CN105440398B - 硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法 - Google Patents

硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料、B料组成，以重量份计，A料包含130‑170份表面功能化氢氧化镁、85‑95份聚烯烃树脂、5‑15份增容树脂、1‑5份润滑剂、0.1‑0.5份抗氧剂、2‑5份乙烯基硅烷、0.1‑1份引发剂；B料包含130‑170份表面功能化氢氧化镁、85‑95份聚烯烃树脂、5‑15份增容树脂、1‑5份润滑剂、0.1‑0.5份抗氧剂、1‑5份催化剂；其制备方法为分别制备表面功能化氢氧化镁与硅烷交联聚烯烃电缆专用A料、B料，再混合；与现有技术相比，本发明中的电缆材料及其制备方法，利用双官能团产品对氢氧化镁进行处理，不仅生产成本低、工艺简单，而且利用其生产的电缆，力学性能和加工性能都可以得到显著提高。

Description

硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，尤其涉及一种硅烷交联聚烯烃电缆材料及其制备方法。
背景技术
聚烯烃具有良好的介电性能、机械性能、耐低温性能、加工性能和化学稳定性，自从商品化以来，就在电线电缆的生产中得到了广泛的应用。但是由于聚烯烃自身的氧指数低，属于易燃材料，在有外部火源或内部故障时，交联聚烯烃电缆很容易发生燃烧产生火灾；另外，聚烯烃晶相和无定形相共存，无定形区内分子间相互作用较弱，在受热和应力作用时，分子链间比较容易相对运动，熔点低，抗热变形能力弱，工作温度较低，耐环境应力开裂性差，这两个因素大大限制了它的使用用范围。
为了提高聚烯烃电线电缆的阻燃性能，近来用抑烟无毒的水合金属化合物的无机阻燃剂如ATH、Mg(OH)2，等来提高聚烯烃的阻燃性能已成为主要方向，可是，仅只添加ATH/Mg(OH)2的阻燃聚烯烃电线电缆料燃烧时有熔滴现象，受热时有变形的问题，而且由于高填充的金属氢氧化物会导致力学和加工性能变差。为了使之既阻燃且无熔滴，同时也提高阻燃聚烯烃电线电缆耐热性，研究者尝试了许多方法，其中使聚烯烃产生交联结构效果比较理想。例如硅烷交联PE的耐热温度可达90-120℃，最高瞬时温度为185℃，热强度达到225℃，且燃烧时无滴落。此外，聚烯烃经交联后其耐冲击性能、耐热性能、耐化学品、耐蠕变、耐磨性能、电绝缘性能、阻燃性能和热强度、耐环境应力开裂性能和粘接性能均可提高。
聚烯烃的交联通常有三种方法，第一种是有机过氧化物交联法，利用过氧化物分解提供自由基，然后诱发聚烯烃分子间C-C键合。第二种为辐照交联法，是用高能射线引发自由基形成，类似于过氧化物诱发的交联，只是后者C-C键形成是在结晶熔点以下。第三种为硅烷交联法，先在大分子链上接枝硅烷交联剂，然后硅醇水解缩合交联形成C-Si-O-Si-C的三维立体结构。与过氧化物交联和辐照交联相比，硅烷交联具有设备投资少，生产效率高、工艺简单的优点，适用于厚、薄等不同规格的制品。
为了克服高填充的金属氢氧化物会导致的力学和加工性能变差的问题，对金属氢氧化物进行表面处理是通常采用的方法。在传统处理技术中，对氢氧化镁主要采用硅烷、钛酸酯或硬脂酸等传统表面处理剂进行处理，实际效果仅仅是在氢氧化镁粉体表面形成了一层有机包覆层，提高了聚合物对表面的浸润，虽然性能得到了一定的改善，但仍然存在很多问题，例如：成产成本较高、工艺比较复杂、改善效果并不是很理想、使用时间过长后性能会逐渐下降等等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、工艺简单、力学性能和加工性能显著提高的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明材料中的表面功能化氢氧化镁是能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，采用本发明材料以挤出方式生产电缆时，其中的表面功能化氢氧化镁可以在引发剂的作用下与聚烯烃发生键合反应，最终形成聚合物分子-氢氧化镁-聚合物分子的凝聚态结构，不仅生产成本低、工艺简单，而且电缆的力学性能和加工性能可以得到显著提高，使用本发明材料生产得到的电缆，拉伸强度可以达到15MPa、断裂伸长率保持在200％-250％以上，而一般电缆材料采用的是未处理的氢氧化镁，利用其生产的电缆，拉伸强度只有9MPa、断裂伸长率不超过200％。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
作为本发明的一种优选实施方式，所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键。
采用上述优选方案的有益效果是：双官能团单体或双官能团低聚物采用本方案中的官能团，可以使其与氢氧化镁或者聚烯烃进行化学键合反应时更加快速、高效。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述的双官能单体为乙烯基硅氮烷单体，所述的双官能低聚物为端乙烯基含氢硅油或乙烯基异氰酸酯。
采用上述优选方案的有益效果是：采用本方案中的双官能团单体或双官能团低聚物，在与氢氧化镁或者聚烯烃进行化学键合反应时更加快速、高效。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡或石蜡的组合物，其组成质量比为3∶2。
采用上述优选方案的有益效果是：采用本方案中的润滑剂配方，在挤出造粒生产电缆材料和利用电缆材料以挤出方式生产电缆时润滑效果更好。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述的抗氧剂为四-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂或β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，其组成质量比为2∶3。
采用上述优选方案的有益效果是：采用本方案中的抗氧剂配方，在挤出造粒生产电缆材料和利用电缆材料以挤出方式生产电缆时抗氧化的效果更好。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述的引发剂为有机过氧化物，所述的催化剂为有机钛或有机锆或有机锡。
采用上述优选方案的有益效果是：采用本方案中的引发剂和催化剂配方，在利用本发明中的电缆材料以挤出方式生产电缆时，引发、催化的效果更好，引发剂和催化剂的用量更少。
