CN102295794B - 机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料及其制备与应用 - Google Patents

机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其制备原料包括下列质量份数的组分：基材60～90份，相容剂10～40份，无卤阻燃剂50～100份，无卤阻燃助剂5～30，抗氧剂2～4份，润滑剂0.5～2份，交联敏化剂1～4份，粉体分散剂1～5份。本发明的机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料具有成本相对低，整个体系不含卤素，耐刮，耐油，燃烧时发烟量低等优点，完全满足105℃机车薄壁线用线缆的要求。

Description

机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料及其制备与应用
技术领域
本发明涉及一种电线电缆用高分子材料，具体涉及适合机车薄壁线用的105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料。
背景技术
轨道交通机车车辆的智能化、自动化程度日益提高，这需要安装大量的各类线缆，但是轨道交通机车车辆上可用空间有限，所以对部分线缆的绝护层的厚度有限制。薄壁线就是在为满足这样的应用需求而设计的，薄壁线绝护材料壁厚通常在0.25mm左右。
现代的轨道交通机车的速度越来越高，目前已经超过300km/h。机车长期在如此高的速度下运行，剧烈的振动是无法避免的，此时其内部的线缆间一定强度的磨擦也是无法避免的。壁厚比常规要求薄得多，但是仍然要在严苛的条件下正常运行，这就对机车薄壁线用绝护材料提出了更加严格的要求。
目前国内外机车薄壁线绝护层常用的材料的聚醚醚酮(PEEK)，但是PEEK价格昂贵，不能用普通挤出设备挤出，且挤出工艺难以控制，更重要的是国内此类原材料并没有很好的工业化，与进口原材料相比存在诸多问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种成本相对低廉且性能良好的机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料。
本发明采用了下述技术方案来解决上述技术问题：
一种105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其制备原料包括基材、相容剂、无卤阻燃剂、无卤阻燃助剂、抗氧剂、润滑剂、交联敏化剂、耐刮助剂和粉体分散助剂，各原料的质量份数如下：
基材                              60～90份
相容剂                            10～40份
无卤阻燃剂                 50～100份
无卤阻燃助剂               5～30份
抗氧剂                     2～4份
润滑剂                     0.5～2份
交联敏化剂                 1～4份
粉体分散剂                 1～5份
本发明的低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的制备原料不含卤素，低烟是指按EN50268-2规定的程序进行测量，透光率大于70％。
所述基材为高密度聚乙烯(HDPE)，熔融指数范围为0.8-5.0g/10min，密度为0.95-0.96g/cm3。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE)，熔融指数范围为0.2-0.8g/10min。较佳的，所述马来酸酐接枝聚烯烃弹性体选自埃克森的5101、5061、0201、5062。
所述熔融指数均为190℃负荷2.16kg下检测。
所述无卤阻燃剂包括有机硅复合物和氢氧化镁。其中，所述氢氧化镁和有机硅复合物的质量比为(8-11)∶1。所述有机硅复合物可选自甲基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶。
所述无卤阻燃助剂为三氧化二锑。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，例如抗氧剂1010，其化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述润滑剂包括硬脂酸镁和聚乙烯蜡，所述聚乙烯蜡的MW范围为1000-5000。优选的，所述硬脂酸镁和聚乙烯蜡混合的质量比为5∶1。
所述交联敏化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
所述粉体分散剂为乙烯基硅烷A172(乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷)。
本发明的105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的制备方法如下：
将原料组分经塑料高混机(速度范围800-1500rpm)混合、双螺杆挤出造粒机组塑化造粒并充分干燥后，即得。双螺杆温度范围在170℃-220℃，转速为200-300转/分。
较佳的，本发明的105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料适用的辐照工艺为：辐照设备为电子加速器能量2MeV、束流40mA、功率80KW、扫描宽度1300mm，辐照的具体工艺有热延伸控制，热延伸控制在60％-80％范围内。
本发明的105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料尤其适用于制备机车薄壁电缆线。
所述机车薄壁电缆线的电缆线壁厚度为0.20-0.25mm。
本发明采取辐照交联聚烯烃复合物制备机车薄壁线用护套材料，参照的标准为：EN50306-2002。与PEEK相比辐照交联聚烯烃有如下优点：(1)原材料为聚烯烃，来源丰富，价格适中；(2)可以使用市面上现有聚烯烃的加工设备，挤出工艺良好；(3)成本低廉，耐刮擦，耐油，整个体系不含卤素，燃烧时发烟量低。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步解释本发明。实施例仅为了帮助更好理解本发明，并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1
原料组分如下：
成份                                     质量份数
HDPE密度为0.954                          80份
