CN106349555B - 无卤高阻燃电缆料、电缆及其制备方法 - Google Patents

无卤高阻燃电缆料、电缆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤高阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：基础树脂85份；工程母粒15份；氢氧化铝和氢氧化镁的组合物150～180份；加工助剂3～5份；抗氧剂1～2份；润滑剂1～2份；偶联剂1.5～3份；补强剂5～8份；交联剂2～4份；所述的基础树脂为两种乙酸乙烯含量不同的乙烯‑乙酸乙烯共聚物的组合；其中一种乙酸乙烯含量为40%，另一种乙酸乙烯含量为14%；两者的重量组分比为(55～65)：(20～30)；所述工程母粒为EVA接枝马来酸酐相容剂。本发明采用两种乙酸乙烯含量不同的乙烯‑乙酸乙烯共聚物的组合以及EVA接枝马来酸酐相容剂配合使用，解决了现有的无卤高阻燃电缆料机械性能较差、以及不耐老化和不耐应力开裂的缺陷。

Description

无卤高阻燃电缆料、电缆及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆制造领域，尤其涉及一种无卤高阻燃电缆料、电缆及其制备方法。
背景技术
在线缆在负载电流下，一般会产生热量，加上线缆一般布线都在密闭的环境中，因此更加容易让线缆的温度居高不下，这时候就很容易引起火灾。因此一般的电缆料都要求阻燃。而之前的电料多采用含卤阻燃材料，虽然其阻燃效果优秀，但是其燃烧时会释放大量有毒烟雾，会对人体及设备造成很大的伤害。最近随着环保法规的严格，含卤护套料逐渐被低烟无卤阻燃护套料取代。
目前，125℃辐照交联无卤低烟阻燃电缆料是为满足低烟、无卤无毒、阻燃、耐高温等特性而开发的一种环保型阻燃电缆材料。125℃辐照交联无卤低烟阻燃电缆料为了满足阻燃和无卤的要求，一般配方的设计采用聚烯烃为基材，加入大量的无机阻燃剂填充来获得阻燃的框架，这些阻燃剂需要添加65％以上才起到很好的阻燃作用，但这样却降低了材料的机械性能。在添加大量的无机阻燃剂后，电缆料的加工流动性很差，螺杆扭矩急剧上升，使得造粒生产非常困难，绝缘挤出也很困难。此外，材料要求耐温等级为125℃，在125℃的高温下，电缆料容易老化脆化。材料容易失去对电线电缆的保护性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种无卤高阻燃电缆料，解决了现有的125℃辐照交联无卤高阻燃电缆料机械性能较差、以及不耐老化和不耐应力开裂的缺陷。
为解决上述问题，本发明公布了一种无卤高阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：基础树脂85份；工程母粒15份；氢氧化铝和氢氧化镁的组合物150～180份；加工助剂3～5份；抗氧剂1～2份；润滑剂1～2份；偶联剂1.5～3份；补强剂5～8份；交联剂2～4份；所述的基础树脂为两种乙酸乙烯含量不同的乙烯-乙酸乙烯共聚物的组合；其中一种乙酸乙烯含量为40％，另一种乙酸乙烯含量为14％；两者的重量组分比为(55～65)：(20～30)；所述工程母粒为EVA接枝马来酸酐相容剂。本发明采用两种乙酸乙烯含量不同的乙烯-乙酸乙烯共聚物的组合，其中一种乙酸乙烯含量为40％，另一种乙酸乙烯含量为14％，较高的乙酸乙烯含量提高了电缆料的阻燃性能，并通过与EVA接枝马来酸酐相容剂配合使用，使得树脂与阻燃剂之间具有更好相容性，既保证了电缆材料的阻燃性能又不影响电缆材料的机械性能，同时还解决了耐开裂问题和耐老化问题。
可选的，所述氢氧化铝和氢氧化镁的重量组分比为(60～90)：(80～100)。上述配方的树脂的相容性更佳，进一步改善了电缆料机械性能、耐开裂问题和耐老化问题。
可选的，所述加工助剂为甲基乙烯基硅橡胶，其乙烯基的摩尔百分比为0.13-0.22。使用甲基乙烯基硅橡胶作为加工助剂，进一步改善了电缆料流动性能，方便加工，同时还提高了阻燃性能。
可选的，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、硫代二丙酸二月桂酯的组合，其重量组分比为(0.6～1.2)：(0.4～0.8)。
可选的，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
可选的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或多种。
可选的，所述补强剂为气相白炭黑。
可选的，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
本发明还公开一种利用上述的无卤高阻燃电缆料制成的电缆。
本发明还公开了一种制备上述的无卤低烟高阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、加工助剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、补强剂、交联剂按照上述的比例在高速混合机混合5-10min，再加入树脂和工程母粒混合3-5min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到140-150℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤低烟高阻燃电缆料。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明采用两种乙酸乙烯含量不同的乙烯-乙酸乙烯共聚物的组合，其中一种乙酸乙烯含量为40％，另一种乙酸乙烯含量为14％，较高的乙酸乙烯含量提高了电缆料的阻燃性能，并通过与EVA接枝马来酸酐相容剂配合使用，使得树脂与阻燃剂之间具有更好相容性，既保证了电缆材料的阻燃性能又不影响电缆材料的机械性能，同时还解决了耐开裂问题和耐老化问题。
另外，上述配方的树脂的相容性更佳，进一步改善了电缆料机械性能、耐开裂问题和耐老化问题。使用甲基乙烯基硅橡胶作为加工助剂，进一步改善了电缆料流动性能，方便加工，同时还提高了阻燃性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明还公开一种利用上述的无卤高阻燃电缆料制成的电缆。
