CN106349553A - 一种高耐油电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐油电缆料及其制备方法，电缆料的原料组分包括：乙烯‑醋酸乙烯共聚物30～60份，茂金属聚乙烯10～20份，线性低密度聚乙烯8～30份，乙烯‑辛烯共聚物5～20份，聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物5～15份，无卤阻燃剂120～160份，氮磷阻燃剂15～30份，硅烷偶联剂0.5～2份，交联敏化剂1.5～3份，抗氧剂1.8～3份，硅酮2～4份，其他助剂0.5～1.2份，前述份数为重量份数。本发明电缆料不使用任何含卤材料，燃烧时低烟无毒，具有高耐油、高耐磨、高阻燃的特点。

Description

一种高耐油电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高耐油电缆料及其制备方法，属于耐油电缆料领域。
背景技术
由于电气化技术应用越来越普遍，很多行业都开始用到了电缆。新出现的某些使用环境比较特殊，不仅要求电缆具有安全、环保、无卤、低烟、耐高温等性能，还要求耐刮擦、高阻燃、高耐油。因此制备高耐油、耐刮擦和高阻燃的机车电缆用电缆料一直是电缆料行业有待解决的主要难题，尤其是高耐油电缆料的生产企业少之又少，且所生产的材料在耐油性能方面很不稳定。
发明内容
发明的目的是提供一种高耐油电缆料，该电缆料低烟、无卤、无毒、加工简便、投入成本低，并且可以生产满足高耐油无卤阻燃电缆料料；同时提供一种用于上述电缆用高耐油电缆料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种电缆用高耐油电缆料，其原料组分包括：
其他助剂为紫外线吸收剂、聚乙烯蜡或耐刮擦剂中的一种或两种以上，前述份数为重量份数。
本申请采用无卤阻燃剂和氮磷阻燃剂复配使用，既保证了较高的阻燃性能，又具有成本低、无卤环保的优点；同时与润滑剂硅酮母粒配合使用，具有明显的协效作用，可以提高复合阻燃体系的结壳、耐滴落等阻燃效果。
本申请添加硅烷偶联剂对无机填料进行改性，能够提高无机阻燃剂与基料之间的相容性和分散性，这样，对于提高材料阻燃性能和耐油性能效果都是非常明显的。
本申请通过各物料组分之间的协同促进效应，使所得材料的阻燃性、耐油性等性能得到非常显著的提升。
进一步优选，电缆用高耐油电缆料，其原料组分包括：乙烯-醋酸乙烯共聚物为50-60份；茂金属聚乙烯 15～20份，线性低密度聚乙烯8～10份，乙烯-辛烯共聚物5～8份，聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物10～15份，无卤阻燃剂120～140份，氮磷阻燃剂20～25份，硅烷偶联剂0.5～2份，交联敏化剂1.5～2份，抗氧剂1.8～2.5份，硅酮3份，紫外线吸收剂0.5～1份。这样可进一步保证所得材料的综合性能。
为了进一步提高各原料组分之间的相容性，避免生产过程中发粘、结块等现象，同时提高所得高耐油电缆料的耐油性、阻燃性，优选，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯VA质量含量为50％或28％。所得电缆料辐照后，通过EN50306-2002和EN50264-2008的耐油性能要求。进一步优选，乙烯-醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯VA质量含量为50％和28％的乙烯-醋酸乙烯共聚物质量比为(4:1)～(5:1)的混合物。
为了进一步提高所得材料的综合性能，茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯的熔体指数均为0.08-3g/10min，乙烯-辛烯共聚物的熔体指数为0.2-5g/10min。进一步优选，茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯的熔体指数均为2-2.8g/10min，乙烯-辛烯共聚物的熔体指数为0.8-1.2g/10min。
为了保证各组分之间的相容性，同时保证所得材料的机械性能，聚乙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.6％～1.5％wt，其中，接枝率为马来酸酐的质量与聚乙烯接枝马来酸酐的质量比。
为了促进各组分之间的协同效应，保证各组分之间的相容性，进而保证所得材料的机械性能、耐油性和阻燃性等性能，优选，无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米蒙脱土或气相法白炭黑中的至少一种，无卤阻燃剂的平均粒径为0.5～2.5μm。进一步优选，无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米蒙脱土和气相法白炭黑质量比不为零的混合物；更优选，无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米蒙脱土和气相法白炭黑质量比为(70-80)：(35-45)：(2-3)：(10-20)的混合物。
为了进一步提高各组分之间的协同效应，进而提高所得材料的阻燃性、耐油性等性能，优选，氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸和聚磷酸铵的混合物。进一步优选，氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸和聚磷酸铵质量比为(14～16)：(7-9)的混合物
为了进一步提高各组分之间的相容性和分散性，进而进一步保证所得产品的综合性能，优选，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂A-172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂Z-6173中的至少一种。
为了进一步保证所得材料的机械性能，同时进一步保证所得材料的阻燃性和耐油性等性能，优选，交联敏化剂为三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，分子量为249。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，同时进一步保证所得材料的使用寿命，优选，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP质量比为(1：1)～(2：1)的混合物；硅酮为PE载体的硅酮母料或硅酮粉，其有效含量为50-100％。
上述抗氧化体系采用抗氧剂1010和DLTP配合使用的方式，具有明显协同效果，使得产品在明显减少抗氧剂用量的同时，老化性能依然满足标准的要求。
上述用高耐油电缆料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：将乙烯-醋酸乙烯共聚物、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物，以及2-3wt％的硅酮和2-3wt％的无卤阻燃剂在高速混合机中以800±50rpm的速度混合280-320秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，得母料；
第二步：将第一步所得母料、氮磷阻燃剂、硅烷偶联剂、交联敏化剂、抗氧剂、其他加工助剂、余量的无卤阻燃剂和余量的硅酮，在高速混合机中以700±50rpm的速度混合280-320秒钟，再在双阶机中捏合塑化造粒；
第三步：将第二步所得粒料在高速混合机中以500±50rpm的速度混合58-62秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，即得用高耐油电缆料。
上述rpm代表转每秒；2-3wt％指物料总质量的2-3％。
上述制备方法，提高了各原料组分之间的相容性，提高了所得电缆料的机械性能，最终制得符合EN50306-2002和EN50264-2008的电缆用高耐油电缆料，经辐照加工后成为机车电缆用辐照交联高耐油低烟无卤阻燃电缆。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明电缆用高耐油电缆料，低烟、无卤、无毒、加工简便、投入成本低，并且可以生产满足EN50306-2002和EN50264-2008电缆标准的高耐油、耐刮擦和高阻燃等要求；制备方法简单、已操作、成本低。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：一种高耐油电缆料，材料配方如下：
上述高耐油电缆料的制备方法如下：
第一步：将乙烯-醋酸乙烯共聚物、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物，以及2.5wt％的硅酮和2.5wt％的无卤阻燃剂在高速混合机中以800rpm的速度混合300秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，得母料；
第二步：将第一步所得母料、氮磷阻燃剂、硅烷偶联剂、交联敏化剂、抗氧剂、其他加工助剂、余量的无卤阻燃剂和余量的硅酮，在高速混合机中以700rpm的速度混合300秒钟，再在双阶机中捏合塑化造粒，切粒风冷后包装；
第三步：将第二步所得粒料在高速混合机中以500rpm的速度混合60秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，切粒风冷后包装，即得高耐油电缆料；
第四步：将第三步所得材料在电线电缆挤线机生产线上，在一区110～120℃，二区120～140℃，三区135～155℃，四区135～155℃，机头130～150℃的温度下挤出，包覆在导体线芯上，再进行辐照加工(28道次、能量2.0mev、速流12mA、速度20～30m/min)，辐照后热延伸20％～30％，即成为满足EN50306-2002和EN50264-2008的电缆，按照电缆标准对各项指标进行检测。
实施例1所得材料的性能指标如下：
注：试验项目参照EN50306-2002和EN50264-2008
实施例2：一种高耐油电缆料，材料配方如下：
上述高耐油电缆料的制备方法同实施例1。
实施例2所得材料的性能指标如下：
由上述实施例可以看出，本发明在材料配方中通过提高高VA含量EVA的用量，及各原料组分之间的协同效应，使得材料的耐油性能明显提升，具有更高的耐油性和阻燃性能；。

