CN103739925A - 一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：弹性体树脂100份；膨胀型阻燃剂20-60份；阻燃协效剂5-10份；界面相容剂5-10份；表面改性剂：2-5份；抗滴落剂：0.5-2份；抗氧剂：0.45-0.6份；润滑剂1.0-1.8份；其它助剂2-5份，所述的膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比10-20:1-5:2-10复配而成。本发明电缆料能适应在恶劣条件下，具有高抗扭、耐严寒、防腐蚀、很柔软的高性能的低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料。

Description

一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤电缆料及其制备方法，更具体地涉及一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
目前柔软低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料作为PVC电缆料的替代材料，已广泛应用于柔软线缆、家用电器及能源领域用的特种电缆等产品上。在追求环保、安全的环境下，无机阻燃材料作为一种无卤系阻燃材料，因其能有效的克服卤素阻燃材料的缺点而引起了人们的普遍关注。
无机阻燃材料的最大优点是低烟、无毒、价格低廉。但在材料制造过程中，为了达到高阻燃、低烟性需加入大量的氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂。高填充的无机阻燃剂，虽然带来了较好的阻燃效果，但这些给阻燃剂的分散、材料的加工成型和主要的机械性能带来了一系列的问题，导致材料的抗扭转型差，易开裂，阻燃护套材料或绝缘材料的机械性能下降，。
综上所述，本领域缺乏一种能满足上述综合性能要求的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料。
为此，本领域迫切需要一种克服现有技术的不足，电缆材料在低温的抗扭转，阻燃性能好，机械性能优越的低烟无卤阻燃电缆料。
发明内容
本发明的第一目的在于获得一种克服现有技术的不足，低烟无卤阻燃电缆材料耐低温、抗扭转，阻燃性能好，机械性能优越的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料。
本发明的另一目的是提供上述环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料的制备方法。
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0000445715460000011
Figure BDA0000445715460000021
其中，所述的膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比10-20:1-5:2-10复配而成，具有高效的阻燃效果。
在本发明的一个优选实施例中，所述的改性聚磷酸铵为德国Hoechst公司生产的牌号Exolit455。
在本发明的一个优选实施例中，所述的弹性体树脂为聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、聚丙烯弹性体中的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的阻燃协效剂气相二氧化硅、二氧化钛、纳米蒙脱土、硼酸锌中的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的界面相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物的一种或两种组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的表面改性剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷中一种或两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述抗滴落剂为美国3M公司的PA-5933或PA-5935一种或两种混合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的抗氧剂为β（3'5'-二叔丁基-4'-羟基苯基）丙酸十八酯、四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯基）、硫代二丙酸二月桂酯、1，2-[β-（3，5-二叔丁基-4羟基）苯基]丙酰肼、N,N'-二乙酰基己二酰基二酰肼的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个优选实施例中，所述的其它助剂为硅酮母粒、着色剂中的一种或两种的混合。
本发明所述的一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）原材料的预处理步骤：
将膨胀型阻燃剂中的三种组分与表面改性剂一起进行高速搅拌混合得到预混料A；
将界面相容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及其他助剂一起与弹性体树脂进行均混得到预混料B；
（2）混炼加工步骤：
将步骤（1）制备的预混料A、B经过失重称喂料系统计量、采用往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工造粒得到所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，且在挤出造粒过程中的温度为：加料段130-140℃，输送段140-150℃，熔融段150-160℃，模头温度150-160℃。
本发明中采用的膨胀型阻燃剂由改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺复配而成，具有高效的阻燃效果；其次，本发明采用的多种阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂进行复配使用，进一步提升了阻燃体系的阻燃效果，同时降低材料燃烧的发烟量；再次，本发明中基体树脂经过多次优化后，相互间能达到很好的相容性，同时还可以满足柔软、耐低温型、耐环境应力开裂，耐扭转性的要求；最后，本发明采用先进的往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机，能提高材料内各组分的分散混合效果，保证材料内部的组分的均一性、稳定性。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的进一步说明，并不构成对本发明权利要求的限制。
实施例1
环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0000445715460000041
其中膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比3:1:2复配而成。改性聚磷酸铵为德国Hoechst公司生产的牌号Exolit455。季戊四醇、三聚氰胺为市售产品。
弹性体树脂为日本三井公司POE840，扬巴EVA6110M，美国陶氏的EPDM4725按2:1:1复配而成。
阻燃协效剂为德固赛二氧化硅AR974，浙江丰虹公司生产的纳米蒙脱土的1:1复配。
界面相容剂为EVA-G-MAH为宁波能之光MC32。
表面改性剂为山东淄博γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
抗滴落剂为美国3M公司的PA-5933。
抗氧剂为β（3'5'-二叔丁基-4'-羟基苯基）丙酸十八酯、四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇按1:1复配加入市售。
润滑剂为河北恒泰化工有限公司硬脂酸钙。
其它助剂为上海麦太的硅酮母粒。
该实施例的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料制备方法的步骤是：
（1）原材料的预处理：
将膨胀型阻燃剂中的三种组分与表面改性剂一起进行高速搅拌混合得到预混料A；
将界面相容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及其他助剂一起与弹性体树脂进行均混得到预混料B；
（2）混炼加工：将预混料A、B失重称喂料系统计量、采用往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工造粒，且在挤出造粒过程中的温度为：加料段130-140℃，输送段140-150℃，熔融段150-160℃，模头温度150-160℃。
其性能测试结果见表1。
表1
Figure BDA0000445715460000051
实施例2
环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0000445715460000052
其中膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比2:1:1复配而成。改性聚磷酸铵为德国Hoechst公司生产的牌号Exolit455。季戊四醇、三聚氰胺为市售产品。
弹性体树脂为日本三井公司POE840，扬巴EVA6110M5按2:1复配而成。
阻燃协效剂为淄博旭维化工有限公司的硼酸锌，浙江丰虹公司生产的纳米蒙脱土的2:1复配。
界面相容剂为EVA-G-MAH为宁波能之光MC32。
表面改性剂为山东淄博γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷。
抗滴落剂为美国3M公司的PA-5935。
抗氧剂为四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯基）按1:1复配加入市售。
润滑剂为河北恒泰化工有限公司硬脂酸锌。
其它助剂为上海麦太的硅酮母粒。
该实施例的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料制备方法的步骤是：
（1）原材料的预处理：
将膨胀型阻燃剂中的三种组分与表面改性剂一起进行高速搅拌混合得到预混料A；
将界面相容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及其他助剂一起与弹性体树脂进行均混得到预混料B；
（2）混炼加工：
将预混料A、B失重称喂料系统计量、采用往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工造粒，且在挤出造粒过程中的温度为：加料段130-140℃，输送段140-150℃，熔融段150-160℃，模头温度150-160℃。
其性能测试结果见表2。
表2：
Figure BDA0000445715460000061
Figure BDA0000445715460000071
实施例3
环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其由以下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0000445715460000072
其中膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比4:1:3复配而成。改性聚磷酸铵为德国Hoechst公司生产的牌号Exolit455。季戊四醇、三聚氰胺为市售产品。
弹性体树脂为美国陶氏POE8180，扬巴EVA5110J，上海赛科S1003按2:1：1复配而成。
阻燃协效剂为德固赛二氧化硅AR974，中国双利钛白粉有限公司纳米二氧化钛的1:1复配。
界面相容剂为POE-G-MAH为宁波能之光MC509。
表面改性剂为山东淄博γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
抗滴落剂抗滴落剂为美国3M公司的PA-5933。
抗氧剂为N,N'-二乙酰基己二酰基二酰肼、四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇按1:1复配加入市售。
润滑剂为河北恒泰化工有限公司硬脂酸钙。
其它助剂为上海麦太的硅酮母粒和着色剂按1:1。
该实施例的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料制备方法的步骤是：
（1）原材料的预处理：
如果改性聚磷酸铵为自己制备的，请补充制备方法！
将膨胀型阻燃剂中的三种组分与表面改性剂一起进行高速搅拌混合得到预混料A；
将界面相容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及其他助剂一起与弹性体树脂进行均混得到预混料B；
（2）混炼加工：将预混料A、B失重称喂料系统计量、采用往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工造粒，且在挤出造粒过程中的温度为：加料段130-140℃，输送段140-150℃，熔融段150-160℃，模头温度150-160℃。
其性能测试结果见表3。
表3
Figure BDA0000445715460000081
Figure BDA0000445715460000091

