CN107841032A - 用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，包括以下步骤：将乙烯‑醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯‑辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份加入高速混合机中，在95‑105℃下以500‑800rpm的速度搅拌混合，然后将粉末状氢氧化镁15~30份、层状氢氧化铝5~10份投入螺杆双挤出机中，再加入偶联剂1.5~3份、润滑剂0.5~1份，挤出机熔融段温度控制在140‑180℃，在400‑600r/min的转速下熔融共混10‑20min，然后挤出造粒，即得颗粒。本发明无卤型高效阻燃聚烯烃电缆料减少氢氧化镁和氢氧化铝添加量，加入可以极大地提高氢氧化物的阻燃效率，降低阻燃剂的添加对力学性能的影响，良好拉伸强度15MPa和优良的断裂伸长率。

Description

用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘料的制备方法，尤其涉及一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法。
背景技术
根据相关文献统计数据显示，在火灾中大多数人并非烧死，是由大量的烟尘、有毒气体导致窒息而失去逃生的机会，最终失去生命。由于其燃烧时产生的烟雾少，且不产生有毒气体，无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料正在逐步取代传统PVC电缆料。目前，越来越多的高层建筑、大型商场、医院、车站、体育场等公共场合已经大量使用无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料最常用的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝和其他含结晶水的矿物粉体，通常需要填充量达到150%才能达到较好的阻燃效果。若是电缆，尤其是布电线，阻燃性能要通过单根燃烧，所使用的无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料中的阻燃剂填充量需达到180%~200%，此时，此时电缆料的性能将大大降低。
发明内容
本发明提供一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，此制备方法获得的无卤低烟阻燃电缆材料减少氢氧化镁和氢氧化铝添加量，提高氢氧化物的阻燃效率，降低阻燃剂的添加对力学性能的影响，良好拉伸强度15MPa和优良的断裂伸长率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯-辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份加入高速混合机中，在95-105℃下以500-800rpm 的速度搅拌混合，然后将粉末状氢氧化镁15~30份、层状氢氧化铝5~10份投入螺杆双挤出机中，再加入偶联剂1.5~3份、润滑剂0.5~1份，挤出机熔融段温度控制在140-180℃，在400-600r/min 的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，即得颗粒；
步骤二、将硬脂酸镁0.2~2份、硅油0.5~1份、聚硅氮烷树脂2~5份、二氧化硅气凝胶2~5份与上述制得的颗粒加入到混炼机上混炼10~30min，温度为100~120℃，得到混炼胶；
步骤三、将上述制得的混炼胶与抗氧剂0.4~1.5份、笼状磷酸酯三聚氰胺盐2~4份、聚苯醚2~3份投入密炼机中，混炼2~3min后，密炼机螺杆转速为50-300r/min，温度控制在140~190℃；
步骤四、将密炼后得到的混和料剪切后输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140±10℃，机头温度为110±10℃，挤出后进行硫化，在160-180℃下热压8-10min，常温冷压4-6min，硫化压力6~10MPa，出线速度为12~15m/min，从而获得电缆料。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂245和抗氧剂1076中的至少一种。
2、上述方案中，所述偶联剂为有机硅粉体分散剂。
3、上述方案中，所述氢氧化镁目数大于3000。
4、上述方案中，所述LLDPE是茂金属聚乙烯密度为0.92 g/cm3，熔融指数为3g/10min。
5、上述方案中，所述聚乙烯EPPE密度为0.91g/cm3，熔融指数约为1.5g/10min。
6、上述方案中，所述乙烯-辛烯共聚物POE密度为0.880 g/cm3，熔融指数为5g/10min。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其基于VA含量为40%的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯-辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份中添加粉末状氢氧化镁15~30份、层状氢氧化铝5~10份，采用粉末状和层状2种形态的氢氧化镁和氢氧化铝（LDH）组合使用，且搭配聚苯醚2~3份，减少氢氧化镁和氢氧化铝添加量，加入可以极大地提高氢氧化物的阻燃效率，降低阻燃剂的添加对力学性能的影响，良好拉伸强度15MPa和优良的断裂伸长率650%；其次，其进一步添加聚硅氮烷树脂和二氧化硅气凝胶，聚硅氮烷树脂可以在高温下热解制备氮化硅和氮化碳硅等陶瓷，而二氧化硅气凝胶具备低导热、高阻燃、高孔隙率等优良品质，可以使达到很好自熄性，提高产品的阻燃性能，故阻燃剂的填充比例可以大幅度降低，从而得到一种具有高阻燃性且挤出加工性能优良的电缆料。