Claims (10)

1.一种高耐油电缆料，其特征在于：其原料组分包括：
其他助剂为紫外线吸收剂、聚乙烯蜡或耐刮擦剂中的一种或两种以上，前述份数为重量份数。
2.如权利要求1所述的高耐油电缆料，其特征在于：乙烯-醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯VA质量含量为50％和28％的乙烯-醋酸乙烯共聚物质量比为(4:1)～(5:1)的混合物。
3.如权利要求1或2所述的高耐油电缆料，其特征在于：茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯的熔体指数均为0.08-3g/10min，乙烯-辛烯共聚物的熔体指数为0.2-5g/10min；聚乙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.6％～1.5％wt，其中，接枝率为马来酸酐的质量与聚乙烯接枝马来酸酐的质量比。
4.如权利要求3所述的高耐油电缆料，其特征在于：茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯的熔体指数均为2-2.8g/10min，乙烯-辛烯共聚物的熔体指数为0.8-1.2g/10min。
5.如权利要求1或2所述的高耐油电缆料，其特征在于：无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米蒙脱土和气相法白炭黑质量比不为零的混合物，无卤阻燃剂的平均粒径为0.5～2.5μm；氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸和聚磷酸铵的混合物。
6.如权利要求5所述的高耐油电缆料，其特征在于：无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、纳米蒙脱土和气相法白炭黑质量比为(70-80)：(35-45)：(2-3)：(10-20)的混合物；氮磷阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸和聚磷酸铵质量比为(14～16)：(7-9)的混合物。
7.如权利要求1或2所述的高耐油电缆料，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂A-172、硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂Z-6173中的至少一种。
8.如权利要求1或2所述的高耐油电缆料，其特征在于：交联敏化剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
9.如权利要求1或2所述的高耐油电缆料，其特征在于：抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP质量比为(1：1)～(2：1)的混合物；硅酮为PE载体的硅酮母料或硅酮粉。
10.权利要求1-9任意一项所述的高耐油电缆料的制备方法，其特征在于：步骤包括：
第一步：将乙烯-醋酸乙烯共聚物、茂金属聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物，以及2-3wt％的硅酮和2-3wt％的无卤阻燃剂在高速混合机中以800±50rpm的速度混合280-320秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，得母料；
第二步：将第一步所得母料、氮磷阻燃剂、硅烷偶联剂、交联敏化剂、抗氧剂、其他加工助剂、余量的无卤阻燃剂和余量的硅酮，在高速混合机中以700±50rpm的速度混合280-320秒钟，再在双阶机中捏合塑化造粒；
第三步：将第二步所得粒料在高速混合机中以500±50rpm的速度混合58-62秒钟，然后经双螺杆造粒机混合塑化造粒，即得高耐油电缆料。
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