CN101921437A - 低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料及生产方法 - Google Patents

低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其按重量比包含：三元乙丙橡胶100份、SEBS503和/或马来双酐接枝SEBS50～200份、增强剂55～100份、增塑软化剂100～300份、颜料0～5份、助剂8～12份、交联剂1～4份、阻燃剂150～550份、液体增强软化橡胶40～150份；其制备步骤为，首先由SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS、增塑软化剂、增强剂、颜料和三元乙丙胶颗粒经混炼、塑炼、冷却、切粒，制备热塑性弹性体母胶，然后再将此热塑性弹性体母胶与助剂、阻燃剂、液体增强软化橡胶混合配料，加入混料机中搅拌均匀，再经混炼、塑炼、冷却、切粒，得成品。本发明的产品在不含卤素的同时具有优良的阻燃耐火功效，同时在零下40℃的低温条件下不脆化、不硬化；本发明制备方法的设备、工艺简单，整个生产过程不存在任何“三废”排放和环境污染。

Description

低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料及生产方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造电缆绝缘护套的线缆料，尤其是一种耐低温的低烟无卤阻燃耐火线缆料；本发明还涉及此线缆料的生产方法。
背景技术
目前，现有的低烟无卤电缆料采用低密度聚乙烯（LDPE）和乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）为基准原料添加阻燃剂及助剂塑炼制成。产品硬度在90～93度A之间，使用中不便移动、弯曲。阻燃型橡套电缆材料采用氯丁胶（CR）和氯化聚乙烯（CPE），阻燃体系采用三氧化二锑、十溴二苯醚、氯化石蜡、磷酸酯，即锑－氯－溴－磷阻燃体系。因大量卤素及橡胶本身中含大量氯离子，在燃烧及阻燃过程中必然会产生大量卤化氢气体，形成对生命体的强烈的窒息和对环境的严重污染。并且，在现行国内生产工艺的生产过程中，需要添加一定有毒副作用的硫化助剂在高温、高压条件下（蒸气管道）硫化，设备复杂，投资昂贵，原辅材料和反应副产品中存在大量有毒害物质，生产过程中高温、高压存在严重的不安全隐患；同时生产消耗大，废品率高，造成生产成本提高；并且有大量“三废”排放，形成恶劣的环境污染。可以说，现行工艺属“高能耗，高排放，高污染”的工艺产品，完全不符合当前国家产品、产业政策和发展的长远利益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，不含卤素的同时具有优良的阻燃耐火功效，同时在零下40℃的低温条件下不脆化、不硬化；为此，本发明同时提供此低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的制备方法，此制备方法的设备、工艺简单，整个生产过程不存在任何“三废”排放和环境污染。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含：三元乙丙橡胶100份、SEBS503和/或马来双酐接枝SEBS 50～200份、增强剂55～100份、增塑软化剂100～300份、颜料0～5份、助剂8～12份、交联剂1～4份、阻燃剂150～550份、液体增强软化橡胶40～150份；
其中，所述三元乙丙橡胶为美国杜邦公司生产的4725P和3722P中的一种或两种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌中的两种或三种；所述液体增强软化橡胶为液体聚异丁烯和液体聚丁二烯中的一种或两种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述增强剂选自聚丙烯、接枝率2wt%～9wt%的马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、接枝率9wt%～15wt%的马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述增塑软化剂选自环烷油、26#白油、32#白油中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述颜料选自钛白粉、荧光增白剂、酞菁兰、酞菁绿、立索尔宝红、立索尔大红、永固黄、联苯胺黄、炭黑中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述助剂选自硬酯酸锌、硬酯酸、聚乙烯蜡、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或几种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述交联剂选自双（叔丁基过氧化异丙基）苯和2，5-二甲基-2，5（双叔丁基过氧化）己烷中的一种或两种。
上述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其步骤包括：
A、热塑性弹性体母胶的制备：
A-1、首先取SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS进行搅拌，搅拌过程中分批次加入增塑软化剂，此增塑软化剂的加入量为其总用量的80～95％，以保证增塑软化剂被SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS充分均匀吸收；
A-2、加入剩余的增塑软化剂和增强剂、颜料，混合均匀；
A-3、在上述混合均匀的原料中加入三元乙丙胶颗粒，搅拌均匀；
A-4、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺得充分混炼的颗粒，将此颗粒加入混合搅料机中，加入交联剂并混合搅拌均匀，制得“动态交联硫化型热塑性弹性体阻燃耐火电缆料母胶”；
其中，上述各物料的用量重量比为，三元乙丙橡胶100份、SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS 50～200份、增强剂55～100份、增塑软化剂100～300份、颜料0～5份、交联剂1～4份；
B、低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的制备：
B-1、将步骤A所得热塑性弹性体母胶与助剂、阻燃剂、液体增强软化橡胶混合配料，加入混料机中搅拌均匀；
B-2、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺，得成品；
其中，上述各物料的用量重量比为，助剂8～12份、阻燃剂150～550份、液体增强软化橡胶40～150份。