一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温，将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物滴加至混合器中，滴加完毕后继续搅拌升温再出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁，并与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2∶1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法采用双官能团单体和/或双官能团低聚物对氢氧化镁进行处理，在表面处理过程中，双官能团单体和/或双官能团低聚物先与氢氧化镁表面羟基反应，形成化学键合，当采用本发明方法生产的电缆材料以挤出方式生产电缆时，其中的表面功能化氢氧化镁可以在引发剂的作用下与聚烯烃发生键合反应，最终形成聚合物分子-氢氧化镁-聚合物分子的凝聚态结构，不仅生产成本低、工艺简单，而且电缆的力学性能和加工性能可以得到显著提高，使用本发明材料生产得到的电缆，拉伸强度可以达到15MPa、断裂伸长率保持在200％-250％以上，而一般电缆材料采用的是未处理的氢氧化镁，利用其生产的电缆，拉伸强度只有9MPa、断裂伸长率不超过200％。
作为本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，在搅拌过程中升温至80-100℃时，将所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物滴加至混合器中，滴加完毕后继续搅拌升温至100-120℃时再出料。
采用上述优选方案的有益效果是：在此温度条件下，双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行化学键合反应更加快速、更加充分。
作为本发明的另一种优选实施方式，所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物的滴加速度为100-500g/分钟，滴加完毕后，所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比为1-10∶100。
采用上述优选方案的有益效果是：双官能团单体和/或双官能团低聚物的滴加速度以及与氢氧化镁的重量比在此范围内，双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行化学键合反应更加快速、更加充分。
作为本发明的另一种优选实施方式，在步骤B或C中，使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃。
采用上述优选方案的有益效果是：在此温度条件下，挤出造粒的效果更好。
下面对本发明做进一步详细说明。
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团，当所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键时，化学键合反应的效果最好，例如所述的双官能单体可以为乙烯基硅氮烷单体，所述的双官能低聚物可以为端乙烯基含氢硅油(即端乙烯基端硅氢基硅油)或乙烯基异氰酸酯；
所述聚烯烃树脂可以为高流动性聚乙烯树脂或乙烯/丁烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物等；所述增容树脂可以为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝POE等；当上述组分中，聚烯烃树脂和增容树脂的重量份之和为100份时，不仅效果更好，而且更加方便各成分的调配；
当所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡或石蜡的组合物，且其组成质量比为3∶2时，效果最好；
当所述的抗氧剂为四-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂或β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，且其组成质量比为2∶3时，效果最好；
当所述的引发剂为有机过氧化物时，效果最好，例如：过氧化苯甲酰或过氧化醋酸叔丁酯或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷等；
当所述的催化剂为有机钛或有机锆或有机锡时，效果最好，例如：正钛酸四丁酯或正锆酸四丁酯或二月桂酸二丁基锡等。
一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温至80-100℃，然后将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物以100-500g/分钟的速度滴加至混合器中，当所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比达到1-10∶100时，滴加完毕，再继续搅拌，并同时升温至100-120℃，然后出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁，并与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2∶1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：150份表面功能化氢氧化镁、90份聚烯烃树脂、10份增容树脂、3份润滑剂、0.3份抗氧剂、3份乙烯基硅烷、0.5份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：150份表面功能化氢氧化镁、90份聚烯烃树脂、10份增容树脂、3份润滑剂、0.3份抗氧剂、1份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团，当所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键时，化学键合反应的效果最好，本实施例采用乙烯基硅氮烷单体这种官能团单体；
所述聚烯烃树脂为高流动性聚乙烯树脂；所述增容树脂为马来酸酐接枝聚乙烯；所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡的组合物，且其组成质量比为3∶2；所述的抗氧剂为四-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酯的组合物，且其组成质量比为2∶3时；所述的引发剂为过氧化苯甲酰；所述的催化剂为正钛酸四丁酯。
一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温至80℃，然后将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物以300g/分钟的速度滴加至混合器中，当所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比达到5∶100时，滴加完毕，再继续搅拌，并同时升温至110℃，然后出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取150份所述的表面功能化氢氧化镁，并与90份聚烯烃树脂、10份增容树脂、3份润滑剂、0.3份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与3份乙烯基硅烷、0.5份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取150份所述的表面功能化氢氧化镁与90份聚烯烃树脂、10份增容树脂、3份润滑剂、0.3份抗氧剂、1份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2∶1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
