CN104788784A - 一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯树脂20-50份，青蒿2-8份，皂苷2-8份，艾叶2-8份，碳酸钾10-15份，壳聚糖5-15份，羧甲基纤维素5-10份，EVA树脂20-35份，抗氧剂1-8份，环氧大豆油2-5份，稳定剂2-5份。本发明还公开了该环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法。本发明提供的聚乙烯电缆护套料，阻燃性好，绝缘性好，具有良好的柔韧性，耐磨，耐腐蚀性强，耐低温性能好，无毒，采用植物型阻燃剂，有利于环境保护。

Description

一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电线电缆技术领域，具体的涉及一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料。
背景技术：
电缆护套是电缆的最外层，聚乙烯作为常用的电缆护套材料，主要包括中密度聚乙烯(MDPE)、低密度/线性低密度聚乙烯(LDPE/LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)，三者相比，HDPE材料分子链结构规整，分子链具有更少的支链结构，且支链更短，分子链排列整齐，分子链间距离小，分子链间作用力大。HDPE的这些近程结构特点决定了其具有以下基本性能：材料密度较高，结晶性好，结晶度大，分子层间作用力大。宏观表现为材料密度高，拉伸强度等机械性能优于LLD/LD/MD，材料硬度高，耐磨损性能优异，耐化学腐蚀性能好。但由于其熔体流动性、材料柔韧性略差，对材料的加工有更高的要求。而且聚乙烯本身耐热性差，阻燃性差，这就限制了其在电缆护套料中的广泛应用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其阻燃性好，绝缘性好，具有良好的柔韧性，耐磨，耐腐蚀性强，耐低温性能好，无毒，采用植物型阻燃剂，有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该新型阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其制备方法简单，成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂20-50份，
青蒿2-8份，皂苷2-8份，
艾叶2-8份，碳酸钾10-15份，
壳聚糖5-15份，羧甲基纤维素5-10份，
EVA树脂20-35份，抗氧剂1-8份，
环氧大豆油2-5份，稳定剂2-5份。
作为上述技术方案的优选，一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂50份，
青蒿6份，皂苷5份，
艾叶6份，碳酸钾12份，
壳聚糖10份，羧甲基纤维素8份，
EVA树脂25份，抗氧剂5份，
环氧大豆油2份，稳定剂3份。
作为上述技术方案的优选，所述高密度聚乙烯树脂的分子量为80-200万。
作为上述技术方案的优选，所述抗氧剂为天然生育酚和绿原酸的混合物，两者质量比为1:1。
作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为硬脂酸锌、脂肪酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种混合。
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将青蒿、皂苷、艾叶捣碎，加入无水乙醇，超声2-10h后在50-60℃下回流12-24h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将高密度聚乙烯树脂、EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在40-60℃下捏合10-30min，继续加入壳聚糖、碳酸钾、羧甲基纤维素、抗氧剂、环氧大豆油、稳定剂，在100-120℃下捏合5-10min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼5-10min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中青蒿、皂苷、艾叶的总质量与无水乙醇的质量比为1:5。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中所述回流的时间为15h。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述密炼的条件为：气压0.2-0.5MPa，密炼时间为8min。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中所述挤出机各段温度控制为：一段：100-110℃，二段115-120℃，三段120-130℃，四段130-145℃，五段140-145℃，六段145-150℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用青蒿、皂苷、艾叶和碳酸钾作为阻燃成分，加入壳聚糖、羧甲基纤维素为活性物质和成膜物质，制备成植物型阻燃剂，当燃烧时，该植物型阻燃剂可以迅速的向材料内部进行浸润和渗透，形成均匀的阻燃复盖膜，从而防止材料与氧气进一步接触达到阻燃的目的，其植物原料可以就地取材，来源方便，价格便宜，制造工艺和设备也较简单。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂20份，青蒿2份，皂苷2份，
艾叶2份，碳酸钾10份，壳聚糖5份，
羧甲基纤维素5份，EVA树脂20份，抗氧剂1份，
环氧大豆油2份，稳定剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将2份青蒿、2份皂苷、2份艾叶捣碎，加入30份无水乙醇，超声2h后在50℃下回流12h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将20份高密度聚乙烯树脂、20份EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在40℃下捏合10min，继续加入5份壳聚糖、10份碳酸钾、5份羧甲基纤维素、1份抗氧剂、2份环氧大豆油、2份稳定剂，在100℃下捏合5min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼5min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其中挤出机各段温度为：一段：100℃，二段115℃，三段120℃，四段130℃，五段140℃，六段145℃。
实施例2
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂50份，青蒿8份，皂苷8份，
艾叶8份，碳酸钾15份，壳聚糖15份，
羧甲基纤维素10份，EVA树脂35份，抗氧剂8份，
环氧大豆油5份，稳定剂5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将8份青蒿、8份皂苷、8份艾叶捣碎，加入120份无水乙醇，超声10h后在60℃下回流24h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将50份高密度聚乙烯树脂、35份EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在60℃下捏合30min，继续加入15份壳聚糖、15份碳酸钾、10份羧甲基纤维素、8份抗氧剂、5份环氧大豆油、5份稳定剂，在120℃下捏合10min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼10min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其中挤出机各段温度为：一段：110℃，二段120℃，三段130℃，四段145℃，五段145℃，六段150℃。
实施例3
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂25份，青蒿3份，皂苷3份，
艾叶3份，碳酸钾11份，壳聚糖7份，
羧甲基纤维素6份，EVA树脂23份，抗氧剂3份，
环氧大豆油3份，稳定剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将3份青蒿、3份皂苷、3份艾叶捣碎，加入45份无水乙醇，超声4h后在52℃下回流15h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将25份高密度聚乙烯树脂、23份EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在45℃下捏合15min，继续加入7份壳聚糖、11份碳酸钾、6份羧甲基纤维素、3份抗氧剂、3份环氧大豆油、3份稳定剂，在105℃下捏合6min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼6min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其中挤出机各段温度为：一段：102℃，二段116℃，三段123℃，四段135℃，五段142℃，六段146℃。
实施例4
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂30份，青蒿4份，皂苷4份，
艾叶4份，碳酸钾12份，壳聚糖9份，
羧甲基纤维素7份，EVA树脂26份，抗氧剂6份，
环氧大豆油4份，稳定剂4份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将4份青蒿、4份皂苷、4份艾叶捣碎，加入60份无水乙醇，超声6h后在55℃下回流20h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将30份高密度聚乙烯树脂、26份EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在50℃下捏合20min，继续加入9份壳聚糖、12份碳酸钾、7份羧甲基纤维素、6份抗氧剂、4份环氧大豆油、4份稳定剂，在110℃下捏合7min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼7min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其中挤出机各段温度为：一段：104℃，二段117℃，三段124℃，四段140℃，五段143℃，六段147℃。
实施例5
一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂45份，青蒿7份，皂苷7份，
艾叶7份，碳酸钾14份，壳聚糖12份，
羧甲基纤维素8份，EVA树脂30份，抗氧剂7份，
环氧大豆油5份，稳定剂5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将7份青蒿、7份皂苷、7份艾叶捣碎，加入105份无水乙醇，超声8h后在56℃下回流20h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将45份高密度聚乙烯树脂、30份EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在55℃下捏合25min，继续加入12份壳聚糖、14份碳酸钾、8份羧甲基纤维素、7份抗氧剂、5份环氧大豆油、5份稳定剂，在115℃下捏合8min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼8min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其中挤出机各段温度为：一段：108℃，二段118℃，三段128℃，四段140℃，五段144℃，六段148℃。
下面对本发明提供的环保阻燃聚乙烯电缆护套料进行性能测试，其中对比例为普通聚乙烯电缆护套料。
(1)断裂伸长率
按照GB/T 1040-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(2)拉伸强度
按照GB/T 1039-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(3)脆化温度
按照GB/T 1039-1992进行测试，测试结果如表1所示；
(4)极限氧指数
按照GB/T 2406-1993进行测试，测试结果如表1所示；
表1
从表1来看，与普通阻燃聚乙烯电缆护套料相比，本发明提供的环保阻燃聚乙烯电缆护套料阻燃性好，有极强的柔韧性，耐低温性能好。

