CN105778201B - 一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，包括以下重量份的组分：PE树脂A40‑70份；PE树脂B20‑50份；乙烯‑辛烯共聚物接枝物5‑15份；乙烯‑丙烯‑戊烯共聚物接枝物10‑30份；低分子量聚乙马来酸酐共聚物8‑20份；磷氮阻燃剂20‑50份；阻燃协效剂10‑30份；抗滴落剂0.5‑6份；润滑剂0.2‑1份；主抗氧剂0.5‑2份；辅抗氧剂0.3‑1.5份。本发明中的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，适合各种细小薄壁线缆护套层的挤制，能够做到在快速挤出细小线缆时保持挤出的线缆表面平整光滑。同时，该材料制作成线缆后具有良好的阻燃性，能通过VW‑1燃烧试验。

Description

一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备 方法

技术领域

本发明属于阻燃高分子材料技术领域，具体涉及一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。

背景技术

电线电缆行业作为国民经济支柱行业之一的电力行业的配套行业，在国民经济中具有极其重要的作用和地位。聚氯乙烯是应用最广泛的最重要的电线电缆绝缘料和护套料之一，其中，阻燃聚乙烯电缆料为了达到较好的阻燃性，往往添加一定量的阻燃剂，这些阻燃剂包括十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、三氧化二锑，氢氧化镁等，特别是十溴类含卤阻燃剂和三氧化二锑是阻燃聚乙烯电缆料常用的阻燃剂，其阻燃效果好。

在实际生产中，为了达到较好的阻燃性，材料中的阻燃剂含量一般达到35％以上。含有卤阻燃剂的阻燃聚乙烯护套料一般在慢速挤出时(5m每分钟左右)，其挤制直径较大(一般直径在30mm以上)的电缆护套表面光滑平整。但是，当挤出较快时或挤制的护套直径较小时(一般直径在20mm以下)，挤出的电缆护套表面往往粗糙并且缆径不稳，这使得阻燃聚乙烯电缆料在细小线缆上的应用受到很大的限制。因此，有必要对含有卤阻燃剂的阻燃聚乙烯护套料做进一步改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，采用新型结构的聚乙烯树脂和多种高效无卤阻燃剂，对挤出表面影响较小，阻燃剂的添加量在较低的情况下，就能使材料具有较好阻燃自熄性，同时，其流动性优异，使电缆料在快速挤出细小线缆时保持表面平整光滑，适合各种细小薄壁线缆护套层的挤制。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，包括以下重量份的组分：

优选的，所述PE树脂A的分子结构为长主链上有短链，主链和短链上都有小支链。

更优的，所述PE树脂A在190℃×2.16kg下熔融指数为20-80g/10min。

优选的，所述PE树脂B为中密度PE。所述中密度PE的分子结构为线型长主链。

更优的，所述PE树脂B在190℃×2.16kg下熔融指数为50-150g/10min。

优选的，所述乙烯-辛烯共聚物接枝物为乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。

优选的，所述乙烯-丙烯-戊烯共聚物接枝物是以丙烯为主链、乙烯和戊烯为嵌段的乙烯-丙烯-戊烯共聚物，其接枝物为乙烯-丙烯-戊烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。

更优的，所述乙烯-丙烯-戊烯共聚物接枝物在190℃×2.16kg下熔融指数为10-20g/10min，接枝度为0.75-0.85％。

优选的，所述低分子量聚乙马来酸酐共聚物为低分子量聚乙烯与马来酸酐共聚物。

更优的，所述低分子量聚乙烯接枝物的分子量为5000-10000，在190℃×2.16kg下熔融指数为40-80g/10min。

更优的，所述马来酸酐的单元含量为10-30％。

更优的，所述低分子量聚乙烯接枝物的单元含量为70-90％。

优选的，所述磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比2-4：1复合而成。

优选的，所述阻燃协效剂是为表面经过硬脂酸包覆的二氧化硅。

更优的，所述二氧化硅的激光粒径D₅₀为100-150nm。

优选的，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。

更优的，所述聚四氟乙烯的分子量为500-800万。

优选的，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙和有机硅酮中一种或多种的组合。

优选的，所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。

优选的，所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)。

本发明还进一步公开了一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：

1)将各组分按照配比放入高速混合机混合均匀；

2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。

优选的，步骤1)中，所述高速混合机的混合温度为20-50℃，混合时间为3-6min。

优选的，步骤1)中，所述高速混合的转速为400-800rpm。

优选的，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为160-205℃。

更优的，所述双螺杆挤出机的温度设置为：机筒一区160-165℃，机筒二区170-175℃，机筒三区180-185℃，机筒四区190-195℃，机筒五区195-205℃，机头和模具185-195℃。

