CN103467806B - 一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：原料配方主要由下列重量份数的材料组成：聚烯烃弹性体40~80份；聚丙烯60～20份；相容剂20～50份；阻燃剂110～170份；第一抗氧剂4～10份；润滑剂2～5份；功能母料0.1～2份。一种制备耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料的方法，其特征在于：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，在高混机中混炼10~20分钟，然后经过双螺杆挤出机在120~200℃工艺温度下、螺杆转速为250~300转/分钟状态下挤出造粒，即成耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料成品。本发明解决现有技术中低烟无卤阻燃电缆料线材性能低、不耐刮擦、阻燃性能低、耐高低温性能较差的问题。

Description

一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于低烟无卤阻燃电缆料领域，特别涉及一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
随着全球经济的迅猛发展，及人类环保意识的增强，各领域对电线电缆的质量和性能的要求越来越高。由于使用频繁，电线、电缆因老化而引发的火灾也越来越多，如何降低火灾的发生率及发生火灾时的死亡率，低烟、无卤、阻燃、环保成为电线电缆行业的发展方向。其中低烟无卤阻燃电缆料的需求量越来越大。目前低烟无卤阻燃电缆料的生产大多是在PE、POE、EVA基材中加入大量的氢氧化铝或氢氧化镁来达到阻燃效果，然而，大量无机材料的加入，影响了电缆料的物理机械性能和加工工艺性能，其在常温下柔软性能、耐气候性差，耐刮擦性以及阻燃性都不是很好。总结起来，现有材料的特性存在以下不足：一是此类低烟无卤阻燃材料使用的阻燃及填充体系是金属氢氧化物材料，相对于基材填充含量高达150%以上，这就会导致产品线材性能下降，在后续使用加工过程中，易出现刮白刮伤等不耐刮擦现象；二是由于金属氢氧化物材料阻燃效率不高，在应用生产一些结构较为复杂、壁厚的电线电缆时，由于阻燃材料用量高，其线材阻燃测试可达到UL1581：VW-1的阻燃等级，但一些壁薄的线材由于阻燃材料用量少，就无法通过UL1581：VW-1的阻燃等级测试；三是此类产品其材料特性中的耐高低温性能较差，不能达到一些客户的使用要求。
发明内容
本发明目的是提供一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法，以解决现有技术中低烟无卤阻燃电缆料线材性能低、不耐刮擦、阻燃性能低、耐高低温性能较差的问题。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料，原料配方主要由下列重量份数的材料组成：
聚烯烃弹性体40~80份；
聚丙烯60～20份；
相容剂20～50份；
阻燃剂110～170份；
第一抗氧剂4～10份；
润滑剂2～5份；
功能母料0.1～2份；
其中：
（1）所述聚烯烃弹性体为乙烯基弹性体、丙烯基弹性体中的一者或两者以任意比例混合的混合物，其中丙烯基弹性体的乙烯含量范围为10%~20%；
（2）所述聚烯烃弹性体的熔融指数范围为1~10g/10min；
（3）所述聚丙烯为共聚聚丙烯；
（4）所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝物；
（5）所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一者或两者以任意比例混合的混合物；
（6）所述第一抗氧剂为多酚类抗氧剂1010；
（7）所述润滑剂为硅烷；
（8）所述功能母料为硅酮母料。
进一步的，原料配方中还包括第二抗氧剂，该第二抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1024，该第二抗氧剂在原料配方中所占重量份数为0.1～2份。
进一步的，原料配方中还包括协效阻燃剂，该协效阻燃剂为磷氮阻燃剂，该协效阻燃剂在原料配方中所占重量份数为2～5份。
进一步的，所述硅烷为甲基硅烷。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述“重量份数”是指以任意重量为1份来表示的含量单位。
2、上述方案中，所述乙烯基弹性体的熔融指数是在190℃和2.16kg条件下测得；所述丙烯基弹性体的熔融指数是在230℃和2.16kg条件下测得。
本发明的工作原理是：选用聚烯烃弹性体与高分子共聚聚丙烯（PP）为基材进行共混，以提高基材的耐刮擦性能，同时提高耐低温性能和耐高温性能。共聚聚丙烯使用温度可达125℃，软化温度高，使电缆料更耐高温，表面刚度大，比PE、POE、EVA等材料更耐刮擦，共聚聚丙烯比均聚聚丙烯的断裂伸长率大，使电缆料机械性能中的拉伸强度和断裂伸长率大。另外聚丙烯硬度高，更耐油，更适合于例如汽车线缆等有油场合的线缆应用。所添加的相容剂可使无机材料和有机材料相容。所添加的阻燃剂起到阻燃和填充作用。所添加的硅酮母料可改善材料表面光滑度。所添加的硅烷润滑剂作用是润滑整个体系，且硅烷还是偶联剂，在不同材料之间起到一定的偶联桥梁作用，使整个体系更好融合。所添加的抗氧剂起到抗氧化作用，优选主抗氧剂和辅抗氧剂的复配抗氧剂进行科学配比以达到最佳的协同效果，使得产品的长期耐热老化性能大幅提高以达到长寿命，电缆料热老化性能的强度保留率和伸长率保留率大。另外电缆料的20℃体积电阻率≥1.0×1013Ω.m，符合电缆料质量要求。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料，克服了普通低烟无卤电缆料耐刮擦、耐低温性能差的缺点，并能够保证具有优良的机械性能、阻燃性能和加工性能。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面给出实施例和对比例来进一步说明。
