CN106633341B - 电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及制法 - Google Patents

电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及制法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及制法，所述电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，由硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂A料与含有交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料组成，重量比为：A料:B料＝20‑30:80‑70；所述聚烯烃弹性体树脂为INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s，(密度为0.870‑0.885g/cm3、熔融指数为0.5‑5g/10min)和乙烯‑α烯烃共聚物弹性体(POE)中的一种或两种。本发明相比市面上其它硅烷交联阻燃料产品具有较佳的加工性能。具有柔软(80‑85A)、弹性好、耐寒(‑40℃)、耐温等级高(长期使用温度105℃)、耐开裂性能佳、阻燃性能好等特点，适用于电梯随行电缆的护套层。

Description

电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及制法
技术领域
本发明涉及一种硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及其制备方法。
背景技术
电梯是高层建筑中必不可少的代步设备，要经常上下运动，为电梯提供工作电源的电缆线及相关的信号线也必然地随着其反复的升降。在电梯高速运动中，这些随行电缆的风阻大，使电缆频繁受拉，影响使用寿命，而且由于各种线路过于复杂，而且这些线路因其抗拉性能相对较差，在较长期的经常性地升降运动后，有可能出现断裂、损坏，带来断电停驶或其他相关功能中断的后果。
目前公知的电梯随行电缆，采用含卤材料如聚氯乙烯(PVC)绝缘层、护套层，PVC一旦发生火灾，燃烧会产生大量浓烟，使救援工作难以进行，人员往往不是立即被烧死，而是由于被烟雾熏倒窒息，同时PVC燃烧时释放出卤酸腐蚀性气体，除危害人体外，还会造成对设备间接损害，不适合人员比较密集或空间狭小的场所及高档电梯使用。因此，电梯随行电缆的无卤阻燃化是必然趋势。
电梯随行电缆需具有柔软性强，弹性好，需经历严苛的曲饶试验和弯曲试验。市面上现有的热塑性无卤阻燃聚烯烃弹性体电缆料耐高温性能差(70℃等级)，柔软性和阻燃性能很难实现统一，在运行一段时间后常出现护套开裂问题，给电梯运行带来严重的安全隐患。
电线电缆材料通常通过交联提高材料的耐高温性、耐开裂性能、力学性能。电线电缆用交联型低烟无卤阻燃聚烯烃组合物，在中国目前主要以辐照交联技术制造。辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料制成电线电缆后，还需要经过辐照设备辐照后才能交联，该设备价格昂贵，增加了电缆制造成本。并且辐照交联由于受到辐照剂量和角度、设备及材料厚度的限制，一般适用于厚度较薄、结构圆形对称的电线电缆。电梯随行电缆较多为扁平状结构，壁厚不均，不太适合采用辐照交联方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料及制法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，由硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂A料与含有交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料组成；
重量比为：A料:B料＝20-30:80-70；
所述硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂A料由如下重量份数的组分组成：
所述聚烯烃弹性体树脂为INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s，(密度为0.870-0.885g/cm3、熔融指数为0.5-5g/10min)和乙烯-α烯烃共聚物弹性体(POE)中的一种或两种；
精选的INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s具有熔点高、弹性好，柔软的特点；
优选的，所述聚烯烃弹性体树脂为所述烯烃嵌段共聚物和所述乙烯-α烯烃共聚物弹性体的混合物，以所述的聚烯烃弹性体树脂的总重量计，所述烯烃嵌段共聚物的重量百分比含量为25～40％；
采用该弹性体作为部分基料进行硅烷接枝反应，是本发明的创新点之一；
所述引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基的一种；
所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷的一种；
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、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种；
所述含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料如下重量份数的组分组成：
所述乙烯-α烯烃共聚物弹性体(POE)为高流动性乙烯-丁烯或乙烯-辛烯共聚物，其熔融指数为18-30g/10min。
所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为分子中醋酸乙烯酯含量为28-40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂；
所述复配阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌；
优选的，所述复配阻燃剂由如下重量份数的组分组成：
氢氧化铝 100份
氢氧化镁 20-200份
硼酸锌 10-50份。
所述催化剂为二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或几种；
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、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种；
所述的偶联剂为乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
所述润滑剂为硅油、硅酮母粒、PE蜡、脂肪酸或脂肪酸盐(如硬脂酸锌)的一种或多种；
所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料的制备方法，包括以下步骤
(1)将A料的各个组分，在双螺杆挤出机中，在150-190℃下接枝反应，挤出造粒，即可得到A料，为硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂；
(2)B料的各个组分，在密炼机中混炼，经单螺杆挤出机挤出造粒，干燥得到含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料；
(3)将A料与催化剂阻燃母料B料按比例混合，即可得到所述电梯随行电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料。
本发明的有益效果是：
本发明材料产品为两步法硅烷交联料产品，精选了聚烯烃弹性体进行复配，分别进行硅烷接枝反应和共混阻燃改性，相比市面上其它硅烷交联阻燃料产品具有较佳的加工性能。具有柔软(80-85A)、弹性好、耐寒(-40℃)、耐温等级高(长期使用温度105℃)、耐开裂性能佳、阻燃性能好等特点，适用于电梯随行电缆的护套层。
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，并非用于限本发明的范围。
实施例1
硅烷接枝聚烯烃弹性体A料：
配方：
制备方法：
将INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s(陶氏9107)、乙烯-己烯共聚物弹性体(三井化学DF840)、过氧化二叔丁基、乙烯基三甲氧基硅烷和抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，通过双螺杆挤出机在150℃下进行反应挤出造粒，冷却后进行干燥处理，得到硅烷接枝弹性体A料；
含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料：
配方：
复配阻燃剂组成为：
氢氧化铝 100份
氢氧化镁 30份
硼酸锌 15份
将醋酸乙烯酯含量为40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(三井-杜邦40LX)、乙烯-己烯共聚物弹性体(三井化学DF8200)、复配阻燃剂、催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硅酮母粒，加入密炼机中混炼，经单螺杆挤出机挤出造粒、风冷进入干燥塔干燥，得到含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料。
将硅烷接枝料阻燃共混物A料与含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料按重量比20:80的比例混合，即得到电梯随行电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料。
实施例2
硅烷接枝聚烯烃弹性体A料：
配方：
制备方法：
将INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s(陶氏9007)、乙烯-辛烯共聚物弹性体(埃克森8203)、过氧化二异丙苯、乙烯基三甲氧基硅烷和抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，通过双螺杆挤出机在190℃下进行反应挤出造粒，冷却后进行干燥处理，得到硅烷接枝弹性体A料；
含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料：
配方：
复配阻燃剂组成为：
氢氧化铝 100份
氢氧化镁 50份
硼酸锌 50份
将醋酸乙烯酯含量为28％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(TPC KA-31)、乙烯-辛烯共聚物弹性体(陶氏8411)、复配阻燃剂、催化剂二月桂酸二丁基锡，偶联剂乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)份、硅油、硬脂酸锌，加入密炼机中混炼，经单螺杆挤出机挤出造粒、风冷进入干燥塔干燥得到含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料。
将硅烷接枝料阻燃共混物A料与含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料按重量比25:75的比例混合，即得到电梯随行电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃弹性体护套料。
实施例3
硅烷接枝聚烯烃弹性体A料：
配方：
制备方法：
将INFUSETM烯烃嵌段共聚物(OBC)s(陶氏9000)40份、乙烯辛烯共聚物弹性体(SK化学883)60份，过氧化二异丙苯0.5份，乙烯基三乙氧基硅烷2.2份，抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.15份，通过双螺杆挤出机在180℃下进行反应挤出造粒，冷却后进行干燥处理，得到硅烷接枝弹性体A料；
含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料：
配方：
抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯1:1的混合物；
偶联剂 1.7份
润滑剂 3份
复配阻燃剂组成为：
氢氧化铝 100份
氢氧化镁 100份
硼酸锌 40份
将醋酸乙烯酯含量为40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(杜邦40L-03)、乙烯-己烯共聚物弹性体(三井化学DF8200)、复配阻燃剂、催化剂二月桂酸二丁基锡、偶联剂乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗氧剂四[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1份和硅油3份，加入密炼机中混炼，经单螺杆挤出机挤出造粒、风冷进入干燥塔干燥得到含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料。
将硅烷接枝料阻燃共混物A料与含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料按重量比30:70的比例混合，即得到电梯随行电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃弹性体料。以上实例性能测试结果如表1
表1实例性能测试结果