优选的，步骤2)中，所述烘干温度为70-90℃。

优选的，步骤2)中，所述烘干时间为2-3小时。

本发明还公开了一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料应用于细薄管壁线缆中的用途。

所述细薄壁线是指管壁细薄的线缆护套，一般其厚度低于0.5mm。所述快速挤出是指挤制护套时，其挤出速度超过常规挤出速度，具有快速挤出速度，一般超过40m/min。

如上所述，本发明的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，采用新型结构的聚乙烯树脂和多种高效无卤阻燃剂，制备获得的阻燃聚乙烯电缆料，其流动性优异，适合各种细薄壁线缆护套层的挤制。在进行细薄壁线挤出时，挤出速度最高可达到60m/min左右，挤制的护套厚度最薄可达0.2mm，能够做到在快速挤出细小线缆时保持挤出的线缆表面平整光滑。

本发明中的阻燃聚乙烯电缆料具有良好的阻燃性，在阻燃剂的添加量在较低的情况下，就能使材料具有较好阻燃自熄性，其制作成线缆后其阻燃性能通过VW-1燃烧试验。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

以下实施例中使用的实验材料均可自市场上购买。

实施例1～实施例6

1、实验方法

将各组份按照配比称取后，放入高速混合机混合均匀，高速混合机的混合温度为20-50℃，混合时间为3-6min，转速为400-800rpm。混合均匀后再放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。其中，双螺杆挤出机的挤出温度为160-205℃，具体双螺杆挤出机的温度设置为：机筒一区160-165℃，机筒二区170-175℃，机筒三区180-185℃，机筒四区190-195℃，机筒五区195-205℃，机头和模具185-195℃。烘干温度为70-90℃，烘干时间为2-3小时。

实施例1-6中原料组分的组成及重量份配比如表1所示。

表1实施例1-6的阻燃聚乙烯电缆料配方表

*：磷氮阻燃剂：是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比3：1复合而成

*：硬脂酸包覆处理的二氧化硅：硬脂酸对粒径为100-150nm的二氧化硅包覆处理

2、性能测试

对按表1中实施例1-6配比制得一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料分别按照相关标准进行性能测试，其结果如表2所示。

表2阻燃聚乙烯电缆料的性能

由上表2可知，上述实施例1-6中制得的用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料性能均达到相关指标的标准值，性能良好。挤制成护套后具有较好的阻燃性能，并且能够挤制较小的线缆。

同时，本发明中制备的阻燃聚乙烯电缆料，其挤出速度与挤制护套厚度见表3。

表3阻燃聚乙烯电缆料的挤出速度与挤制护套厚度

由表3可知，在进行细薄壁线挤出时，挤出速度超过常规定义的快速挤出速度的标准值40m/min，最高可达到60m/min左右；挤制的护套厚度小于常规定义的细薄护套的标准厚度0.50mm，最薄可达0.20mm，能够应用于细薄壁线快速挤出，性能良好。

综上所述，本发明中的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，适合各种细小薄壁线缆护套层的挤制，能够做到在快速挤出细小线缆时保持挤出的线缆表面平整光滑。同时，该材料制作成线缆后具有良好的阻燃性，能通过VW-1燃烧试验。本发明中公开的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，包括以下重量份的组分：

所述PE树脂A的分子结构为长主链上有短链，主链和短链上都有小支链；所述PE树脂B为中密度PE；所述PE树脂A在190℃×2.16kg下熔融指数为20-80g/10min；所述中密度PE的分子结构为线型长主链；所述PE树脂B在190℃×2.16kg下熔融指数为50-150g/10min；

所述磷氮阻燃剂是由丙基次磷酸铝和氰尿酸三聚氰胺按质量比2-4：1复合而成；所述阻燃协效剂是为表面经过硬脂酸包覆的纳米二氧化硅；所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。

2.根据权利要求1所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物接枝物为乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述乙烯-丙烯-戊烯共聚物接枝物是以丙烯为主链、乙烯和戊烯为嵌段的乙烯-丙烯-戊烯共聚物，其接枝物为乙烯-丙烯-戊烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述低分子量聚乙烯马来酸酐共聚物为低分子量聚乙烯与马来酸酐共聚物。

3.根据权利要求1所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙和有机硅酮中一种或多种的组合；所述主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；所述辅抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，具体包括如下步骤：

1)将各组分按照配比放入高速混合机混合均匀；

2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。

5.根据权利要求4所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述高速混合机的混合温度为20-50℃，混合时间为3-6min；所述高速混合的转速为400-800rpm。

6.根据权利要求4所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为160-205℃。

7.根据权利要求6所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度设置为：机筒一区160-165℃，机筒二区170-175℃，机筒三区180-185℃，机筒四区190-195℃，机筒五区195-205℃，机头和模具185-195℃。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种用于细薄壁线快速挤出的阻燃聚乙烯电缆料应用于细小薄壁线缆中的用途。