CN103044761B - 一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电缆料，是一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，配方由MLLDPE、POE、界面相容剂、氢氧化铝、抗氧剂和润滑剂组成，将MLLDPE和POE基料，界面相容剂、氢氧化铝、抗氧剂和润滑剂在110-160℃的温度区间下经双螺杆挤出造粒，然后包装，即成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。本发明与普通的低烟无卤聚烯烃电缆料相比，提升了耐油性能，大大提高了产品的耐低温性能，消除了低烟无卤聚烯烃电缆料在低温下的开裂问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆料，具体的说是一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
传统的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料多以LLDPE（线性低密度聚乙烯）、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）为主要树脂基材，辅以少量的PE接枝（聚乙烯接枝）来提高电缆料的耐高温变形性。然而这一类型的电缆料很难通过GB/T 2951.21-2008中的浸矿物油试验，使这类传统的电缆料应用场合受到限制。受醋酸乙烯酯单体的影响，EVA的结晶度比较低，导致其在矿物油中溶胀速率较大，加上无卤料中无机阻燃剂对晶区的破坏，使得以EVA为主要基材的热塑性无卤阻燃聚烯烃电缆料耐矿物油性能很差。当材料在低温环境下使用时，尤其是当环境温度在零下60℃时，传统的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料就容易硬化开裂，LLDPE具有较高的结晶度，其在相同条件下的耐矿物油性要优于EVA，但当在LLDPE中添加大量的无机阻燃剂制成低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料时，其断裂伸长率及耐低温开裂性能均很差，不能满足材料的使用标准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，所得电缆料与普通的低烟无卤聚烯烃电缆料相比，提升了耐油性能，大大提高了产品的耐低温性能，消除了低烟无卤聚烯烃电缆料在低温下的开裂问题，可通过70℃×168h耐IRM 902号试验油试验，试样的拉伸强度和断裂伸长率变化率≦±30%，还可通过零下60℃的低温脆化实验。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其配方以质量份数计包含以下组分：基体树脂：100份，阻燃剂：130-170份，润滑剂：1-5份，抗氧剂：0.5-3；基体树脂以质量份数计包含以下组分：MLLDPE：30-90份，POE：10-40份，界面相容剂：5-30；MLLDPE是第三单体为己烯、辛稀、丁烯、丙烯或其中任意两种与乙烯三元共聚的茂金属催化聚乙烯产品(茂金属线性低密度聚乙烯)；POE是α-烯烃含量大于30%的乙烯-α-烯烃共聚物；界面相容剂是乙烯与醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己稀或辛稀中的一种单体共聚物的马来酸酐接枝物。
耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，将基体树脂、阻燃剂、润滑剂和抗氧剂按配比在高速混合机中均匀混合，在110-160℃的加工温度下经同向双螺杆挤出机挤出，再磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，最后包装制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
本发明利用MLLDPE较高的结晶度及POE的高韧性，以MLLDPE、POE、界面相容剂为基体树脂，采用氢氧化铝做阻燃剂，加入抗氧剂、润滑剂组成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的配方，通过共混改性生成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料；用该配方制备的电缆料试验样品可通过70℃×168h耐IRM 902号试验，试样的拉伸强度和断裂伸长率变化率≦±30%，还可通过零下60℃的低温脆化实验。
在本发明的技术方案中，MLLDPE是一种茂金属催化聚乙烯（茂金属线性低密度聚乙烯）区别于传统的齐格勒-纳塔催化剂生产的LLDPE，茂金属作为一种单点催化剂，生产的MLLDPE具有窄的相对分子量分布，聚合加入的α-烯烃共聚单体分布均匀，可得到α-烯烃的高度立体规整产品。MLLDPE具有比LLDPE更高的结晶度及韧性，将MLLDPE材料作为无卤阻燃聚烯烃电缆料的主要基材，得到的电缆料不仅具有良好的拉伸强度及断裂伸长率，还可以通过90℃×4h的耐IRM 902号油试验。POE是一种聚乙烯和α-烯烃共聚合得到的共聚物，聚乙烯分子连中插入了一定量的α-烯烃，并使α-烯烃含量大于30%，使得材料包容无机阻燃剂的能力大大提高，同时使得整个分子链的柔性大大提高，可在极低的温度下保持分子链的结构，宏观上使得低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料在零下60℃的环境下不会开裂。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，界面相容剂优选乙烯与己烯或辛稀共聚物的马来酸酐接枝物。
前述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，阻燃剂为经表面改性剂改性的化学法氢氧化铝，其中位粒径D50小于2.5μm。
前述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，润滑剂为硬脂酸锌、硅酮粉或聚乙烯蜡中的一种。
前述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，抗氧剂为四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、三［2,4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯、双（3,5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚。
本发明的有益效果是：⑴本发明选用MLLDPE和POE作为耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的主要基体树脂，利用MLLDPE较高的结晶度，减慢矿物油对基体树脂的溶胀速率，通过了特定条件下的耐油试验；利用POE的高韧性，以及对无机阻燃剂的良好包容性，提高了材料的耐低温能力，通过了零下60℃的低温脆化实验；⑵本发明选用界面相容剂作为辅助基体树脂，可以有效的提高MLLDPE和POE与氢氧化铝的界面相容性。总之，本发明所得电缆料与普通的低烟无卤聚烯烃电缆料相比，提升了耐油性能，大大提高了产品的耐低温性能，消除了低烟无卤聚烯烃电缆料在低温下的开裂问题，
具体实施方式
实施例1
本实施例为一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料：
㈠原料配方：
如下表：
㈡制备工艺：