作为上述生产方法的一种优选技术方案，所述三元乙丙橡胶为美国杜邦公司生产的4725P和3722P中的一种或两种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌中的两种或三种；所述液体增强软化橡胶为液体聚异丁烯和液体聚丁二烯中的一种或两种;所述增强剂选自聚丙烯、接枝率2wt%～9wt%的马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、接枝率9wt%～15wt%的马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种;所述增塑软化剂选自环烷油、26#白油、32#白油中的一种或几种;所述颜料选自钛白粉、荧光增白剂、酞菁兰、酞菁绿、立索尔宝红、立索尔大红、永固黄、联苯胺黄、炭黑中的一种或几种;所述助剂选自硬酯酸锌、硬酯酸、聚乙烯蜡、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或几种。
作为上述生产方法的一种优选技术方案，步骤A-1中所述增塑软化剂的加入量为其总用量的90％。
作为上述生产方法的一种优选技术方案，步骤A-4中，将所述塑炼后的原料在185～210℃下进行二次塑炼，然后再进行冷却、切粒和交联处理。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
①本发明所选用“万用相容剂SEBS503和马来酸酐接枝SEBS”为主原料，并选用三元乙丙胶和液体聚异丁烯或聚丁二烯几种耐低温的物料并用，这几种高分子材料结构、性质相似，能相共容，相互作用能够改变每一种高分子材料的性质，提高共容物的性能，所得产品耐低温-40℃不脆化、不硬化，耐寒性凸出，理化指标远超出各物料单独使用的效果；
②本发明选用属于第三代橡胶的热塑性橡胶、塑料和弹性体为原料，利用塑料挤出机高速旋转形成的剪切力，在特定温度下使多种原料通过共混进行物理-化学反应，生成的新型高分子化合物——热塑性弹性体，与现有产品相比在耐寒、阻燃、环保等方面具有凸出的优越性；
③本发明所采用的氢氧化镁、氢氧化铝等阻燃剂，绿色环保，不含卤素，所制备的产品阻燃耐火性能优良；
④本发明的原料中：SEBS具有良好的耐火性、耐热性、耐压缩变形性和优异的力学性能，具有良好的稳定性和耐老化性，是无需硫化即可使用的弹性体；SEBS503是牌号为YH-503的SEBS，具有较好的力学性能和充油性能；马来酸酐接枝SEBS是一种带有极性的热塑性弹性体，具有优异的相容性、低温柔韧性；三元乙丙胶具有机械强度高，耐寒性突出，加工性能好，耐氧化、耐老化、耐霉菌的特点；
⑤另外，本发明的制备方法设备、工艺简单，整个生产过程不存在任何“三废”排放和环境污染。
具体实施方式
以下实施例详细说明了本发明。制备本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。
实施例1
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表1所示组分：
表1. 实施例1产品组分
Figure 38761DEST_PATH_IMAGE001
上述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其步骤包括：
A、热塑性弹性体母胶的制备：
A-1、首先取SEBS503和马来酸酐接枝SEBS各50份混合搅拌，搅拌过程中分批次加入增塑软化剂，此增塑软化剂的加入量为其总用量的80～95％，以保证增塑软化剂被SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS充分均匀吸收；其中，增塑软化剂具体为26＃白油100份和32＃白油50份；
A-2、加入剩余的增塑软化剂和增强剂、颜料，混合均匀；其中，增强剂具体为均聚型聚丙烯40份、接枝率为2wt％～9wt％的马来酸酐接枝聚丙烯20份和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10份；颜料具体为钛白粉0.5份；
A-3、在上述混合均匀的原料中加入美国杜邦公司产4725P或3722P型三元乙丙胶颗粒100份，搅拌均匀；
A-4、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺得充分混炼的颗粒，将此颗粒加入混合搅料机中，加入交联剂并混合搅拌均匀，制得“动态交联硫化型热塑性弹性体阻燃耐火电缆料母胶”；其中，交联剂具体为双（叔丁基过氧化异丙基）苯1份；
B、低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的制备：
B-1、将步骤A所得热塑性弹性体母胶与助剂、阻燃剂、液体增强软化橡胶混合配料，加入混料机中搅拌均匀；其中，助剂具体为硬酯酸锌2份、硬酯酸2份、聚乙烯蜡1份、抗氧剂1010或1076 1.5份、紫外线吸收剂UV-531 0.4份；阻燃剂具体为氢氧化镁110份、氢氧化铝40份、硼酸锌10份；液体增强软化橡胶具体为液体聚异丁烯或液体聚丁二烯40份；
B-2、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺，得成品。
实施例2
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表2所示组分：
表2. 实施例2产品组分
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例3
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表3所示组分：
表3. 实施例3产品组分
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例4
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表4所示组分：
表4. 实施例4产品组分
Figure 969481DEST_PATH_IMAGE004
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例5
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表5所示组分：
表5. 实施例5产品组分
Figure 585008DEST_PATH_IMAGE005
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例6
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表6所示组分：
表6. 实施例6产品组分
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例7