实施例和对比例：
一、原料配方：（具体配方见表1）
二、制备方法：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，在高混机中混炼10~20分钟，然后经过双螺杆挤出机在120~200℃工艺温度下、螺杆转速为250~300转/分钟状态下挤出造粒，即成耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料成品。
三、检测：取片料或粒料，在平板硫化机上经175℃*10min压片，压力位13～15MPa，片子厚度1mm，标准环境放置一定时间后测试，实施例1～3和对比例1、2的测试结果见表2。
注：耐刮擦试验采用的检测方法是按照汽车线标准JASOD611-94中采用的耐磨实验中的第一种砂皮带托磨试验方法进行检测，是制作5平方毫米电缆在试验规定条件下负荷1.35公斤进行实验取得数据（即表2中砂带拖磨实验JASOD611-94的试验项目）。
表1
配方组分 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
聚烯烃弹性体 50 80 70 90 30
聚丙烯 50 20 30 10 70
相容剂 20 20 30 30 30
阻燃剂 140 150 155 150 150
第一抗氧剂 4 5 6 5 5
第二抗氧剂 1 1 1 1 1
润滑剂 2 2 2 2 2
协效阻燃剂 3 4 5 4 4
功能母粒 1 1 1 1 1
说明：实施例1、2和对比例1、2中的聚烯烃弹性体为日本三井产品DF840，进口，该产品为乙烯基弹性体，其熔融指数为3.6g/10min；实施例3中的聚烯烃弹性体为埃克森产品3000，进口，该产品为丙烯基弹性体，其熔融指数为8g/10min；实施例1~3和对比例1、2中聚丙烯为共聚聚丙烯PP3080，台湾产；相容剂为乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝物（即POE相容剂），江苏三角洲塑化有限公司自制；阻燃剂为氢氧化镁，马丁产品H5IV，进口；协效阻燃剂为磷氮阻燃剂，国产；第一抗氧剂为1010，普通市售；第二抗氧剂为1024，普通市售；润滑剂为硅烷A172，液体，南京产，该产品为甲基硅烷；功能母料为硅酮母料，国产。
表2
实施例1~3和对比例1、2的产品经过试制后，经过流变仪挤出检测，产品加工工艺都非常流畅。
实施例1~3各项试验项目符合电缆料产品要求。
对比例1的聚烯烃弹性体基材料范围超出上限，对比例2的聚丙烯基材料超出上限。
根据砂带拖磨实验JASOD611-94实验要求，制作5平方毫米电缆在试验规定负荷1.35公斤条件下进行检测，结果显示实施例1~3都大于要求的最小磨耗值510，耐刮擦性能符合要求，但对比例1小于最小磨耗值510，即其耐刮擦数据上不符合要求，另外，对比例1的拉伸强度、热老化及热变形等数据也不符合要求。
实施例1~3表示耐低温性能的低温冲击脆化温度都可以通过-40℃，符合要求。而对比例2的耐低温性能不符合要求，另外，对比例2的断裂伸长率也不符合要求。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：原料配方由下列重量份数的材料组成：
其中：
(1)所述聚烯烃弹性体为丙烯基弹性体，该丙烯基弹性体的乙烯含量范围为10％～20％；
(2)所述聚烯烃弹性体的熔融指数范围为1～10g/10min；
(3)所述聚丙烯为共聚聚丙烯；
(4)所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物的马来酸酐接枝物；
(5)所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝中的一者或两者以任意比例混合的混合物；所述协效阻燃剂为磷氮阻燃剂；
(6)所述第一抗氧剂为多酚类抗氧剂1010；所述第二抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1024；
(7)所述润滑剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
(8)所述功能母料为硅酮母料。
2.一种制备权利要求1所述耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料的方法，其特征在于：按照原料配方中各材料的重量份数称取材料，在高混机中混炼10～20分钟，然后经过双螺杆挤出机在120～200℃工艺温度下、螺杆转速为250～300转/分钟状态下挤出造粒，即成所述耐刮擦耐低温低烟无卤阻燃电缆料成品。
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