CN107663330A - 一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备方法，其包含以重量份计100份基础树脂、90‑160份无机阻燃剂、1‑4份交联助剂、0.1‑1份引发剂、1‑3份润滑剂、0‑3份色母、0.1‑1份抗氧剂、0.1‑3份高效催化剂；其制备方法是基础树脂与交联助剂、引发剂在密炼机中密炼7分钟，然后加入无机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、色母再混炼10分钟，最后加入高效催化剂混炼2分钟，由双阶挤出机进行挤出造粒得到产品。与现有技术比，本发明杜绝了硅烷交联材料分A、B料需后期混合的问题，同时由于多种高效催化剂同时协同使用提高了交联度从而解决了低烟无卤阻燃材料的易开裂、耐温等级低等问题，简化了硅烷交联产品需要后期蒸煮的复杂工艺。

Description

一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，尤其涉及一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备方法。
背景技术
随着人们安全意识的不断提高，对电线电缆的防火要求越来越高，为了避免火灾发生时电线电缆燃烧产生的大量烟雾对人体的伤害，低烟无卤阻燃电缆料越来越得到人们的认可。但是低烟无卤阻燃电缆制备的电缆在使用过程中容易开裂，并且耐温等级不高。为了克服这些问题人们提出交联型低烟无卤阻燃材料。其中有辐照交联、硅烷交联。但是这两种办法都极大的提高了电缆的制备成本，电缆厂在制备好电缆后还需要进行辐照或者温水煮、蒸汽加热等工序，造成电缆的制造成本居高不下。
发明内容
本发明提供了一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤电缆材料及其制备方法，使用分步骤一次加工完成的方法来生产硅烷交联低烟无卤产品，减少了生产过程中的能耗，降低了生产成本，提升了经济效益，制备的电缆材料具有耐温等级高、耐开裂、无需后期蒸煮、工艺简单的优点。
本发明采用的技术方案是：
一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于电缆材料包含以下以重量份计的材料：100份基础树脂、90-160份无机阻燃剂、1-4份交联助剂、0.1-1份引发剂、1-3份润滑剂、1-3份色母、0.1-1份抗氧剂、0.1-3份高效催化剂。
所述基础树脂的组成为30-70份的乙烯醋酸乙烯共聚物EVA树脂、5-20份的马来酸酐接枝物、5-20份聚乙烯树脂PE、1-20份的乙烯辛烯共聚物POE。
所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁按重量比4:1的比例混合而成。
所述交联助剂为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、PE蜡中的一种或多种组合。
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、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼复配而成。
所述高效催化剂为月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸中的两种以上复配而成。
所述引发剂为过氧化二异丙苯DCP。
该材料的制备方法包括以下步骤：
①按比例称量好引发剂和交联助剂，然后将引发剂先加入到交联助剂中搅拌溶解，然后将此混合物与基础树脂一起投入密炼机开始密炼，密炼温度为130-170℃，密炼时间7分钟。
②按比例称量好无机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、色母后投入到密炼机中与已经密炼7分钟的基础树脂材料混合继续密炼10分钟，密炼温度为130-170℃。
③按比例称量好高效催化剂投入到密炼机中再密炼2分钟，然后用双阶挤出机挤出造粒。
④用真空打包机对产品进行密封打包，要求包装中不应出现鼓包等现象。
该材料在制备成电缆后需要在自然环境下放置3-5天进行交联，即使在运输过程中都可，只要生产后至使用时有3-5天间隔即可。
本发明的有益效果是：
为了提高低烟无卤阻燃电缆的耐温等级、抗开裂性能，简化制造过程。本发明在传统的技术上提出硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料及其制备方法。本发明的耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料具有耐温等级高、耐开裂、无需后期蒸煮、工艺简单等优点，适合用于有阻燃要求且使用条件苛刻的情况。本发明创造性的使用分步骤一次加工完成的方法来生产硅烷交联低烟无卤产品，克服了传统硅烷交联分A、B料的复杂制备工艺，减少了生产过程中的能耗，降低了生产成本，提升了经济效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的及技术方案的优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
由下列重量份数的原料制备：乙烯醋酸乙烯共聚物50份、线性低密度聚乙烯20份、马来酸酐接枝物15份、乙烯辛烯共聚物POE15份、交联助剂2份、引发剂0.2份、无机阻燃剂120份、抗氧剂0.5份、色母2份、润滑剂1.5份、高效催化剂0.3份。
将上述原料称量好后，先把引发剂投入交联助剂中进行搅拌，使引发剂完全溶解在交联助剂中。然后将基础树脂包括乙烯醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝物、乙烯辛烯共聚物投入到已经预热好的密炼机中，同时投入搅拌好的交联助剂和引发剂混合物，开始密炼，密炼温度为140℃，密炼时间7分钟。然后将无机阻燃剂、抗氧剂、、润滑剂投入到密炼机中，继续密炼10分钟，密炼温度为150℃。最后将高效催化剂投入到密炼机中继续密炼2分钟后出锅，采用双阶挤出机进行挤出造粒。得到的颗粒产品冷却后迅速抽真空按固定重量封包保存。该电缆料在制备成电缆后需要在自然环境下放置3-5天进行交联，交联后性能测试结果如下表所示：
项目 测试方法 单位 典型值
拉伸强度（MPa） GB/T 1040 MPa 14.8
拉伸断裂伸长率 GB/T 1040 % 235
热延伸（200℃、15min、0.2MPa） GB/T 2951 % 40
永久形变（200℃、15min、0.2MPa） GB/T 2951 % 0
氧指数 GB/T 2406.2 % 35
20℃体积电阻率 GB 1410 Ω·m 9.8×1012
实施例2
由下列重量份数的原料制备：乙烯醋酸乙烯共聚物55份、线性低密度聚乙烯10份、马来酸酐接枝物15份、乙烯辛烯共聚物POE20份、交联助剂2.5份、引发剂0.25份、无机阻燃剂140份、抗氧剂0.5份、润滑剂1份、高效催化剂0.3份。
将上述原料称量好后，先把引发剂投入交联助剂中进行搅拌，使引发剂完全溶解在交联助剂中。然后将基础树脂包括乙烯醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝物、乙烯辛烯共聚物投入到已经预热好的密炼机中，同时投入搅拌好的交联助剂和引发剂混合物，开始密炼，密炼温度为140℃，密炼时间7分钟。然后将无机阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、色母投入到密炼机中，继续密炼10分钟，密炼温度为150℃。最后将高效催化剂投入到密炼机中继续密炼2分钟后出锅，采用双阶挤出机进行挤出造粒。得到的颗粒产品冷却后迅速抽真空按固定重量封包保存。该电缆料在制备成电缆后需要在自然环境下放置3-5天进行交联，交联后性能测试结果如下表所示：
项目 测试方法 单位 典型值
拉伸强度（MPa） GB/T 1040 MPa 13
拉伸断裂伸长率 GB/T 1040 % 255
热延伸（200℃、15min、0.2MPa） GB/T 2951 % 45
永久形变（200℃、15min、0.2MPa） GB/T 2951 % 0
氧指数 GB/T 2406.2 % 38
20℃体积电阻率 GB 1410 Ω·m 1.5×1013

