CN103965540B - 一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法 - Google Patents

一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法，属于电缆技术领域。包括下述重量份的组分制备而成:LLDPE20~60份、EVA20~40份、SEEPS10~20份、AEM10~20份、氢氧化镁50~100份、氢氧化铝20~50份、斜发沸石10~20份、硼酸镁晶须10~20份、抗氧剂1~5份、润滑剂2~6份；先将硼酸镁晶须、斜发沸石和1%的硅烷偶联剂加入到高速混合机中混合，再将剩余各组分加入高速混合机中，然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒。本发明满足低温-40℃脆化实验，高温150℃抗开裂试验要求，同时具有优异的阻燃性能。

Description

一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种护套料及其制备方法，尤其是一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法，属于电缆技术领域。
背景技术
近年来，随着国家对环保与安全的重视，在一些大型建筑或公共场所，如大型商场、娱乐场所、地铁、车站、船舶、核电站等都要求采用低烟无卤阻燃电缆。据粗略统计，仅长三角地区2012年无卤阻燃电缆料的产量就达到了l0万吨左右。
东北地区和内蒙古地区等寒冷地区所用电缆有特殊要求，电缆使用多用在气候条件较为恶劣的地区，冬季气候寒冷，气温低至-10℃到-40℃，且昼夜温差大，因此所用电缆必须满足低温安装、使用的条件。在这些高寒地区，冬季温度低、时间长、早晚温差大，很多电缆厂生产的电力电缆会出现过低温敷设护套开裂的现象。同时，低烟无卤电缆料有氧指数低、易燃烧、不环保且燃烧时产生熔滴行为等缺点。传统热塑性低烟无卤电缆料的基材是以LLDPE和EVA为主，填充以大量的氢氧化镁和氢氧化铝。大量填充氢氧化铝和氢氧化镁，电缆料加工性能差，挤线速度较慢，表面容易出现毛刺等缺陷。
发明内容
本发明是为了克服传统热塑性LLDPE/EVA电缆料耐低温性和抗开裂性能差、氧指数低、加工效率低的缺点，而提供一种加工性能好的热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成:
线性低密度聚乙烯20~60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20~40份、SEEPS10~20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10~20份、氢氧化镁50~100份、氢氧化铝20~50份、斜发沸石10~20份、硼酸镁晶须10~20份、抗氧剂1~5份、润滑剂2~6份、硅烷偶联剂2~3份；
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或几种。
所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16%~40%。
所述SEEPS的分子量在30000~70000之间。
所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20%~50%。
所述的硼酸镁晶须长径比为10~30，平均直径为0.5~3μm。
所述的斜发沸石平均目数为5000~6000，平均粒径为1~3μm。
一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)按重量份配比备好原料：线性低密度聚乙烯20~60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20~40份、SEEPS10~20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10~20份、氢氧化镁50~100份、氢氧化铝20~50份、斜发沸石10~20份、硼酸镁晶须10~20份、抗氧剂1~5份、润滑剂2~6份、硅烷偶联剂2~3份；
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或几种；
所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种；
所述的硼酸镁晶须长径比为10~30，平均直径为0.5~3μm；
所述的斜发沸石平均目数为5000~6000，平均粒径为1~3μm；
(2)先将硼酸镁晶须、斜发沸石和硅烷偶联剂加入到高速混合机中混合5~10min，停止搅拌后得到改性后的硼酸镁晶须和斜发沸石；再将剩余各组分加入高速混合机中，在80℃下混合5~10min，得到混合物；
(3)然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150℃~180℃，螺杆转速100~150转/每分钟，下阶料筒温度范围120℃~150℃，螺杆转速50~100转/每分钟，最终得到热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16%~40%。
所述SEEPS的分子量在30000~70000之间。
所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20%~50%。
本发明所用乙烯-丙烯酸酯共聚物（AEM）链结构使其不易出现大球晶而呈现微晶体结构,因而不易开裂来自共聚物AEM分子的较长支链不能进人LLDPE（线性低密度聚乙烯）紧密堆积的晶格中,克服了传统LLDPE/EVA电缆料的易开裂缺陷。聚（苯乙烯-b-乙烯-b-乙烯-丙烯-b-苯乙烯）（SEEPS）分子结构柔顺，玻璃化温度低，可赋予电缆料优异的耐低温性能；乙烯和丙烯段与EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）和LLDPE相容性好，可提高电缆料的以及高抗拉强度。斜发沸石型阻燃剂多呈菱形板片和板条状微形态，在材料燃烧过程中，能有效的吸附浓烟，起到抑烟作用，有效的降低了材料的烟密度。硼酸镁晶须成碳，由于含有大量的硼和镁元素，本身具有优异的阻燃性能，加上晶须结构起到成碳作用，有效提高了材料的阻燃性能。所用乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量在16%~40%之间,所用乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯含量在20%~50%之间。
本发明适用于通电力及控制电缆，讯光缆、铁路光缆、铁路信号缆、同轴电缆、大规格漏泄电缆护套料，尤其是东北等寒冷地区电缆易开裂场所。热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料经检测具有优良的耐高低温性能，满足低温-40℃脆化实验，高温150℃抗开裂试验要求，同时具有优异的阻燃性能。
具体实施方式
实施例一
一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成:
线性低密度聚乙烯20~60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20~40份、SEEPS10~20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10~20份、氢氧化镁50~100份、氢氧化铝20~50份、斜发沸石10~20份、硼酸镁晶须10~20份、抗氧剂1~5份、润滑剂2~6份、硅烷偶联剂2~3份；
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）、硫代二丙酸双月桂酯（抗氧剂DLTP）中的一种或几种。
所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16%~40%。
所述聚（苯乙烯-b-乙烯-b-乙烯-丙烯-b-苯乙烯）(SEEPS)的分子量在30000~70000之间。
所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20%~50%。
所述的硼酸镁晶须长径比10~30，平均直径0.5~3μm。
所述的斜发沸石平均目数5000~6000，平均粒径1~3μm。
一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)按重量份配比备好原料：线性低密度聚乙烯20~60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20~40份、SEEPS10~20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10~20份、氢氧化镁50~100份、氢氧化铝20~50份、斜发沸石10~20份、硼酸镁晶须10~20份、抗氧剂1~5份、润滑剂2~6份、硅烷偶联剂2~3份；
所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或几种；
所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16%~40%；
所述聚（苯乙烯-b-乙烯-b-乙烯-丙烯-b-苯乙烯）的分子量在30000~70000之间；
所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20%~50%;
所述的硼酸镁晶须长径比10~30，平均直径0.5~3μm；
所述的斜发沸石平均目数5000~6000，平均粒径1~3μm；
(2)先将硼酸镁晶须、斜发沸石和硅烷偶联剂加入到高速混合机中混合5~10min，停止搅拌后得到改性后的硼酸镁晶须和斜发沸石，再将剩余各组分加入高速混合机中，在80℃下混合5~10min，得到混合物；
(3)然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150℃~180℃，螺杆转速100~150转/每分钟，下阶料筒温度范围120℃~150℃，螺杆转速50~100转/每分钟，最终得到热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。
实施例二
将表1中三组配方，按重量份数配好。然后分别按以下步骤:先将定量的硼酸镁晶须、斜发沸石和硅烷偶联剂，加入到高速混合机中混合6min，停止搅拌得到改性后的硼酸镁晶须和斜发沸石。
将LLDPE等剩余各组分在高混机中，80℃下混合7min，得到混合物。然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150~170℃，螺杆转速约为130转/每分钟。下阶料筒温度范围130~150℃，螺杆转速约为70转/每分钟，得到热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。实施例2各配方主要性能测试见表2。
表1实施例2配方表
表2实施例2各配方性能测试表

