CN104231409A - Eva/mlldpe组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料、其制备方法及应用 - Google Patents

Eva/mlldpe组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其包括以下重量份的原料：EVA100份，MLLDPE10~25份，无卤阻燃剂80~130份，偶联剂1.5~5.5份，交联剂1.0~2.5份，抗氧剂0.8~1.5份，紫外线吸收剂0.8~1.5份，马来酸酐接枝相容剂5~10份，润滑剂1.5~4.5份。本发明还公开了该电线电缆料的制备方法，以及由该电线电缆料制得的低烟无卤辐照交联电线电缆。本发明提供的低烟无卤辐照交联电线电缆料及电线电缆不含卤族元素，阻燃性能高，燃烧时具有低烟无毒的特点；其采用茂金属线性低密度聚乙烯与EVA复配，提高了基体与无机填料的相同性，具有优异的机械性能；同时还具有耐高温、耐老化等优异特点。本发明提供的电线电缆料及电线电缆的制备方法简单易行，适于工业化生产。

Description

EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种电线电缆料、其制备方法及应用，具体涉及一种低烟无卤辐照交联电线电缆料、其制备方法及应用。
背景技术
目前，随着人们环保意识的提高和社会主义建设的快速发展，市场上工业化生产对低烟无卤电线电缆的需求量越来越大。这主要是由于低烟无卤电线电缆在燃烧的时候，不释放腐蚀性气体，并且烟少，可视度高，在火灾状况下对救援工作有很大帮助，一定程度上减少了人员的伤亡和财产的损失。因此，人们对低烟无卤电线电缆及相关材料的研究越来越关注。
中国发明专利201210143090.0公开了一种LDPE/EVA阻燃复合材料及其制备方法，其采用低密度聚乙烯LDPE与EVA复合，同时采用十溴二苯乙烷等溴系材料做阻燃剂。此发明融合了有机阻燃剂、溴系阻燃剂和无机阻燃剂的优势，降低了无机阻燃剂的用量，提高了阻燃复合材料的极限氧指数。但是，由于这种阻燃复合材料中采用了溴系阻燃剂，因而并未涉及低烟无卤材料方面的研究。
中国发明专利201210050440.9公开了一种光伏电缆及其制备方法与应用，其采用线性低密度聚乙烯LLDPE与EVA复合，制备方法简单，加工性能良好，成本不高，适于工业化生产，但是在性能方面还有提高的空间，并且未涉及茂金属线性低密度聚乙烯MLLDPE在EVA体系中的研究。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的一个目的在于提供一种阻燃性能优异、机械性能好的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料。
本发明的另一个目的在于提供一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆及其制备方法。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，该辐照交联电线电缆料包括以下重量份的原料：
EVA                        100份
MLLDPE                    10~25份
无卤阻燃剂                  80~130份
偶联剂                      1.5~5.5份
交联剂                      1.0~2.5份
抗氧剂                      0.8~1.5份
紫外线吸收剂                0.8~1.5份
马来酸酐接枝相容剂          5~10份
润滑剂                      1.5~4.5份。
优选地，原料还包括适量的颜料。
其中，EVA为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，优先选择乙酸乙烯酯含量为15~28%，熔体指数为1.3~4.0g/10min的EVA。
其中，MLLDPE为茂金属线性低密度聚乙烯。
所述无卤阻燃剂优先选择氢氧化铝，氢氧化镁，氮磷复合阻燃剂，蒙脱土，硼酸锌中的一种或多种。
所述偶联剂优先选择硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
优选地，所述交联剂为三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯（TMPTMA），并且优先选择密度为1.04~1.10g/cm3、运动粘度为42~52cps（25℃）、酸值小于1mg KOH/g的三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯。
所述抗氧剂优先选择四[β-（3,5二叔丁基4-羟基-苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）。
所述紫外线吸收剂优先选择2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV-531）。
