CN103554639A

CN103554639A - 一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法

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Publication number: CN103554639A
Application number: CN201310518717.0A
Authority: CN
Inventors: 严长浩; 阮金森; 朱小艺; 吴翰; 张明
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Jiangsu Yangda Huiren Ecology Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN103554639B

Abstract

一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法，涉及电线、电缆的生产技术领域，先将原料进行共混后由螺杆挤出机混炼造粒，再将造成的粒子经挤塑工艺包覆在导体外，形成电线或电缆半制品，其特征在于将电线或电缆半制品置于辐照剂量为50～120KGy的条件下，经电子加速器辐照交联形成电线或电缆终产品。本发明解决了由于加入大量无卤阻燃剂导致强度等性能过低，同时没有卤化氢有毒气体污染环境的问题，制成的产品即使在燃烧过程中也不会生成有毒的卤化氢气体污染环境，提高了电缆的安全性，同时该电缆拥有优异的耐热老化、电气性能及力学性能等综合的性能。

Description

一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法

技术领域

本发明涉及用于电线、电缆的生产技术，特别是对电线、电缆的绝缘、无卤、阻燃的处理技术领域。

背景技术

20世纪90年代后期，国内高分子材料的应用技术与合成树脂及其共混改性技术的发展，推动了线缆行业又进入一个新材料的应用时代，随着“绿色环保”概念的推广，低烟无卤阻燃电缆绝缘和护套材料已成为当今最大的热点。由于聚烯烃具有电气绝缘性能优、耐热稳定性好等性能，同时还可以通过交联提高其性能，故逐渐替代聚氯乙烯用作绝缘材料。目前电缆料交联技术主要有三种方法，即硅烷接枝的温水交联法，过氧化物的化学交联法和高能电子束辐照交联法。通过交联可以使电线电缆高分子聚合物由线性结构向三维网状结构转变，从而对材料进行改性。硅烷交联，对设备要求不高，加工工艺简单，但交联度不易提高；化学交联在挤塑时，对设备要求高，投资大、生产效益低，仅适用于中高压绝缘电力电缆。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法，以克服采用大量添加交联剂而不能提高交联度的电缆料以及电线、电缆的生产缺陷。

本发明技术方案是：先将原料进行共混后由螺杆挤出机混炼造粒，再将造成的粒子经挤塑工艺包覆在导体外，形成电线或电缆半制品，其特征在于将电线或电缆半制品置于辐照剂量为50～120KGy的条件下，经电子加速器辐照交联形成电线或电缆终产品。

电子束辐照在常温常压下进行，不需交联媒质，不但节省能源，而且生产效率高，由于吸收辐射能量引起的聚合物升温通常不超过70℃，加有水和氧化铝或氢氧化镁等阻燃剂的无卤聚烯烃绝缘层或护套不会在交联过程中分解，因而特别适合于加工阻燃电缆。

本发明将成形的电线或电缆半制品再经过辐照，解决了由于加入大量无卤阻燃剂导致强度等性能过低，同时没有卤化氢有毒气体污染环境的问题，制成的产品即使在燃烧过程中也不会生成有毒的卤化氢气体污染环境，提高了电缆的安全性，同时该电缆拥有优异的耐热老化、电气性能及力学性能等综合的性能。本发明可广泛用于中低压（6kv以下）电缆以及通讯电缆的生产制造。

本发明用于造粒的原料包括聚烯烃弹性体（POE）、三元乙丙橡胶（EPDM）、补强剂、无卤阻燃剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂、交联剂、有机氧化锌和防老剂。

由于本发明生产过程中不含有卤素和铅、镉、汞、六价铬、聚溴联苯、聚溴二苯醚等有害物质，避免了传统的卤系阻燃剂阻燃聚烯烃材料对环境和对人体的伤害，且发烟量小，在加工过程中也不会有有害气体逸出，无毒绿色环保。并保障了最终产品具有优异的耐热性、机械强度、耐环境应力开裂、阻燃、耐热变形等性能综合性能。

所述聚烯烃弹性体（POE）、三元乙丙橡胶（EPDM）、无卤阻燃剂、补强剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂、交联剂、有机氧化锌和防老剂的投料质量比为60～70︰40～30︰120︰10~20：0.5～1.0︰0.5～0.8︰2～4︰1.5︰4～8︰0.5～1。在此配比下，所生产出来的产品的各项性能指标都能达到行业要求，性能见如下的具体实施方式。