POE5062接枝物熔指                        0.620份
甲基硅橡胶复合物                         10份
氢氧化镁                                 80份
三氧化二锑                               10份
抗氧剂1010                               4份
硬脂酸镁                                 1份
聚乙烯蜡                                 0.2份
三烯丙基异三聚氰酸酯                     3份
A17                                      23份
制备方法：以上原料组分经塑料高混机混合、双螺杆挤出造粒机组塑化造粒并干燥后即得产品。
实施例2
原料组分如下：
成份                         质量份数
HDPE密度为0.958              85份
POE5062接枝物熔指0.6         15份
甲基硅橡胶复合物             8份
氢氧化镁                     85份
三氧化二锑                   10份
抗氧剂1010                   4份
硬脂酸镁                     1份
聚乙烯蜡                     0.2份
三烯丙基异三聚氰酸酯         3份
A172                         3份
制备方法同实施例1。
实施例3
原料组分如下：
成份                         质量份数
HDPE密度为0.958              90份
POE5061接枝物熔指0.6         10份
甲基硅橡胶复合物             10份
氢氧化镁                     90份
三氧化二锑                   10份
抗氧剂1010                   4份
硬脂酸镁                     1份
聚乙烯蜡                     0.2份
三烯丙基异三聚氰酸酯         3份
A172                         3份
制备方法同实施例1。
实施例4
原料组分如下：
成份                       质量份数
HDPE密度为0.956            90份
POE5061接枝物熔指0.4       10份
甲基硅橡胶复合物           10份
氢氧化镁                   90份
三氧化二锑                 10份
抗氧剂1010                 4份
硬脂酸镁                   1份
聚乙烯蜡                   0.2份
三烯丙基异三聚氰酸酯       3份
A172                       3份
制备方法同实施例1。
实施例5
原料组分如下：
成份                      质量份数
HDPE密度为0.956           85份
POE 0201接枝物熔指0.2     15份
甲基硅橡胶复合物          10份
氢氧化镁                  90份
三氧化二锑                10份
抗氧剂1010                4份
硬脂酸镁                  1份
聚乙烯蜡                  0.2份
三烯丙基异三聚氰酸酯      3份
A172                      3份
制备方法同实施例1。
实施例(1-3)制得的机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的技术参数如表1.所示：
表1.
Figure BSA00000182311000061
从表1中各项指标可以看出，本发明的机车薄壁线用105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料具有优异的机械性能、抗老化性能、耐油性能以及耐高温性能。

Claims (8)

1.一种105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其制备原料组分及各组分的质量份数为：
所述基材为高密度聚乙烯；所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体；所述无卤阻燃剂包括有机硅复合物和氢氧化镁；所述无卤阻燃助剂为三氧化二锑；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述润滑剂包括硬脂酸镁和聚乙烯蜡；所述交联敏化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯；所述粉体分散剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。
2.如权利要求1所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的熔融指数范围为0.8-5.0g/10min，密度为0.950-0.960g/cm3。
3.如权利要求1所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其特征在于，所述无卤阻燃剂中，所述氢氧化镁和有机硅复合物的质量比为(8-11)∶1。
4.如权利要求1所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.如权利要求1所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料，其特征在于，所述润滑剂中，所述硬脂酸镁和聚乙烯蜡混合的质量比为5∶1。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料的制备方法，为将原料组分按配比经塑料高混机混合后，双螺杆挤出造粒机组塑化造粒并充分干燥后获得产品。
7.如权利要求1-5任一权利要求所述105℃辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃护套料用于制备机车薄壁电缆线的用途。
8.如权利要求7所述用途，其特征在于，所述机车薄壁电缆线的电缆线壁厚度为0.20mm-0.25mm。
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