CN102585386B - 一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法 - Google Patents

一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种155℃高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法，包括：主基料颗粒的制备：将三元乙丙胶、聚4-甲基戊烯的共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE、复配抗氧剂、润滑剂聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂加入到高速混合机混合，然后熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；辅助基料颗粒的制备：把硅橡胶、腈硅橡胶、三元乙丙胶、防老剂RD、高效膨胀型无卤阻燃剂、滑石粉加入到密炼机中密炼，挤出造粒。取制备的主基料颗粒与辅助基料颗粒加入到高速混合机中混合，然后熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成品。本发明高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料耐油、阻燃，耐高温、耐磨、强度高。

Description

一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种155℃辐照交联高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法。
背景技术
目前低烟无卤烯烃类主要耐高温特种线缆产品有：铜芯耐热150℃高强度薄壁交联聚烯烃绝缘无卤低烟阻燃机车车辆用电缆，型号：WDZ-DCYJ/B-150； 155℃铜芯辐照交联聚烯烃绝缘电机绕组引接软线（F级）；150℃辐照交联阻燃聚烯烃绝缘电器安装线；150℃辐照交联阻燃聚烯烃汽车薄壁线束（靠近发动机线束）；125℃光伏线缆等，这些线缆使用条件苛刻，性能要求极高，主要是：具备耐高温、耐磨、高强度、耐油、阻燃、柔软。
目前国内市场上低烟无卤材料大部分是70-90℃级热塑性护套材料。交联型的一般是辐照交联和硅烷交联，技术尚不完全成熟，耐温等级最高的是105℃辐照交联，国内能够批量生产的厂家为数不多，且性能不稳定，强度低，工艺性能不佳。因此，上述耐高温电缆目前实际使用的大部分是价格昂贵的聚醚醚酮PEEK、聚酯弹性TPEE、硅橡胶以及进口的交联型烯烃材料，来代替聚烯烃材料，PEEK市场价格大约1000元/公斤左右，TPEE市场价格60元/公斤左右，硅橡胶及进口高温聚烯烃价格在50元/公斤左右。但上述特种线缆要求使用的是低烟无卤聚烯烃材料，但实际上目前线缆厂家都没有使用聚烯烃材料，因为目前市场上没有一种聚烯烃能够通过此类线缆的性能测试。鉴于此，申请人研发了此类耐高温低烟无卤烯烃类特种线缆材料，以满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法，所得高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料耐油、阻燃，耐高温、耐磨、强度高。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法，包括以下步骤：
第一步：主基料颗粒的制备：将三元乙丙胶（美国杜邦公司的4725P）、聚4-甲基戊烯的共聚物TPX、乙烯-辛烯共聚物POE、复配抗氧剂、润滑剂聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂（PPA）加入到高速混合机，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区210±5℃，三区230±5℃，四区245±5℃，五区240±5℃。所用EPDM、TPX、POE、复合抗氧剂、聚乙烯蜡、流变剂的比例：20-30:50-70:10-20：0.5-0.5:0.8-1:0.3-0.6:0.5-0.8。
第二步：辅助基料（弹性体颗粒）颗粒的制备：把硅橡胶（甲基乙烯基硅橡胶C-101）、腈硅橡胶、三元乙丙胶（美国杜邦公司的4725P）、防老剂RD、高效膨胀型无卤阻燃剂（结晶Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度大于1500）、滑石粉（3500目）加入到密炼机中，密炼机温度80℃，密炼3分钟后加入10号白油、白炭黑、敏化剂TMPTMA（三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯），然后再密炼5-7分钟，排入橡胶造粒机中进行挤出造粒。橡胶造粒挤出机的工作温度为：一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区90±5℃，五区80±5℃。硅橡胶、腈硅橡胶、EPDM、防老剂RD、阻燃剂、滑石粉、白油、白炭黑、敏化剂的比例为：20-30:20-30:50-60:1.5-2:10-15:2-3:3-5:20-30:2-3。
第三步：主基料颗粒与辅助基料颗粒混合制备成品-高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料：取制备好的主基料颗粒与辅助基料颗粒加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成品颗粒；挤出机的工作温度为：一区160±5℃，二区180±5℃，三区220±5℃，四区245±5℃，五区230±5℃。所用主基料颗粒与辅助基料颗粒的比例：60-70:30-40。