先将基体树脂、氢氧化铝、聚乙烯蜡、抗氧剂按配方在高速混合机充分混匀后，在110℃的加工温度区间下经同向双螺杆挤出机挤出，再经磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，成最终制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
㈢材料特性：
按上述配方和工艺制备的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12.5MPa，断裂伸长率280%，极限氧指数32%，比重1.46g/cm3，体积电阻率3.8×1013Ω.m，试样经IRM 902号油70℃×168h浸泡后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于≦±30%，通过零下60℃的低温冲击脆化试验，失效数8/30。
实施例2
本实施例为一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料：
㈠原料配方：
如下表：
㈡制备工艺：
先将基体树脂、氢氧化铝、聚乙烯蜡、抗氧剂按配方在高速混合机充分混匀后，在160℃的加工温度区间下经同向双螺杆挤出机挤出，再经磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，成最终制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
㈢材料特性：
按上述配方和工艺制备的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12.2MPa，断裂伸长率330%，极限氧指数33%，比重1.48g/cm3，体积电阻率8.7×1012Ω.m，试样经IRM 902号油70℃×168h浸泡后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于≦±30%，通过零下60℃的低温冲击脆化试验，失效数5/30。
实施例3
本实施例为一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料：
㈠原料配方：
如下表：
㈡制备工艺：
先将基体树脂、氢氧化铝、聚乙烯蜡、抗氧剂按配方在高速混合机充分混匀后，在120℃的加工温度区间下经同向双螺杆挤出机挤出，再经磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，成最终制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
㈢材料特性：
按上述配方和工艺制备的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12.0MPa，断裂伸长率290%，极限氧指数31%，比重1.44g/cm3，体积电阻率5.8×1013Ω.m，试样经IRM 902号油70℃×168h浸泡后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于≦±30%，通过零下60℃的低温冲击脆化试验，失效数6/30。
实施例4
本实施例为一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料：
㈠原料配方：
如下表：
㈡制备工艺：
先将基体树脂、氢氧化铝、聚乙烯蜡、抗氧剂按配方在高速混合机充分混匀后，在135℃的加工温度区间下经同向双螺杆挤出机挤出，再经磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，成最终制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
㈢材料特性：
按上述配方和工艺制备的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12.4MPa，断裂伸长率310%，极限氧指数30%，比重1.45g/cm3，体积电阻率6.7×1012Ω.m，试样经IRM 902号油70℃×168h浸泡后，拉伸强度和断裂伸长率变化率小于≦±30%，通过零下60℃的低温冲击脆化试验，失效数6/30。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其配方以质量份数计包含以下组分：基体树脂：100份，阻燃剂：130-170份，润滑剂：1-5份，抗氧剂：0.5-3；
所述基体树脂以质量份数计包含以下组分：MLLDPE：30-90份，POE：10-40份，界面相容剂：5-30；
所述MLLDPE是第三单体为己烯、辛烯、丁烯、丙烯或其中任意两种与乙烯三元共聚的茂金属催化聚乙烯产品；
所述界面相容剂是乙烯与醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一种单体共聚物的马来酸酐接枝物；
其特征在于：所述POE是α-烯烃含量大于30%的乙烯-α-烯烃共聚物；POE是一种聚乙烯和α-烯烃共聚合得到的共聚物，聚乙烯分子连中插入了一定量的α-烯烃，并使α-烯烃含量大于30%，使得材料包容无机阻燃剂的能力大大提高，同时使得整个分子链的柔性大大提高，在极低的温度下保持分子链的结构，宏观上使得低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料在零下60℃的环境下不会开裂。
2.如权利要求1所述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述界面相容剂优选乙烯与己烯或辛烯共聚物的马来酸酐接枝物。
3.如权利要求1所述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为经表面改性剂改性的化学法氢氧化铝，其中位粒径D50小于2.5μm。
4.如权利要求1所述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、硅酮粉或聚乙烯蜡中的一种。
5.如权利要求1所述的耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、三［2,4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯、双（3,5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于：将基体树脂、阻燃剂、润滑剂和抗氧剂按配比在高速混合机中均匀混合，在110-160℃的加工温度下经同向双螺杆挤出机挤出，再磨面热切机切粒，旋风分离机输送冷却，振动筛筛分，最后包装制成耐低温耐油低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料成品。
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Application publication date: 20130417 Assignee: Zhenjiang Falcon Security Technology Co.,Ltd. Assignor: JIANGSU LINRY NEW MSTAR TECHNOLOGY Ltd. Contract record no.: X2024980006113 Denomination of invention: A low temperature, oil, low smoke, halogen-free flame retardant polyolefin cable material and its preparation method Granted publication date: 20141112 License type: Common License Record date: 20240523 |