CN103030917B - 一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料。目的是提供的电缆材料应能显著提高材料的机械物理性能、抗开裂性能。技术方案是：一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：a）基体树脂：100；其中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：25~65；茂金属线性低密度聚乙烯：10~40；界面相容剂：10~35；b）阻燃剂：160；其中：氢氧化铝：60~120；氢氧化镁：40~100；c）润滑剂：0~2；d）抗氧剂：0.5~2.5；e）硅烷偶联剂：0.05~0.15；f）引发剂：0.01~0.03；g）催化剂：0.01-0.03；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量大于或等于26%。

Description

一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料

技术领域

本发明涉及一种电缆料，尤其是涉及到在大截面电缆上使用的抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的配方。

背景技术

目前在一些要求阻燃性高、二次危害小的场合如：地铁、舰船、电站、高层建筑等各种人烟密集公共场所，都要求使用低烟无卤电缆材料。市面上的低烟无卤材料多采用聚乙烯、EVA类基料添加无机阻燃剂的方法来达到性能与阻燃效果的平衡；相对于不同的树脂基材，无机阻燃剂添加量可在50-65%之间。高填充造就了材料良好的阻燃性能，但同时降低了材料的机械物理性能及加工性能。导致材料在使用过程中出现加工困难、成缆后机械物理性能下降严重，在恶劣条件下容易出现开裂现象。

低烟无卤材料发展至今，仍会在不同场合出现成缆后电缆开裂现象，这也是其至今仍无法完全取代PVC、PE护套材料的一个重要原因。尽管通过交联的方式可改善材料的开裂性能，但由于线缆标准、生产工艺与成本的制约，完全交联的方式不具备实用性和通用性。

发明内容

本发明的目的是通过对低烟无卤材料进行硅烷微交联反应，生产一种能够保证材料的热塑性流动性性能，同时显著提高材料的机械物理性能、抗开裂性能的低烟无卤电缆材料。

本发明提供的技术方案是：一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：

a）基体树脂                      100

其中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物      25~65

     茂金属线性低密度聚乙烯      10~40

     界面相容剂                  10~35

b）阻燃剂                        160

其中：氢氧化铝                   60~120

      氢氧化镁                   40~100

c）润滑剂                        0~2

d）抗氧剂                        0.5~2.5

e）硅烷偶联剂                    0.05~0.15

f）引发剂                        0.01~0.03

g）催化剂                        0.01-0.03

所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量大于或等于26%。

所述的抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：

a）基体树脂                      100

其中：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物      35~55

     茂金属线性低密度聚乙烯      15~30

     界面相容剂                  15~25

b）阻燃剂                        160

其中：氢氧化铝                   60~120

     氢氧化镁                    40~100

c）润滑剂                        0.5~1.5

d）抗氧剂                        1~2

e）硅烷偶联剂                    1~2

f）引发剂                        0.01~0.02

g）催化剂                        0.01~0.02

所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔指为2-4。

所述界面相容剂是聚乙烯与醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己稀以及辛稀中的任一种单体共聚物的马来酸酐接枝物，或者是乙烯与醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己稀以及辛稀中的任一种单体共聚物的马来酸酐接枝物。

所述氢氧化铝、氢氧化镁粒径小于2μm。

所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种。

所述抗氧剂为1010，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。

所述硅烷偶联剂为硅烷A-151，化学名称为乙烯基三乙氧基硅烷。

所述引发剂为DCP，化学名称为过氧化二异丙苯。

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

所述氢氧化铝是经表面改性剂改性的化学法氢氧化铝，为平均粒径1.0-1.6μm的化学法氢氧化铝经搅拌，加入重量比为1-1.5%的甲基乙烯基硅氧烷或钛酸酯类表面改性剂反应后的产物。

本发明采用硅烷交联二步法的工艺进行生产：a、对基体树脂进行硅烷接枝；b、将接枝后的基体树脂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、催化剂等共同共混造粒，制成成品粒子。此工艺保证了基体树脂的硅烷接枝率比较均匀，同时在加工过程加入催化剂保证材料在客户使用前有足够的时间进行交联反应。

本发明的有益效果是：

（1）本发明选用的基体树脂为使用硅烷偶联剂微接枝的聚乙烯与乙烯醋酸乙烯酯共聚物，微接枝保证了材料的加工流动性，同时通过微交联可提高材料的机械物理性能、耐热性与抗开裂性能。

（2）本发明不同于现阶段市场上的硅烷交联低烟无卤料。硅烷交联低烟无卤料需在配方中加入脱水剂，对原材料吸附水含量也要进行严格控制以防过早交联发生，所以生产工序相对复杂；而本发明除基料接枝外，其余均可使用普通低烟无卤材料的原材料（由于材料的交联度低，材料的配方及原材料使用也相对简单）、工艺进行生产、运输、储存。

