CN102617905A - 一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，由下列各组分组成：聚乙烯树脂，乙烯醋酸乙烯酯共聚物，氢氧化铝，氢氧化镁，硼酸锌，不饱和硅烷，引发剂，有机酸，金属氧化物，金属钝化剂，抗氧剂，润滑剂。所有原料在高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机造粒得到合金料。双螺杆挤出机的挤出温度为：加料段120℃，混炼段130℃，挤出造料段135℃，法兰部分140℃，机头部分145℃。本发明的优点是不使用对环境有害的催化剂，有利于环保。广泛应用于电线电缆的制造，挤制的电线电缆可不经过蒸汽房或热水池蒸煮，室温放置而自然完成交联，性能符合JBT10436-2004，电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料的要求。

Description

一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料

技术领域

本发明涉及一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料。

背景技术

交联型低烟无卤阻燃聚烯烃料，在目前国内市场上主要有辐照交联型和硅烷交联型。进口的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃料，如意大利Padanaplast公司的硅烷交联低烟无卤阻燃料，其价格昂贵，且制成的电线电缆需要水蒸气或热水池蒸煮，使用的电缆厂家不多。

中国专利CN101245169A介绍了一种免水煮低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物，该组合物由基料A和催化剂母料B按重量比100∶4-6组成。基料A中含聚烯烃树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、硅烷、引发剂、酉旨类化合物；催化剂母料B中含聚烯烃树脂、抗氧剂、有机锡衍生物催化剂、金属氧化物。应用本发明可制得不经水煮或水蒸气浴而在自然条件下即可交联的，性能符合使用要求的低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物，尤其是低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃电缆料。该方法系采用接枝A料和催化剂B料混合的方法，其采用的交联用催化剂亦采用对环境有害的重金属锡催化剂。

中国专利CN1923879A介绍了一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其生产工艺。电缆料由基料和催化剂母料按重量比100∶3-5组成；其中，基料含聚烯烃树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、硅烷、引发剂；催化剂母料含聚烯烃树脂、阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、催化剂。所述的催化剂选自正钛酸四丁酯、正锆酸四丁酯或二月桂酸二丁基锡。且挤制电缆需在80-90℃温水浴或蒸汽中放置6-8小时。

目前国内市场以辐照交联料为主，由于辐照交联低烟无卤料在经过单螺杆挤出制成电缆后还需通过辐照设备辐照之后才能交联，而该设备大多价格昂贵，国内大部分电缆厂自己都没有辐照设备，均采取委托加工的方式来完成辐照交联的工序，这样对大多数电缆厂来说限制很大。从上可知，辐照交联型低烟无卤阻燃料有很多不足，如：

(1)成本。委托加工均要收费，使生产成本增加。以目前市场的辐照价格计算，一吨比重1.43左右的辐照交联低烟无卤料制成2.5mm2的BYJ型电线，所需的辐照费用近一万元人民币。

(2)运输。一般委托外加工都要将整盘电缆运输至辐照地方，亦会增加成本，而且在运输过程中容易出现表面碰撞磨损的情况，对电缆有一定的影响。

(3)交货期。辐照的时间需要排期，工期不能由厂家自己掌控。

(4)品质。辐照的质量好坏将会影响产品的质量，由于辐照大多数是委托加工，电缆制造厂家无法完全保证其辐照质量。

(5)外观。经过辐照后的电线，其表面或多或少会有一些刮擦的痕迹，影响外观。

由于有以上这些问题，非阻燃的低压交联电线电缆中较少用到辐照交联的料，一般都采用硅烷交联的方式。而对于有阻燃要求的交联电线电缆中，由于国内尚无厂家生产销售硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃料，因此大多使用辐照交联的方式。

发明内容

本发明的目的解决现有技术中非阻燃的低压交联电线电缆所存在的上述问题，提供一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料。

本发明设计一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于由下列各组分及重量份组成：聚乙烯树脂100重量份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物5-15重量份，氢氧化铝110-160重量份，氢氧化镁0-50重量份，硼酸锌0-10重量份，不饱和硅烷1.0-3.0重量份，交联引发剂0.2-1.0重量份，有机酸0.1-0.5重量份，金属氧化物1.0-5.0重量份，金属钝化剂0.1-0.3重量份，抗氧剂1010为0.1-0.3重量份，润滑剂1-3重量份。其特征在于：聚乙烯树脂为密度0.90～0.93g/cm3、熔融指数于0.1-3.0的树脂。其特征在于：所述的乙烯醋酸乙烯酯共聚物为醋酸乙烯含量为18-28％的树脂。其特征在于：所述的氢氧化铝为粒径0.1-20um的粉体。其特征在于：所述的氢氧化镁为粒径0.1-20um的粉体。其特征在于：所述的硼酸锌为粒径0.1-20um的粉体。所述的不饱和硅烷为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。所述的交联引发剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基-3-己炔或过氧化二异丙苯。其特征在于：所述的有机酸为己二酸或庚二酸。其特征在于：所述的金属氧化物为氧化钙或氧化镁。其特征在于：所述的金属钝化剂为Irganox MD1024。其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。其特征在于，所述的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸镁或PE蜡。室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料制备方法，所有原料在高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机造粒得到合金料，双螺杆挤出机的挤出温度为：加料段120℃，混炼段130℃，挤出造料段135℃，法兰部分140℃，机头部分145℃。本发明所提供的合金料不含有对环境有害的催化剂，属于环保产品。本发明所提供的合金料在挤制成电缆后省去了辐照、热水池或蒸汽房蒸煮这一环节，使得电缆制造减少了工序，不仅节省了能源，而且缩短了工期。按照发明配方和生产工艺制成的电缆，其性能符合JB/T10491-2004标准中相应的耐热105℃及125℃无卤低烟阻燃交联聚烯烃电线电缆的要求。