Claims (11)

1.一种环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
Figure FDA0000445715450000011
其中，所述的膨胀型阻燃剂为改性聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺以重量比10-20:1-5:2-10复配而成。
2.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的改性聚磷酸铵为德国Hoechst公司生产的牌号Exolit455。
3.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的弹性体树脂为聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、聚丙烯弹性体中的一种或两种以上的组合。
4.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的阻燃协效剂气相二氧化硅、二氧化钛、纳米蒙脱土、硼酸锌中的一种或两种以上的组合。
5.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的界面相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物的一种或两种组合。
6.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的表面改性剂为乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷中一种或两种以上的组合。
7.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述抗滴落剂为美国3M公司的PA-5933或PA-5935一种或两种混合。
8.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的抗氧剂为β（3'5'-二叔丁基-4'-羟基苯基）丙酸十八酯、四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯基）、硫代二丙酸二月桂酯、1，2-[β-（3，5-二叔丁基-4羟基）苯基]丙酰肼、N,N'-二乙酰基己二酰基二酰肼的一种或两种以上的组合。
9.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或两种以上的组合。
10.如权利要求1所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述的其它助剂为硅酮母粒、着色剂中的一种或两种混合。
11.一种权利要求1至11任一项权利要求所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）原材料的预处理步骤：
将膨胀型阻燃剂中的三种组分与表面改性剂一起进行高速搅拌混合得到预混料A；
将界面相容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂及其他助剂一起与弹性体树脂进行均混得到预混料B；
（2）混炼加工步骤：
将步骤（1）制备的预混料A、B经过失重称喂料系统计量、采用往复式挤出机或强剪切的双螺杆挤出机对物料进行加工造粒得到所述的环保型低温抗扭转低烟无卤阻燃电缆料，且在挤出造粒过程中的温度为：加料段130-140℃，输送段140-150℃，熔融段150-160℃，模头温度150-160℃。
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