具体实施方式

本发明以硅烷微接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、界面相容剂为基体树脂，采用氢氧化铝、氢氧化镁做阻燃剂，加入抗氧剂、润滑剂、有机锡类催化剂组成的低烟无卤聚烯烃电缆料配方。用该配方制备的电缆料试验品满足JB/T10707-2007护套料的各项性能要求及EN50290-2-27-2002的热冲击要求；制成的大截面电缆通过GB/T2951.31-2008的热开裂试验，完全符合要求。

所述氢氧化铝的表面改性，是平均粒径1.0-1.6μm的化学法氢氧化铝，经搅拌（优选高速搅拌），加入重量比为1-1.5%的甲基乙烯基硅氧烷或钛酸酯类表面改性剂，充分均匀反应后的产物。为常规的氢氧化铝表面改性工艺。

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

按质量份数称取：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯酯含量大于26%，）50，茂金属线性低密度聚乙烯30，界面相容剂（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物）20，硅烷偶联剂A-1510.1，DCP0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂10101.5，二月桂酸二丁基锡0.01；氢氧化铝、氢氧化镁平均粒径为1.5μm。

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

按上述配方和工艺制备的微交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其测试数据是：

拉伸强度12.6MPa，断裂伸长率210%，90℃×4h热变形1.2%，150℃×1h热冲击：通过，极限氧指数35%，比重1.46g/cm³，试样经110±2℃×168h热空气老化后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于25%。

实施例2：

按质量份数称取：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯酯含量大于26%，）25，茂金属线性低密度聚乙烯40，界面相容剂（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物）10，硅烷偶联剂A-1510.15，DCP0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂10101.5，二月桂酸二丁基锡0.01；

氢氧化铝、氢氧化镁平均粒径1.0μm。

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

按上述配方和工艺制备的微交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其测试数据是：

拉伸强度12.3MPa，断裂伸长率213%，90℃×4h热变形1.1%，150℃×1h热冲击：通过，极限氧指数33%，比重1.46g/cm3，试样经110±2℃×168h热空气老化后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于23%。

实施例3：

按质量份数称取：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（醋酸乙烯酯含量大于26%，）50，茂金属线性低密度聚乙烯30，界面相容剂（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物）20，硅烷偶联剂A-1510.1，DCP0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂10101.5，二月桂酸二丁基锡0.01；

氢氧化铝、氢氧化镁粒径1.5μm。

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

按上述配方和工艺制备的微交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其测试数据是：

拉伸强度12.8MPa，断裂伸长率218%，90℃×4h热变形1.4%，150℃×1h热冲击：通过，极限氧指数37%，比重1.46g/cm3，试样经110±2℃×168h热空气老化后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于20%。

而常规低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的测试数据是：拉伸强度10.8MPa，断裂伸长率178%，90℃×4h热变形22%，150℃×1h热冲击：开裂，极限氧指数33%，比重1.46g/cm3，试样经110±2℃×168h热空气老化后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于20%。

经过上述对比可知，本发明获得的电缆料在抗开裂性能及热变形方面明显优于常规低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料。

Claims (3)

1.一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：

醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50，茂金属线性低密度聚乙烯30，作为界面相容剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物20，硅烷偶联剂A-151 0.1，DCP 0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂1010 1.5，二月桂酸二丁基锡0.01；氢氧化铝、氢氧化镁平均粒径为1.5μm；

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

所述树脂基材是醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物。

2.一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：

醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25，茂金属线性低密度聚乙烯40，作为界面相容剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物10，硅烷偶联剂A-151 0.15，DCP 0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂1010 1.5，二月桂酸二丁基锡0.01；

氢氧化铝、氢氧化镁平均粒径1.0μm；

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

所述树脂基材是醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物。

3.一种抗开裂热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，包括的成分及质量份是：

醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50，茂金属线性低密度聚乙烯30，作为界面相容剂的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物20，硅烷偶联剂A-151 0.1，DCP 0.02，氢氧化铝100，氢氧化镁60，硬脂酸镁1，抗氧剂1010 1.5，二月桂酸二丁基锡0.01；

氢氧化铝、氢氧化镁粒径1.5μm；

先将树脂基材、DCP、硅烷偶联剂拌匀，在双螺杆中进行接枝反应；再将接枝好的基体树脂与氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸镁、抗氧剂、催化剂在密炼机中混合均匀后，经过双螺杆、单螺杆双节挤出造粒；

所述树脂基材是醋酸乙烯酯含量大于26％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、茂金属线性低密度聚乙烯以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的马来酸酐接枝物。