CN106750850A - 一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,该材料包括以下组分，乙烯‑醋酸乙烯共聚物（EVA）40‑60份；线性低密度聚乙烯（LLDPE）10‑35份；乙烯‑辛烯（POE）2‑25份；界面相容剂（接枝料、硅酮母粒）10‑30份；氢氧化铝100‑180份（其中1um以下粒径约0‑50%，1‑10um粒径约占50‑100%）；其他阻燃剂0‑50份；抗氧剂0‑4份；色浆及其他1‑10份。与现有技术相比，本产品选用不同粒径配比氢氧化铝材料，产品具有高氧指、机械强度高、加工性能好等特点。本产品可用于电力电缆、控制电缆、光缆、市话电缆、信号电缆、及各种传输电缆的护套或绝缘材料，起到结构阻燃的作用，用于提高电缆的阻燃性能。

Description

一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
热塑性无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料是一种高填充、高阻燃的材料，为在聚烯烃基体中添加有阻燃剂，在高温下通过释放水分子或利用层状结构或产生碳层等作用达到阻燃的效果，从而对电缆内部结构进行保护。本产品可用于电力电缆、控制电缆、光缆、市话电缆、信号电缆及各种传输电缆的护套或绝缘，使电缆达到较高的阻燃等级，满足使用要求。
随着使用环境的要求越来越严，对电缆料的阻燃要求也越来越高，其中氧指数（OI）指标是用以评价材料燃烧的一个重要指标。其定义为在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。氧指数高表示材料不易燃烧，一般阻燃电缆料要求氧指数大于33%。为提高氧指数，传统方法通过填充大量的阻燃剂来提高氧指数，导致材料存在机械性能大幅下降、硬度偏高、流动性差、加工性能差和挤线速度较慢等缺点。
发明内容
本发明是为了克服传统热塑性无卤低烟阻燃电缆料存在的缺点，发明了一种具有高氧指数、机械强度高、加工性能好的热塑性无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于包括以下组分（重量）：
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）40-60份；
线性低密度聚乙烯（LLDPE）10-35份；
乙烯-辛烯（POE）2-25份；
界面相容剂（接枝料、硅酮母粒） 10-30份；
氢氧化铝100-180份（其中1um以下粒径约0-50%，1-10um粒径约占50-100%）；
其他阻燃剂0-50份；
抗氧剂0-4份；
色浆及其他1-10份。
所用乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量大于25%。
所用乙烯-辛烯弹性体（POE）中熔融指数应大于8（190℃）。
所用界面相容剂中接枝料含马来酸酐接枝物，其他也可采用脂肪酸类、硅烷类偶联剂、钛酸酯类等偶联剂的一种或几种。
所用无机阻燃剂包括但不限于氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石、蒙脱土等含结晶水的化合物的一种或几种，在高温下能够分解并释放水，达到阻燃的目的。
所用氢氧化铝其中1um以下粒径约0-50%，1-10um粒径约占50-100%。
所用抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），硫代二丙酸双月桂酯（抗氧剂DLTP）中的一种或几种。
其他添加物包括但不限于润滑剂，如聚乙烯蜡，硬脂酸，硅油中的一种或几种，添加量0-6份。
该方法包括以下工艺步骤：将所述基体树脂、阻燃剂、抗氧剂等在高速混合机中，80℃下混合7-10min。然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150~170℃，螺杆转速约为130转/每分钟。下阶料筒温度范围130~150℃，螺杆转速约为70转/每分钟。
本发明的高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料由乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、乙烯-辛烯弹性体（POE）组成主基料树脂。其中EVA选取较高VA含量（大于25%）。高VA含量的EVA可以提高柔韧性，阻燃性及其与填料的相容性，降低阻燃填料的用量。
马来酸酐接枝料为界面相容剂。极性聚合物基料和无机填料的相容性差，添加预先制备的相容剂，选取马来酸酐接枝物，能够提高共混材料中分散相与连续相之间的界面粘结力，进而提高材料的断裂伸长率。
由氢氧化铝及其他阻燃剂组成阻燃体系。在较高温度下，阻燃剂通过释放水分子或利用层状结构或产生碳层等作用达到阻燃的效果，从而对电缆内部结构进行保护。其中氢氧化铝添加物，1um以下粒径约0-50%，1-10um粒径约占50-100%。氢氧化铝为片状结构，失去水后，粗粒径的氢氧化铝起到骨架支撑的作用，避免热量传导；而细粒径的氢氧化铝起到分散作用，降低热集聚；通过二者的协同作用，减少热传递，达到高阻燃的效果。
本产品可用于电力电缆、控制电缆、光缆、市话电缆、信号电缆、及各种传输电缆的护套及绝缘，提高电缆的阻燃性能。
具体实施例：
将表1中五组配方，按重量份数配好。将所述基体树脂、阻燃剂、抗氧剂等在高速混合机中，80℃下混合10min。然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围145~165℃，螺杆转速约为130转/每分钟。下阶料筒温度范围125~145℃，螺杆转速约为70转/每分钟。
实施例配方主要性能测试见表2。可以通过配方4、5的对比看出，未按权利要求的添加成分，其机械强度及氧指数明显较低。
表1、实施例配方表
表2 、实施例配方性能测试表
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.本发明涉及一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于包括以下组分（重量）：
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）40-60份；
线性低密度聚乙烯（LLDPE）10-35份；
乙烯-辛烯（POE）2-25份；
界面相容剂（接枝料、硅酮母粒） 10-30份；
氢氧化铝100-180份（其中1um以下粒径约0-50%，1-10um粒径约占50-100%）；
其他阻燃剂0-50份；
抗氧剂0-4份；
色浆及其他1-10份。
2.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量大于25%。
3.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用乙烯-辛烯弹性体（POE）中熔融指数应大于8（190℃）。
4.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用界面相容剂中接枝料含马来酸酐接枝物，其他也可采用脂肪酸类、硅烷类偶联剂、钛酸酯类等偶联剂的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用阻燃剂包括无机及有机阻燃剂,其中无机阻燃剂包括但不限于氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石、蒙脱土等含结晶水的化合物的一种或几种，在高温下能够分解并释放水，达到阻燃的目的。
6.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用氢氧化铝其中1um以下粒径约0-50%，1-10um粒径约占50-100%。
7.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，所用抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010），硫代二丙酸双月桂酯（抗氧剂DLTP）中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，其他添加物包括但不限于润滑剂，如聚乙烯蜡，硬脂酸，硅油中的一种或几种，添加量0-6份。
9.根据权利要求1～9所述的一种高氧指数热塑性无卤低烟聚烯烃电缆料及其制备方法,其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：将所述基体树脂、阻燃剂、抗氧剂等在高速混合机中，80℃下混合7-10min,然后将混合物于双阶造粒机中挤出造粒，上阶料筒温度范围150~170℃，螺杆转速约为130转/每分钟;下阶料筒温度范围130~150℃，螺杆转速约为70转/每分钟。
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