优选地，所述马来酸酐接枝相容剂为马来酸酐共聚改性的乙烯-乙酸乙酯共聚物，并且优先选择接枝率为0.8~1.2%，熔体指数为1.5~10g/10min的马来酸酐共聚改性的乙烯-乙酸乙酯共聚物。
所述润滑剂优先选择PE蜡，氧化镁，氧化锌，硬脂酸，硅酮粉中的一种或几种。
本发明还提供了一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料的制备方法，其制备的步骤为：
（1）将原料按照配比配好后，将所有原料倒入密炼机中混炼均匀，当电流趋于稳定状态时，即可放出；
（2）将步骤（1）的物料通过挤出机熔融塑化挤出造粒，水冷，切粒干燥，得辐照交联电线电缆料。
优选地，混炼温度为80~130℃，混炼时间为5~10分钟。其中，密炼时，当电流趋于稳定状态时，说明混合物料已经密炼均匀，即可放出。
优选地，步骤（2）所述挤出机为双阶双螺杆挤出机。优选地，成型温度为90~150℃。
本发明还提供了一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆，其由以下方法制得：
1）将EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料通过电线电缆挤出机挤出胶粒，包裹在导体表面，牵引，冷却，定型，成卷；
2）通过紫外线辐照机进行8~15Mrad的能量照射，得辐照交联电线电缆。
优选地，步骤1）中，成型温度为100~150℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明辐照交联电线电缆料不含卤族元素，阻燃性能高，燃烧时具有低烟无毒的特点；
2、本发明采用茂金属线性低密度聚乙烯与EVA复配，提高了基体与无机填料的相容性，因而具有优异的机械性能；
3、本发明提供的低烟无卤辐照交联电线电缆具有耐高温，耐老化等优异特点；
4、本发明低烟无卤辐照交联电线电缆料及电线电缆的制备方法简单易行，适于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。以下实施例中，所用原料均为市售工业品。如无特别说明，本文出现的百分数均为重量百分数。
实施例1～3：
按照表1中各原料所示重量份配制本发明低烟无卤辐照交联电线电缆料。
                       表1
原料 实施例1 实施例2 实施例3
EVA 100 100 100
MLLDPE 13 17 25
氮磷阻燃剂 80 45 /
氢氧化铝 / 55 110
蒙脱土 20 10 /
硼酸锌 10 10 20
甲基苯基硅油 2.5 2.8 3.0
TMPTMA 1.7 1.8 2.0
抗氧剂1010 1.0 1.2 1.3
UV-531 0.8 0.8 0.8
马来酸酐接枝相容剂 9.0 8.5 9.5
PE蜡 3.0 3.5 2.5
颜料 适量 适量 适量
其中，EVA为乙酸乙烯酯含量为15~28%，熔体指数为1.3~4.0g/10min的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；马来酸酐接枝相容剂是接枝率为0.8~1.2%，熔体指数为1.5~10g/10min的马来酸酐共聚改性的乙烯-乙酸乙酯共聚物。
制备方法：
1、将上述配方中的原料按照各自的重量份数配好后，将所有原料倒入密炼机中进行混炼均匀，混炼温度为80~130℃，混炼时间为5~10分钟，密炼时，当电流趋于稳定状态时，说明混合物料已经密炼均匀，即可放出。
2、将混合好的物料通过双阶双螺杆挤出机熔融塑化挤出造粒，水冷，切粒干燥，得辐照交联电线电缆粒料。成型温度为90~150℃。
3、将制得的辐照交联电线电缆粒料通过电线电缆挤出机挤出胶料包裹在导体表面，牵引，冷却，定型，成卷得未辐照交联电线电缆。成型温度为100~150℃。
4、将未辐照的电线电缆通过紫外线辐照机器中进行8~15Mrad的能量照射，得EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆。
将所制得的本发明EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆进行性能测试，测试方法按照IEC 60811-1-1方法进行，实验性能符合低烟无卤电线电缆标准HD21.14.S1，结果列于3。
比较例1~3
比较例1~3按照表2中各原料所示重量份配制。
                            表2
原料 比较例1 比较例2 比较例3
EVA 100 100 100
氮磷阻燃剂 80 45 /
氢氧化铝 / 55 110
蒙脱土 20 10 /
硼酸锌 10 10 20
甲基苯基硅油 2.5 2.8 3.0
TMPTMA 1.7 1.8 2.0
抗氧剂1010 1.0 1.2 1.3
UV-531 0.8 0.8 0.8
马来酸酐接枝相容剂 9.0 8.5 9.5
PE蜡 3.0 3.5 2.5
颜料 适量 适量 适量