下面结合实例对本发明作详细使用说明。

具体实施方式

实施例使用的原料：

聚乙烯树脂：7042牌号，扬子石化生产。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：EVA 1828，韩国韩华公司生产。

氢氧化镁：美国雅宝公司生产。

氢氧化铝：美国雅宝公司生产。

硼酸锌：淄博旭贝化工有限公司生产。

氧化钙：宜兴市天力建材化工有限公司生产。

抗氧剂1010：宁波金海雅宝生产。

聚乙烯蜡：A-C6，霍尼韦尔公司生产。

金属钝化剂：MD1024，瑞士汽巴生产。

乙烯基三乙氧基硅烷：化学试剂(市售)。

庚二酸：化学试剂(市售)。

过氧化二异丙苯：化学试剂(市售)。

表1.实施例及对比例的配方

本发明实施例所述的一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料的制备方法，步骤如下：按表1称取各组分，在高混机中投入相应重量份的聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、、硅烷、过氧化二异丙苯、、金属钝化剂、有机酸、金属氧化物、抗氧剂1010、聚乙烯蜡。所有原料在高速混合机中混合均匀后，经双螺杆挤出机造粒得到合金料。双螺杆挤出机的挤出温度为：加料段120℃，混炼段130℃，挤出造料段135℃，法兰部分140℃，机头部分145℃。

将得到的合金料在φ45塑料电缆挤出机组进行电缆成型试验。绝缘线芯规格6mm，耐压等级0.6/1kV。电缆挤出机各区段温度分布为140℃-150℃-160℃-165℃，挤出线速25米/分钟。挤制的电缆在环境湿度50％，室温23℃下放置48小时，挤制的电缆绝缘层性能测试结果如下表2。

表2.基本性能测试结果(表格中的指标值为国家标准规定应当达到的数值，典型值为本发明检测得出的数值。)

从表2中基本性能测试结果可知，本发明专利制得的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，未添加对环境有害的化学成分，其挤制的电缆绝缘在环境湿度50％，室温23℃下放置48小时，即可通过电缆常规性能测试。

对比中国专利CN101245169A中的实施例可知，该发明专利中提到的实施例使用了对环境有害的有机锡类催化剂。对比中国专利CN1923879A中的实施例可知，该发明专利中提到的实施例使用了对环境有害的有机锡类催化剂，且挤制的电缆需在80-90℃温水浴或蒸汽中放置6-8小时。

Claims (13)

1.一种室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于由下列各组分及重量份组成：聚乙烯树脂 100 重量份，乙烯醋酸乙烯酯共聚物5-15重量份，氢氧化铝110-160重量份， 氢氧化镁0-50重量份，硼酸锌0-10重量份，不饱和硅烷1.0-3.0 重量份，交联引发剂 0.2-1.0 重量份，有机酸0.1-0.5重量份，金属氧化物1.0-5.0重量份，金属钝化剂0.1-0.3重量份，抗氧剂1010为 0.1-0.3 重量份，润滑剂 1-3 重量份。

2.根据权利要求1 所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：聚乙烯树脂为密度0.90～0.93g/cm3、熔融指数于0.1－3.0的树脂。

3.根据权利要求 1 所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的乙烯醋酸乙烯酯共聚物为醋酸乙烯含量为18-28%的树脂。

4.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的氢氧化铝为粒径0.1-20um的粉体。 

5.根据权利要求 1 所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的氢氧化镁为粒径0.1-20um的粉体。

6.根据权利要求 1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的硼酸锌为粒径0.1-20um的粉体。 

7.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的不饱和硅烷为乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的交联引发剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔或过氧化二异丙苯。

9.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的有机酸为己二酸或庚二酸。

10.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的金属氧化物为氧化钙或氧化镁。

11.根据权利要求1所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于：所述的金属钝化剂为Irganox MD1024。

12.根据权利要求 1 所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂 1010，即四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

13.根据权利要求 1 所述的室温硅烷交联且低烟无卤阻燃的高分子合金料，其特征在于，所述的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸镁或PE 蜡。