Claims (10)

1.一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂20-50份，
青蒿2-8份，皂苷2-8份，
艾叶2-8份，碳酸钾10-15份，
壳聚糖5-15份，羧甲基纤维素5-10份，
EVA树脂20-35份，抗氧剂1-8份，
环氧大豆油2-5份，稳定剂2-5份。
2.如权利要求1所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
高密度聚乙烯树脂50份，
青蒿6份，皂苷5份，
艾叶6份，碳酸钾12份，
壳聚糖10份，羧甲基纤维素8份，
EVA树脂25份，抗氧剂5份，
环氧大豆油2份，稳定剂3份。
3.如权利要求1所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的分子量为80-200万。
4.如权利要求1所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述抗氧剂为天然生育酚和绿原酸的混合物，两者质量比为1:1。
5.如权利要求1所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料，其特征在于，所述稳定剂为硬脂酸锌、脂肪酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种混合。
6.如权利要求1至5任一所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将青蒿、皂苷、艾叶捣碎，加入无水乙醇，超声2-10h后在50-60℃下回流12-24h，冷却，过滤得到植物提取液；
(2)将高密度聚乙烯树脂、EVA树脂、步骤(1)得到的植物提取液加入到高速捏合机中，在40-60℃下捏合10-30min，继续加入壳聚糖、碳酸钾、羧甲基纤维素、抗氧剂、环氧大豆油、稳定剂，在100-120℃下捏合5-10min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)得到的混合物料转移至二辊炼塑机中，密炼5-10min，在辊温120℃、辊距3mm下塑化5min，下片，冷却，切粒，后由挤出机挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯电缆护套料。
7.如权利要求6所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中青蒿、皂苷、艾叶的总质量与无水乙醇的质量比为1:5。
8.如权利要求6所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述回流的时间为15h。
9.如权利要求6所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述密炼的条件为：气压0.2-0.5MPa，密炼时间为8min。
10.如权利要求6所述的一种新型环保阻燃聚乙烯电缆护套料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述挤出机各段温度控制为：一段：100-110℃，二段115-120℃，三段120-130℃，四段130-145℃，五段140-145℃，六段145-150℃。
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