其中，EVA为乙酸乙烯酯含量为15~28%，熔体指数为1.3~4.0g/10min的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；马来酸酐接枝相容剂是接枝率为0.8~1.2%，熔体指数为1.5~10g/10min的马来酸酐共聚改性的乙烯-乙酸乙酯共聚物。
比较例1~3的制备方法和实施例1~3一样。将得到的比较例1~3电线电缆进行性能测试，结果列于表3。
实施例1~3和比较例1~3所得电线电缆的产品性能如表3所示（老化条件158℃*7d）。
表3
项目 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
抗张强度N/mm 13.8 14.5 13.2 9.5 8.7 7.5
断裂伸长率% 450 420 380 220 210 180
强度变化率% -8 -12 -13 -8 -13 -15
伸长率变化率% -9 -10 -12 -12 -10 -20
阻燃VW-1 通过 通过 通过 通过 通过 通过
高温压力 14 24 17 34 27 20
耐紫外线老化 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂
耐臭氧 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂 不开裂
从表3可以看出，用本发明的技术制备的辐照交联电线电缆与比较例中的电线电缆相比，本发明实施例1~3的电缆物理机械性能优异，抗张强度远远大于比较例1~3电缆的抗张强度，说明在EVA体系中添加MLLDPE可以提高基体和无机填料的相容性，提高电线电缆的整体性能。实施例1~3所制备的电线电缆各项性能优异，均能满足国家要求的无卤电线电缆要求。
上述制作方法及配方只是说明本发明的技术思路和特点，其目的是让熟悉该技术的人士了解本发明的内容并进行实施，所有根据本发明精神所作的等效变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述辐照交联电线电缆料包括以下重量份的原料：
EVA                        100份
MLLDPE                    10~25份
无卤阻燃剂                  80~130份
偶联剂                      1.5~5.5份
交联剂                      1.0~2.5份
抗氧剂                      0.8~1.5份
紫外线吸收剂                0.8~1.5份
马来酸酐接枝相容剂          5~10份
润滑剂                      1.5~4.5份。
2.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述原料还包括适量的颜料。
3.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述EVA为乙酸乙烯酯含量为15~28%，熔体指数为1.3~4.0g/10min的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述无卤阻燃剂为氢氧化铝，氢氧化镁，氮磷复合阻燃剂，蒙脱土，硼酸锌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述交联剂为三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，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，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
7.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述马来酸酐接枝相容剂是接枝率为0.8~1.2%，熔体指数为1.5~10g/10min的马来酸酐共聚改性的乙烯-乙酸乙酯共聚物。
8.根据权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料，其特征在于：所述润滑剂为PE蜡，氧化镁，氧化锌，硬脂酸，硅酮粉中的一种或几种。
9.权利要求1所述的EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料的制备方法，其制备的步骤为：
（1）将原料按照配比配好后，将所有原料倒入密炼机中混炼均匀，当电流趋于稳定状态时，即可放出；
（2）将步骤（1）的物料通过挤出机熔融塑化挤出造粒，水冷，切粒干燥，得辐照交联电线电缆料。
10.一种EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆，其特征在于：其由以下方法制得：
1）将EVA/MLLDPE组份型低烟无卤辐照交联电线电缆料通过电线电缆挤出机挤出胶粒，包裹在导体表面，牵引，冷却，定型，成卷；
2）通过紫外线辐照机进行8~15Mrad的能量照射，得辐照交联电线电缆。
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