，另外阻燃剂经偶联剂处理后也可显著改善其吸湿性问题，从而使电缆料的绝缘性得到进一步提高；4)本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料的拉伸强度达到15.2MPA、断裂伸长率达到566.7％，氧指数达到35.0％、水平垂直燃烧达到UL 94V0级，700℃残炭量可以达到18.08％，同时最大热释放速率下降到为193.5kw/m²，较好的满足了电缆料的燃烧性能、力学性能以及热性能。主要用作电缆的外包覆材料。

具体实施方式

实施例1：

原料组分按重量份计是：

聚丙烯 40，

乙烯醋酸乙烯 60，

接枝剂(马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物) 15，

复合阻燃剂 65，

抗氧剂(四(β3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯) 2，

紫外线吸收剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮) 1，

加工助剂(聚乙烯蜡) 2。

其中，

复合阻燃剂按重量份计是：

基本阻燃剂(聚磷酸铵∶季戊四醇∶三聚氰胺＝30∶15∶5) 50，

阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷) 15。

将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155～160℃、160～165℃、170～175℃、175～185℃、175～185℃、155～160℃。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度为13.5MPa，断裂伸长率为418.6％，氧指数为32，水平垂直燃烧实验通过UL-94V0级，700℃残炭量达到12.8％，最大热释放速率为247.1kw/m²。

实施例2

原料组分按重量份计是：

聚丙烯 30，

乙烯醋酸乙烯 70，

复合阻燃剂 57，

接枝剂(马来酸酐接枝聚乙烯) 10，

抗氧剂(四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、

硫代二丙酸二月桂酯) 1，

紫外线吸收剂(2-(2′-羟基-3′，5一二叔丁基苯基)苯并三唑) 1.5，

加工助剂(聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌) 3。

其中，

复合阻燃剂按重量份计是：

基本阻燃剂(聚磷酸∶季戊四醇∶三聚氰胺＝35∶10∶2) 47，

阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷、有机硅) 10。

将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155～160℃、160～165℃、170～175℃、175～185℃、175～185℃、155～160℃。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度达到15.2MPA、断裂伸长率达到566.7％，氧指数达到35.0％、水平垂直燃烧达到UL 94V0级，700℃残炭量可以达到18.08％，同时最大热释放速率下降到为193.5kw/m²

实施例3

原料组分按重量份计是：

聚丙烯 20，

乙烯醋酸乙烯 80，

接枝剂(马来酸酐接枝聚丙烯) 5，

复合阻燃剂 45，

抗氧剂(四(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、

三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、

2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮) 1.5，

紫外线吸收剂(5′-二叔丁基苯基-5-氯代苯并三唑) 2

加工助剂(硬脂酸锌、硬脂酸钙) 1。

其中，

复合阻燃剂按重量份计是：

基本阻燃剂(聚磷酸铵∶季戊四醇∶三聚氰胺＝25∶12∶3) 40，

阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷、纳米蒙脱土、

有机硅) 5。

将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155～160℃、160～165℃、170～175℃、175～185℃、175～185℃、155～160℃。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度为12.5MPa，断裂伸长率为587.3％，氧指数为28，水平垂直燃烧实验通过UL-94V0级，700℃残炭量达到9.2％，最大热释放速率为395.8kw/m²。

Claims

1、一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于组分按重量份计是：聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯80～60份，复合阻燃剂45～65份，接枝剂5～15份，抗氧剂1.0～2.0份，紫外线吸收剂1.0～2.0份，加工助剂1.0～3.0份。

2、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于复合阻燃剂是基本阻燃剂与阻燃协效剂的混合物，其配合比例按重量份计是基本阻燃剂∶阻燃协效剂＝40～50∶5～15，其中，基本阻燃剂是聚磷酸铵、季戊四醇及三聚氰胺的混合物，配合比例按重量份计是聚磷酸铵∶季戊四醇∶三聚氰胺＝25～35∶10～15∶2～5；阻燃协效剂是白度化微胶囊红磷阻燃剂、有机化纳米蒙脱土、硼酸锌及有机硅阻燃剂中的至少一种。

3、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于接枝剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种。

4、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于抗氧剂是四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。

5、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于紫外线吸收剂是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′，5一二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑中的一种。

6、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于加工助剂是聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种；

7、根据权利要求2所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于聚磷酸铵的聚合度大于1000。