在生产过程中，只需要将如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料加入到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中，以挤出方式生产电缆，挤出工艺为：所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料温为195±5℃；挤出的电缆冷却后即可进行交联，交联方式为浸入热水水煮，交联条件为92℃、8h；
按此工艺，最后得到电缆成品，其性能指标如下：
实施例2
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130份表面功能化氢氧化镁、85份聚烯烃树脂、15份增容树脂、1份润滑剂、0.1份抗氧剂、2份乙烯基硅烷、0.1份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130份表面功能化氢氧化镁、85份聚烯烃树脂、15份增容树脂、1份润滑剂、0.1份抗氧剂、3份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团，当所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键时，化学键合反应的效果最好，本实施例采用端乙烯基含氢硅油这种双官能团低聚物；
所述聚烯烃树脂为乙烯/丁烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物；所述增容树脂可以为马来酸酐接枝POE；所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的组合物，且其组成质量比为3∶2；所述的抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，且其组成质量比为2∶3；所述的引发剂为过氧化醋酸叔丁酯；所述的催化剂为正锆酸四丁酯。
一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温至90℃，然后将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物以100g/分钟的速度滴加至混合器中，当所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比达到1∶100时，滴加完毕，再继续搅拌，并同时升温至100℃，然后出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取130份所述的表面功能化氢氧化镁，并与85份聚烯烃树脂、15份增容树脂、1份润滑剂、0.1份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与2份乙烯基硅烷、0.1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取130份所述的表面功能化氢氧化镁与85份聚烯烃树脂、15份增容树脂、1份润滑剂、0.1份抗氧剂、3份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2∶1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
在生产过程中，只需要将如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料加入到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中，以挤出方式生产电缆，挤出工艺为：所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料温为195±5℃；挤出的电缆冷却后即可进行交联，交联方式为浸入热水水煮，交联条件为92℃、8h；
按此工艺，最后得到电缆成品，其性能指标如下：
实施例3
一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，它由重量比为2∶1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：170份表面功能化氢氧化镁、95份聚烯烃树脂、5份增容树脂、5份润滑剂、0.5份抗氧剂、5份乙烯基硅烷、1份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：170份表面功能化氢氧化镁、95份聚烯烃树脂、5份增容树脂、5份润滑剂、0.5份抗氧剂、5份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物均含有一个能够与聚烯烃发生化学键合反应的官能团以及一个能够与氢氧化镁发生化学键合反应的官能团，当所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键时，化学键合反应的效果最好，本实施例采用乙烯基异氰酸酯这种双官能团低聚物；
所述聚烯烃树脂为乙烯-辛烯共聚物；所述增容树脂为马来酸酐接枝聚乙烯；所述润滑剂为硬脂酸和石蜡的组合物，且其组成质量比为3∶2；所述的抗氧剂为四-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，且其组成质量比为2∶3；所述的引发剂为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
一种如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温至100℃，然后将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物以500g/分钟的速度滴加至混合器中，当所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比达到1∶10时，滴加完毕，再继续搅拌，并同时升温至120℃，然后出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取170份所述的表面功能化氢氧化镁，并与95份聚烯烃树脂、5份增容树脂、5份润滑剂、0.5份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与5份乙烯基硅烷、1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取170份所述的表面功能化氢氧化镁与95份聚烯烃树脂、5份增容树脂、5份润滑剂、0.5份抗氧剂、5份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2∶1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