Claims (8)

1.一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料,其特征是,包括下述重量份的组分制备而成:
线性低密度聚乙烯20～60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20～40份、SEEPS10～20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10～20份、氢氧化镁50～100份、氢氧化铝20～50份、斜发沸石10～20份、硼酸镁晶须10～20份、抗氧剂1～5份、润滑剂2～6份、硅烷偶联剂2～3份；
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或几种；所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，其特征是，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16％～40％。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，其特征是，所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20％～50％。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，其特征是，所述的硼酸镁晶须长径比为10～30，平均直径为0.5～3μm。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料，其特征是，所述的斜发沸石平均目数为5000～6000。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)按重量份配比备好原料：线性低密度聚乙烯20～60份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20～40份、SEEPS10～20份、乙烯-丙烯酸酯共聚物10～20份、氢氧化镁50～100份、氢氧化铝20～50份、斜发沸石10～20份、硼酸镁晶须10～20份、抗氧剂1～5份、润滑剂2～6份、硅烷偶联剂2～3份；
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的一种或几种；
所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、聚四氟乙烯中的一种或几种；
所述的硼酸镁晶须长径比为10～30，平均直径为0.5～3μm；
所述的斜发沸石平均目数为5000～6000；
(2)先将硼酸镁晶须、斜发沸石和硅烷偶联剂加入到高速混合机中混合5～10min，停止搅拌后得到改性后的硼酸镁晶须和斜发沸石；再将剩余各组分加入高速混合机中，在80℃下混合5～10min，得到混合物；
(3)然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150℃～180℃，螺杆转速100～150转/每分钟，下阶料筒温度范围120℃～150℃，螺杆转速50～100转/每分钟，最终得到热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料。
7.根据权利要求6所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料的制备方法，其特征是，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物总重量的16％～40％。
8.根据权利要求6所述的一种热塑性耐寒抗开裂无卤低烟阻燃聚烯烃护套料的制备方法，其特征是，所述乙烯-丙烯酸酯共聚物的丙烯酸酯占乙烯-丙烯酸酯共聚物总重量的20％～50％。
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