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表7所示组分：
表7. 实施例7产品组分
Figure 441285DEST_PATH_IMAGE007
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例8
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表8所示组分：
表8. 实施例8产品组分
Figure 153283DEST_PATH_IMAGE008
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例9
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表9所示组分：
表9. 实施例9产品组分
Figure 695254DEST_PATH_IMAGE009
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
实施例10
本实施例的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料按重量比包含表10所示组分：
表10. 实施例10产品组分
Figure 337850DEST_PATH_IMAGE010
其制备方法与实施例1的制备方法类同。
本发明上述实施例中的SEBS503首选岳阳石化产SEBS503。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (10)

1.低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：
其按重量比包含：三元乙丙橡胶100份、SEBS503和/或马来双酐接枝SEBS 50～200份、增强剂55～100份、增塑软化剂100～300份、颜料0～5份、助剂8～12份、交联剂1～4份、阻燃剂150～550份、液体增强软化橡胶40～150份；
其中，所述三元乙丙橡胶为美国杜邦公司生产的4725P和3722P中的一种或两种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌中的两种或三种；所述液体增强软化橡胶为液体聚异丁烯和液体聚丁二烯中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：所述增强剂选自聚丙烯、接枝率2wt%～9wt%的马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、接枝率9wt%～15wt%的马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：所述增塑软化剂选自环烷油、26#白油、32#白油中的一种或几种。
4.根据权利要求１所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：所述颜料选自钛白粉、荧光增白剂、酞菁兰、酞菁绿、立索尔宝红、立索尔大红、永固黄、联苯胺黄、炭黑中的一种或几种。
5.根据权利要求１所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：所述助剂选自硬酯酸锌、硬酯酸、聚乙烯蜡、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料，其特征在于：所述交联剂选自双（叔丁基过氧化异丙基）苯和2，5-二甲基-2，5（双叔丁基过氧化）己烷中的一种或两种。
7.权利要求１-6任一项所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其特征步骤在于：
A、热塑性弹性体母胶的制备：
A-1、首先取SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS进行搅拌，搅拌过程中分批次加入增塑软化剂，此增塑软化剂的加入量为其总用量的80～95％，以保证增塑软化剂被SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS充分均匀吸收；
A-2、加入剩余的增塑软化剂和增强剂、颜料，混合均匀；
A-3、在上述混合均匀的原料中加入三元乙丙胶颗粒，搅拌均匀；
A-4、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺得充分混炼的颗粒，将此颗粒加入混合搅料机中，加入交联剂并混合搅拌均匀，制得“动态交联硫化型热塑性弹性体阻燃耐火电缆料母胶”；
其中，上述各物料的用量重量比为，三元乙丙橡胶100份、SEBS503和/或马来酸酐接枝SEBS 50～200份、增强剂55～100份、增塑软化剂100～300份、颜料0～5份、交联剂1～4份；
B、低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的制备：
B-1、将步骤A所得热塑性弹性体母胶与助剂、阻燃剂、液体增强软化橡胶混合配料，加入混料机中搅拌均匀；
B-2、上步所得产品用塑料挤出机在185～210℃、8～32转/分的条件下塑炼，使原料混炼、塑炼均匀，再经冷却、切粒工艺，得成品；
其中，上述各物料的用量重量比为，助剂8～12份、阻燃剂150～550份、液体增强软化橡胶40～150份。
8.根据权利要求7所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其特征在于：所述三元乙丙橡胶为美国杜邦公司生产的4725P和3722P中的一种或两种；所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌中的两种或三种；所述液体增强软化橡胶为液体聚异丁烯和液体聚丁二烯中的一种或两种;所述增强剂选自聚丙烯、接枝率2wt%～9wt%的马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、接枝率9wt%～15wt%的马来酸酐接枝聚苯乙烯中的一种或几种;所述增塑软化剂选自环烷油、26#白油、32#白油中的一种或几种;所述颜料选自钛白粉、荧光增白剂、酞菁兰、酞菁绿、立索尔宝红、立索尔大红、永固黄、联苯胺黄、炭黑中的一种或几种;所述助剂选自硬酯酸锌、硬酯酸、聚乙烯蜡、抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其特征在于：步骤A-1中所述增塑软化剂的加入量为其总用量的90％。
10.根据权利要求7所述的低烟无卤热塑性弹性体阻燃耐火线缆料的生产方法，其特征在于：步骤A-4中，将所述塑炼后的原料在185～210℃下进行二次塑炼，然后再进行冷却、切粒和交联处理。
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