本发明155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料耐油、阻燃，耐高温、耐磨、强度高；制备出线缆导体正常工作温度155℃，抗张强度≥30MPa，耐油阻燃，挤出速度大于800米/分，绝缘厚度最薄达0.3mm,能通过1000次以上的磨刮实验。
本发明产品最终性能如下表：
Figure 2012100057462100002DEST_PATH_IMAGE001
Figure 175671DEST_PATH_IMAGE002
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明
一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法：
第一步：主基料颗粒的制备：将20-30Kg三元乙丙胶、50-70Kg聚4-甲基戊烯的共聚物TPX、10-20Kg POE8480、0.3-0.5Kg复配抗氧剂、0.8-1Kg润滑剂聚乙烯蜡、0.3-0.6Kg甲基苯基硅油、0.5-0.8Kg流变剂加入到高速混合机，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区210±5℃，三区230±5℃，四区245±5℃，五区240±5℃。
第二步：辅助基料（弹性体颗粒）颗粒的制备：把20-30Kg硅橡胶、20-30Kg腈硅橡胶、50-60Kg三元乙丙胶、1.5-2Kg防老剂RD、10-15Kg高效膨胀型无卤阻燃剂、2-3Kg滑石粉加入到密炼机中，密炼机温度80℃，密炼3分钟后加入3-5Kg10号白油、20-30Kg白炭黑、2-3Kg敏化剂TMPTMA，然后再密炼5-7分钟，排入橡胶造粒机中进行挤出造粒。橡胶造粒挤出机的工作温度为：一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区90±5℃，五区80±5℃。
第三步：主基料颗粒与辅助基料颗粒混合制备成品：取60-70Kg主基料颗粒与30-40Kg辅助基料颗粒加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成品颗粒；挤出机的工作温度为：一区160±5℃，二区180±5℃，三区220±5℃，四区245±5℃，五区230±5℃。
本发明所用主要原材料说明：
EPDM：颗粒橡胶弹性体，美国杜邦公司生产，型号：4725P。
 TPX：   聚4-甲基-1-戊烯的共聚物,具备优异的耐热性，密度是0.833～0.835kg/m3，日本三井化学株式会社生产。
 POE8480：美国陶氏公司产品，高强度乙烯-辛烯共聚物，拉伸强度35.3MPa，断裂伸长率大于750%。
腈硅橡胶：提高产品的耐油耐热性。
石蜡：工业级固体石蜡，白色蜡状固体，熔点48℃。
防老剂RD：淡黄色至琥珀色粉末或薄片，无毒。
敏化剂TMPTMA：无色或微黄色透明液体，交联助剂。
复配抗氧剂：60%抗氧剂1010#+20%抗氧剂168+20%抗氧剂PS800。
白油：10号白油，润滑剂。
硅油：甲基苯基硅油，润滑剂。
 PPA：流变剂，美国3M公司含氟高分子聚合物为基础结构的加工助剂。
聚乙烯蜡：润滑剂。
滑石粉：隔离剂，3500目。
高效膨胀型无卤阻燃剂: 聚磷酸铵（结晶Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度大于1500）。
白炭黑：补强剂。
 实施例1：一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料及其制备方法：该制备方法依次包括以下步骤：
第一步：主基料颗粒的制备：将20Kg三元乙丙胶、50Kg聚4-甲基戊烯的共聚物TPX、10KgPOE8480、0.3Kg复配抗氧剂、0.8Kg润滑剂聚乙烯蜡、0.3Kg甲基苯基硅油、0.5Kg流变剂加入到高速混合机，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；挤出机的工作温度为：一区170±5℃，二区210±5℃，三区230±5℃，四区245±5℃，五区240±5℃。
第二步：辅助基料（弹性体颗粒）颗粒的制备：把20Kg硅橡胶、20Kg腈硅橡胶、50Kg三元乙丙胶、1.5Kg防老剂RD、10Kg高效膨胀型无卤阻燃剂、2Kg滑石粉加入到密炼机中，密炼机温度80℃，密炼3分钟后加入3Kg10号白油、20Kg白炭黑、2Kg敏化剂TMPTMA，然后再密炼5-7分钟，排入橡胶造粒机中进行挤出造粒。橡胶造粒挤出机的工作温度为：一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区90±5℃，五区80±5℃。
第三步：主基料颗粒与辅助基料颗粒混合制备成品：取60Kg主基料颗粒与30Kg辅助基料颗粒加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成品颗粒；挤出机的工作温度为：一区160±5℃，二区180±5℃，三区220±5℃，四区245±5℃，五区230±5℃。
实施例2：
同实施例1，不同时的是：第一步：取30Kg三元乙丙胶、70Kg聚4-甲基戊烯的共聚物TPX、20Kg POE8480、0.5Kg复配抗氧剂、1Kg润滑剂聚乙烯蜡、0.6Kg甲基苯基硅油、0.8Kg流变剂；第二步：30Kg硅橡胶、30Kg腈硅橡胶、60Kg三元乙丙胶、2Kg防老剂RD、15Kg高效膨胀型无卤阻燃剂、3Kg滑石粉、5Kg10号白油、30Kg白炭黑、3Kg敏化剂TMPTMA；第三步：70Kg主基料颗粒、40Kg辅助基料颗粒。
实施例3：
同实施例1，不同的是：不同时的是：第一步：取25Kg三元乙丙胶、60Kg聚4-甲基戊烯的共聚物TPX、15Kg POE8480、0.4Kg复配抗氧剂、0.9Kg润滑剂聚乙烯蜡、0.5Kg甲基苯基硅油、0.6Kg流变剂；第二步：25Kg硅橡胶、25Kg腈硅橡胶、55Kg三元乙丙胶、1.8Kg防老剂RD、13Kg高效膨胀型无卤阻燃剂、2.5Kg滑石粉、4Kg10号白油、25Kg白炭黑、2.5Kg敏化剂TMPTMA；第三步：65Kg主基料颗粒、35Kg辅助基料颗粒。