另外，本发明所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、氧化锌、红磷。氢氧化镁具有热稳定性好、不产生有毒气体、价格便宜及能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体等优点；氧化锌拥有价廉、无毒，热稳定性较好，具有阻燃、抑烟、抑阴燃、成炭、防止生成熔滴和能熄灭电弧等多种效能；而红磷也具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果，最重要的是，同时它们之间具有一定的协效作用。

所述的主抗氧剂为抗氧剂1010；辅助抗氧剂为抗氧剂168。前者与大多数聚合物具有很好的相容性，两者之间具有很好的协同抗氧作用。

所述的润滑剂包括固体石蜡或硬脂酸。

所述的交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。本发明采用三烯丙基异氰脲酸酯作为助交联剂，主要是促进产品在电子束辐照下的交联。

2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉（防老剂RD）或2-巯基苯并咪唑（防老剂MB）。两者主要用于制造轮胎、胶管、胶带、电线等橡胶制品，减少硫化变色，延缓或抑制老化效果极佳，从而延长制品的贮存期和使用寿命。

具体实施方式

一、生产工艺：

以下实施例中：POE，其熔融指数为3.0g/10min；EPDM，第三单体ENB含量为4.9%；无卤阻燃剂包括表面改性过的氢氧化镁（MH），其粒径大小为8000目，硼酸锌，红磷为微胶囊包覆的粒子；主抗氧剂为抗氧剂1010，辅助抗氧剂为抗氧剂168；润滑剂包括固体石蜡和硬脂酸；助交联剂是三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）；有机活性剂是有机氧化锌，是为自制的产品；防老剂是防老剂MB和防老剂RD。

1、实施例1：

配方组成如下：

成分用量份（重量份）

POE 70

EPDM 30

氢氧化镁 100

硼酸锌 10

红磷 10

白炭黑 10

主抗氧剂1010 0.5

辅助抗氧剂168 0.5

固体石蜡或硬脂酸 2

交联剂（TAIC） 1.5

有机氧化锌 8

防老剂MB 0.5。

2、实施例2：

配方组成如下：

成分用量份（重量份）

POE 65

EPDM 35

氢氧化镁 105

硼酸锌 10

红磷 5

白炭黑 15

主抗氧剂1010 1.0

辅助抗氧剂168 0.5

固体石蜡或硬脂酸 4

交联剂（TAIC） 1.5

有机氧化锌 4

防老剂MB 1。

3、实施例3：

成分用量份（重量份）

POE 60

EPDM 30

氢氧化镁 90

硼酸锌 15

红磷 15

白炭黑 10

主抗氧剂 1010 1.0

辅助抗氧剂168 0.5

固体石蜡或硬脂酸 4

交联剂（TAIC） 1.5

有机氧化锌 6

防老剂RD 1.5。

将每一实施例的全部组份经塑料高速混料机混合，分别经平行双螺杆挤出机混炼造粒。

再将造成的粒子经挤塑工艺包覆在导体外，形成电线或电缆半制品。

最后，再将电线或电缆半制品置于辐照剂量为50～120KGy的条件下，经电子加速器辐照交联形成所要的环保型无卤阻燃电线或电缆终产品。

二、实施例1～3制得的一种环保型无卤阻燃电线电缆料，经检测，其技术参数如下表：

Figure 2013105187170100002DEST_PATH_IMAGE001

三、从上表中各项技术指标可以看出，本发明制成的电线电缆料具有优异的环保性、物理机械性能、抗老化性能、耐热性能及良好的阻燃性能。

Claims

1.一种环保型无卤阻燃电线电缆的生产方法，先将原料进行共混后由螺杆挤出机混炼造粒，再将造成的粒子经挤塑工艺包覆在导体外，形成电线或电缆半制品，其特征在于将电线或电缆半制品置于辐照剂量为50～120KGy的条件下，经电子加速器辐照交联形成电线或电缆终产品。

2.根据权利要求1所述生产方法，其特征在于：所述原料包括聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、无卤阻燃剂、补强剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂、交联剂、有机氧化锌和防老剂。

3.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、无卤阻燃剂、补强剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、润滑剂、交联剂、有机氧化锌和防老剂的投料质量比为60～70︰40～30︰120︰10~20：0.5～1.0︰0.5～0.8︰2～4︰1.5︰4～8︰0.5～1。

4.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述的无卤阻燃剂为氢氧化镁、硼酸锌、红磷。

5.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述的补强剂为纳米二氧化硅。

6.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述的主抗氧剂为抗氧剂1010；辅助抗氧剂为抗氧剂168。

7.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述的润滑剂为固体石蜡和硬脂酸。

8.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述的交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。

9.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于：所述防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉或2-巯基苯并咪唑。