本发明还公开了一种制备上述的无卤低烟高阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、加工助剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、补强剂、交联剂按照所述的比例在高速混合机混合5-10min，再加入树脂和工程母粒混合3-5min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到140-150℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤低烟高阻燃电缆料。本发明的无卤低烟高阻燃电缆料尤其适用于125℃辐照交联无卤低烟阻燃电缆料的规格标准。本发明中的氢氧化镁也经过了藕能剂进行表面处理，进一步提升了树脂与阻燃剂之间相容性。
实施例一：
一种无卤高阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、甲基乙烯基硅橡胶、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硅烷偶联剂、气相白炭黑、三烯丙基异三聚氰酸酯按照所述的比例在高速混合机混合5min，再加入树脂和工程母粒混合3min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到140℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤低烟高阻燃电缆料。
该配比的电缆料的性能测试结果为表1所示：
表1
实施例二：
一种无卤高阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、甲基乙烯基硅橡胶、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硅烷偶联剂、气相白炭黑、三烯丙基异三聚氰酸酯按照所述的比例在高速混合机混合10min，再加入树脂和工程母粒混合5min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到150℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤低烟高阻燃电缆料。
该配比的电缆料的性能测试结果为表2所示：
表2
实施例三：
一种无卤高阻燃电缆料，所述电缆料的各组分及重量份数如下：
将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、甲基乙烯基硅橡胶、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硅烷偶联剂、气相白炭黑、三烯丙基异三聚氰酸酯按照所述的比例在高速混合机混合7.5min，再加入树脂和工程母粒混合4min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到145℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤低烟高阻燃电缆料。
该配比的电缆料的性能测试结果为表3所示：
表3
对比例：
传统的无卤高阻燃电缆料性能测试结果为表4所示：
表4
通过上述表格数据，可以看出，传统的无卤高阻燃电缆料拉伸强度、断裂伸长率、氧指数均大大低于实施例1、2、3，传统的无卤高阻燃电缆料耐老化性能也不及实施例1、2、3，传统的无卤高阻燃电缆料无法通过VW-1。
综上所述，本发明采用两种乙酸乙烯含量不同的乙烯-乙酸乙烯共聚物的组合，其中一种乙酸乙烯含量为40％，另一种乙酸乙烯含量为14％，并通过与EVA接枝马来酸酐相容剂配合使用，使得树脂与阻燃剂之间具有更好相容性，既保证了电缆材料的阻燃性能又不影响电缆材料的机械性能，同时还解决了耐开裂问题和耐老化问题。
另外，经过表面处理的氢氧化镁，其上述配方的树脂的相容性更佳，进一步改善了电缆料机械性能、耐开裂问题和耐老化问题。使用甲基乙烯基硅橡胶作为加工助剂，进一步改善了电缆料流动性能，方便加工，同时还提高了阻燃性能。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述电缆料的各组分及重量份数如下：基础树脂85份；工程母粒15份；氢氧化铝和氢氧化镁的组合物150～180份；加工助剂3～5份；抗氧剂1～2份；润滑剂1～2份；偶联剂1.5～3份；补强剂5～8份；交联剂2～4份；所述的基础树脂为两种乙酸乙烯含量不同的乙烯-乙酸乙烯共聚物的组合；其中一种乙酸乙烯含量为40％，另一种乙酸乙烯含量为14％；两者的重量组分比为(55～65)：(20～30)；所述工程母粒为EVA接枝马来酸酐相容剂；所述加工助剂为甲基乙烯基硅橡胶，其乙烯基的摩尔百分比为0.13-0.22。
2.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述氢氧化铝和氢氧化镁的重量组分比为(60～90)：(80～100)。
3.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，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、硫代二丙酸二月桂酯的组合，其重量组分比为(0.6～1.2)：(0.4～0.8)。
4.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述补强剂为气相白炭黑。
7.如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料，其特征在于，所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
8.一种根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的无卤高阻燃电缆料制得的电缆。
9.一种制备如权利要求1所述的无卤高阻燃电缆料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：将氢氧化铝和氢氧化镁的组合物、加工助剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、补强剂、交联剂按照权利要求1所述的比例在高速混合机混合5-10min，再加入树脂和工程母粒混合3-5min，然后加入密炼机中密炼，等料温达到140-150℃，最后通过双阶挤出机造粒，得到所述的无卤高阻燃电缆料。
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