在生产过程中，只需要将如上所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料加入到单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中，以挤出方式生产电缆，挤出工艺为：所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料温为195±5℃；挤出的电缆冷却后即可进行交联，交联方式为浸入热水水煮，交联条件为92℃、8h；
按此工艺，最后得到电缆成品，其性能指标如下：
传统电缆生产过程中，电缆材料采用的是未处理的氢氧化镁，最后生产的电缆拉伸强度只有9MPa、断裂伸长率不超过200％，综上所述，采用本发明中的电缆材料生产的电缆，相比于传统电缆，其性能得到了很大改善，尤其是力学性能和加工性能都得到了显著提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于，它由重量比为2:1的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料和硅烷交联聚烯烃电缆专用B料组成；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用A料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂；
以重量份计，所述硅烷交联聚烯烃电缆专用B料包含以下组分：130-170份表面功能化氢氧化镁、85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂；
其中，所述的表面功能化氢氧化镁是双官能团单体和/或双官能团低聚物与氢氧化镁进行表面接枝的产物，所述的双官能团单体或双官能团低聚物的一个官能团为异氰酸基或硅氢键，另一个官能团为碳碳双键。
2.根据权利要求1所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于,所述的双官能单体为乙烯基硅氮烷单体，所述的双官能低聚物为端乙烯基含氢硅油或乙烯基异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸和聚乙烯蜡或石蜡的组合物，其组成质量比为3:2。
4.根据权利要求1所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于,所述的抗氧剂为四-[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合物，其组成质量比为2:3。
5.根据权利要求1所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，其特征在于,所述的引发剂为有机过氧化物，所述的催化剂为有机钛或有机锆或有机锡。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
A、制备表面功能化氢氧化镁
先将氢氧化镁加入高速混合器中，在搅拌过程中升温，将能够同时与聚烯烃、氢氧化镁发生化学键合反应的双官能团单体和/或双官能团低聚物滴加至混合器中，滴加完毕后继续搅拌升温再出料，即得到表面功能化氢氧化镁；
B、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用A料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁，并与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所得粒料经充分干燥后在低速混合器中与2-5份乙烯基硅烷、0.1-1份引发剂均匀混合，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用A料；
C、制备硅烷交联聚烯烃电缆专用B料
以重量份计，取130-170份所述的表面功能化氢氧化镁与85-95份聚烯烃树脂、5-15份增容树脂、1-5份润滑剂、0.1-0.5份抗氧剂、1-5份催化剂混合，再加入密炼机中熔融密炼后经单螺杆挤出机挤出造粒或直接加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所得粒料经充分干燥，即得到硅烷交联聚烯烃电缆专用B料；
D、混合
将所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用A料与所述的硅烷交联聚烯烃电缆专用B料按重量比2:1的比例混合均匀，即得到所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料。
7.根据权利要求6所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，其特征在于,在步骤A中，在搅拌过程中升温至80-100℃时，将所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物滴加至混合器中，滴加完毕后继续搅拌升温至100-120℃时再出料。
8.根据权利要求6所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，其特征在于,在步骤A中，所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物的滴加速度为100-500g/分钟，滴加完毕后，所述的双官能团单体和/或双官能团低聚物与所述的氢氧化镁的重量比为1-10:100。
9.根据权利要求6所述的硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料的制备方法，其特征在于,在步骤B或C中，使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行挤出造粒时，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的机身采用160±5℃、170±5℃、185±5℃、195±5℃的阶梯式挤出温度，所述单螺杆挤出机或双螺杆挤出机的模头温度为190±5℃，料粒温度为195±5℃。
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