Claims (7)

1.电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，由硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂A料与含有交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料组成，重量比为：A料:B料＝20-30:80-70；
所述硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂A料由如下重量份数的组分组成：
所述聚烯烃弹性体树脂为烯烃嵌段共聚物和乙烯-α烯烃共聚物弹性体的混合物，以所述的聚烯烃弹性体树脂的总重量计，所述烯烃嵌段共聚物的重量百分比含量为25～40％；
所述烯烃嵌段共聚物为INFUSETM烯烃嵌段共聚物，其密度为0.870-0.885g/cm3，熔融指数为0.5-5g/10min；
所述含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料如下重量份数的组分组成：
2.根据权利要求1所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，所述硅烷接枝聚烯烃弹性体A料由如下重量份数的组分组成：
3.根据权利要求1或2所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基的一种
所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷的一种；
A料中，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、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，所述乙烯-α烯烃共聚物弹性体POE为高流动性乙烯-丁烯或乙烯-辛烯共聚物，其熔融指数为18-30g/10min；
所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA为分子中醋酸乙烯酯含量为28-40％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂；
所述复配阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌。
5.根据权利要求4所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，所述复配阻燃剂由如下重量份数的组分组成：
氢氧化铝 100份
氢氧化镁 20-200份
硼酸锌 10-50份。
6.根据权利要求1所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或几种；
B料中，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、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种；
所述的偶联剂为乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
所述润滑剂为硅油、硅酮母粒、PE蜡、脂肪酸或硬脂酸锌的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的电梯电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将A料的各个组分，在双螺杆挤出机中，在150-190℃下接枝反应，挤出造粒，即可得到A料，为硅烷接枝聚烯烃弹性体树脂；
(2)B料的各个组分，在密炼机中混炼，经单螺杆挤出机挤出造粒，干燥得到含交联催化剂的低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体B料；
(3)将硅烷接枝料阻燃共混物A料与催化剂阻燃母料B料按比例混合，即可得到所述电梯随行电缆用硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃弹性体料。
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