Claims (9)

1.一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于电缆材料包含以下以重量份计的材料：100份基础树脂、90-160份无机阻燃剂、1-4份交联助剂、0.1-1份引发剂、1-3份润滑剂、0-3份色母、0.1-1份抗氧剂、0.1-3份高效催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述基础树脂的组成为30-70份的乙烯醋酸乙烯共聚物EVA树脂、5-20份的马来酸酐接枝物、5-20份聚乙烯树脂PE、1-20份的乙烯辛烯共聚物POE。
3.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁按重量比4:1的比例混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述交联助剂为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、PE蜡中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，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]季戊四醇酯和N，N’-双[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述高效催化剂为月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸中两种以上复配而成。
8.根据权利要求1所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯DCP。
9.制备权利要求1-8任意一项所述的一种耐温125℃硅烷自交联低烟无卤阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
①按比例称量好引发剂和交联助剂，然后将引发剂先加入到交联助剂中搅拌溶解，然后将此混合物与基础树脂一起投入密炼机开始密炼，密炼温度为130-170℃，密炼时间为7分钟，
②按比例称量好无机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、色母后投入到密炼机中与已经密炼7分钟的基础树脂材料混合中继续密炼10分钟，密炼温度为130-170℃，
③按比例称量好高效催化剂投入到密炼机中再密炼2分钟，然后用双阶挤出机挤出造粒，
④用真空打包机对产品进行密封打包，要求包装中不应出现鼓包现象，在自然环境下放置3-5天进行交联。
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