2、本发明用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，基于VA含量为40%的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯-辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份体系中添加笼状磷酸酯三聚氰胺盐2~4份、硬脂酸镁0.2~2份明显改善电缆料的力学性能，极大地提高电缆料的韧性，解决电缆料脆性过大的问题，赋予材料优良的柔软性和填料包容性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，所述无卤低烟阻燃电缆材料由以下重量份的组分组成，如表1所示：
表1
所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯-辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份加入高速混合机中，在95-105℃下以500-800rpm 的速度搅拌混合，然后将粉末状氢氧化镁15~30份、层状氢氧化铝5~10份投入螺杆双挤出机中，再加入偶联剂1.5~3份、润滑剂0.5~1份，挤出机熔融段温度控制在140-180℃，在400-600r/min 的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，即得颗粒；
步骤二、将硬脂酸镁0.2~2份、硅油0.5~1份、聚硅氮烷树脂2~5份、二氧化硅气凝胶2~5份与上述制得的颗粒加入到混炼机上混炼10~30min，温度为100~120℃，得到混炼胶；
步骤三、将上述制得的混炼胶与抗氧剂0.4~1.5份、笼状磷酸酯三聚氰胺盐2~4份、聚苯醚2~3份投入密炼机中，混炼2~3min后，密炼机螺杆转速为50-300r/min，温度控制在140~190℃；
步骤四、将密炼后得到的混和料剪切后输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140±10℃，机头温度为110±10℃，挤出后进行硫化，在160-180℃下热压8-10min，常温冷压4-6min，硫化压力6~10MPa，出线速度为12~15m/min，从而获得电缆料。
实施例1中抗氧剂为抗氧剂1010，实施例2中抗氧剂为抗氧剂1098，实施例3中抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂245按照1：1形成的混合物，实施例4中抗氧剂为抗氧剂245和抗氧剂1076按照1：1形成的混合物；
上述偶联剂为有机硅粉体分散剂。
上述氢氧化镁目数大于3000。
上述LLDPE是茂金属聚乙烯密度为0.92 g/cm3，熔融指数为3g/10min。
上述聚乙烯EPPE密度为0.91g/cm3，熔融指数约为1.5g/10min。
上述乙烯-辛烯共聚物POE密度为0.880 g/cm3，熔融指数为5g/10min。
采用上述用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法时，其采用粉末状和层状2种形态的氢氧化镁和氢氧化铝（LDH）组合使用，且搭配聚苯醚2~3份，可减少氢氧化镁和氢氧化铝添加量，加入可以极大地提高氢氧化物的阻燃效率，降低阻燃剂的添加对力学性能的影响，良好拉伸强度15MPa和优良的断裂伸长率650%；其次，其可以使达到很好自熄性，提高产品的阻燃性能，故阻燃剂的填充比例可以大幅度降低，从而得到一种具有高阻燃性且挤出加工性能优良的电缆料；再次，其明显改善电缆料的力学性能，极大地提高电缆料的韧性，解决电缆料脆性过大的问题，赋予材料优良的柔软性和填料包容性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤：
步骤一、将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA 40~60份、线型低密度聚乙烯（茂金属催化聚乙烯）LLDPE15~25份、聚乙烯EPPE10~20份、乙烯-辛烯共聚物POE4~8份、马来酸酐接枝茂金属聚乙烯10~15份加入高速混合机中，在95-105℃下以500-800rpm 的速度搅拌混合，然后将粉末状氢氧化镁15~30份、层状氢氧化铝5~10份投入螺杆双挤出机中，再加入偶联剂1.5~3份、润滑剂0.5~1份，挤出机熔融段温度控制在140-180℃，在400-600r/min 的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，即得颗粒；
步骤二、将硬脂酸镁0.2~2份、硅油0.5~1份、聚硅氮烷树脂2~5份、二氧化硅气凝胶2~5份与上述制得的颗粒加入到混炼机上混炼10~30min，温度为100~120℃，得到混炼胶；
步骤三、将上述制得的混炼胶与抗氧剂0.4~1.5份、笼状磷酸酯三聚氰胺盐2~4份、聚苯醚2~3份投入密炼机中，混炼2~3min后，密炼机螺杆转速为50-300r/min，温度控制在140~190℃；
步骤四、将密炼后得到的混和料剪切后输送入螺杆挤出机挤出加工，挤出时的机身温度为140±10℃，机头温度为110±10℃，挤出后进行硫化，在160-180℃下热压8-10min，常温冷压4-6min，硫化压力6~10MPa，出线速度为12~15m/min，从而获得电缆料。
2.根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂245和抗氧剂1076中的至少一种。
3. 根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述LLDPE是茂金属聚乙烯密度为0.92 g/cm3，熔融指数为3g/10min。
4.根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯EPPE密度为0.91g/cm3，熔融指数约为1.5g/10min。
5. 根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述乙烯-辛烯共聚物POE密度为0.880 g/cm3，熔融指数为5g/10min。
6.根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为有机硅粉体分散剂。
7.根据权利要求1所述的用于无卤低烟阻燃电缆材料的制备方法，其特征在于：所述氢氧化镁目数大于3000。
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