Claims (3)

1.一种155℃高强度耐油阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料，由下法制得：
第一步：主基料颗粒的制备：将三元乙丙胶、聚4-甲基戊烯的共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE、复配抗氧剂、润滑剂聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂PPA加入到高速混合机，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；平行双螺杆造粒机组的工作温度为：一区170±5℃，二区210±5℃，三区230±5℃，四区245±5℃，五区240±5℃；所用EPDM、TPX、POE、复配抗氧剂、聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂的质量比例：20-30:50-70:10-20:0.3-0.5:0.8-1:0.3-0.6:0.5-0.8；
第二步：辅助基料颗粒的制备：把硅橡胶、腈硅橡胶、三元乙丙胶、防老剂RD、膨胀型无卤阻燃剂、滑石粉加入到密炼机中，密炼机温度80℃，密炼3分钟后加入10号白油、白炭黑、敏化剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，然后再密炼5-7分钟，排入橡胶造粒机中进行挤出造粒；橡胶造粒挤出机的工作温度为：一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区90±5℃，五区80±5℃；硅橡胶、腈硅橡胶、EPDM、防老剂RD、阻燃剂、滑石粉、白油、白炭黑、敏化剂的质量比例为：20-30:20-30:50-60:1.5-2:10-15:2-3:3-5:20-30:2-3；
第三步：主基料颗粒与辅助基料颗粒混合制备成品：取制备好的主基料颗粒与辅助基料颗粒加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，得到155℃辐照交联高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料；平行双螺杆造粒机组的工作温度为：一区160±5℃，二区180±5℃，三区220±5℃，四区245±5℃，五区230±5℃；所用主基料颗粒与辅助基料颗粒的质量比例：60-70:30-40。
2.根据权利要求1所述的薄壁料，其特征在于：所用三元乙丙胶为三元乙丙胶4725P；所用硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶C-101；所用膨胀型无卤阻燃剂为结晶Ⅱ型聚磷酸铵，聚合度大于1500。
3.权利要求1或2所述薄壁料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：主基料颗粒的制备：将三元乙丙胶、聚4-甲基戊烯的共聚物、POE8480、复配抗氧剂、润滑剂聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂PPA加入到高速混合机，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成主基料颗粒；平行双螺杆造粒机组的工作温度为：一区170±5℃，二区210±5℃，三区230±5℃，四区245±5℃，五区240±5℃；所用EPDM、TPX、POE8480、复配抗氧剂、聚乙烯蜡、甲基苯基硅油、流变剂的质量比例：20-30:50-70:10-20：0.3-0.5:0.8-1:0.3-0.6:0.5-0.8；
第二步：辅助基料颗粒的制备：把硅橡胶、腈硅橡胶、三元乙丙胶、防老剂RD、膨胀型无卤阻燃剂、滑石粉加入到密炼机中，密炼机温度80℃，密炼3分钟后加入10号白油、白炭黑、敏化剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，然后再密炼5-7分钟，排入橡胶造粒机中进行挤出造粒；橡胶造粒挤出机的工作温度为：一区50±5℃，二区60±5℃，三区70±5℃，四区90±5℃，五区80±5℃；硅橡胶、腈硅橡胶、EPDM、防老剂RD、阻燃剂、滑石粉、白油、白炭黑、敏化剂的质量比例为：20-30:20-30:50-60:1.5-2:10-15:2-3:3-5:20-30:2-3；
第三步：主基料颗粒与辅助基料颗粒混合制备成品：取制备好的主基料颗粒与辅助基料颗粒加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到平行双螺杆造粒机组，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，得到155℃辐照交联高强度耐油无卤阻燃聚烯烃高速挤出薄壁料；平行双螺杆造粒机组的工作温度为：一区160±5℃，二区180±5℃，三区220±5℃，四区245±5℃，五区230±5℃；所用主基料颗粒与辅助基料颗粒的质量比例：60-70:30-40。
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