CN107974016A - 一种低烟无卤环保型耐高温线缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阻燃型电缆技术领域，具体涉及一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，包括以下原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂、改性咪唑环氧树脂、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂、固含量大于85%的线性酚醛树脂、颜料、复合助剂、交联剂、阻燃组合物。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过将无机阻燃剂与热塑性有机聚烯烃聚合物等原料在高温条件制备阻燃组合物，使其与其他原料具有较好的粘结性，线缆料的制备方法更简单，能够节省一定的生产能耗，同时能保证在不含卤素的条件下显著提高其阻燃效果；线缆在低温条件下不脆化，在高温条件下保证一定的拉伸强度，具有较好的力学性能，稳定性和耐老化性优越，有利于高品质电力电缆的推广使用。

Description

一种低烟无卤环保型耐高温线缆料
技术领域
本发明属于阻燃型电缆技术领域，具体涉及一种低烟无卤环保型耐高温线缆料。
背景技术
随着经济社会的高速发展，建筑设施和人口相对密集的城镇街道、厂矿企业、住宅小区的用户配电变压器（变电站）的电压等级普遍提高，远离城市中心的国家电网与用户配电变压器之间及用户配电网内部大量采用1kV 级及以下的电力电缆连接，从而使 1kV 级的电缆的需求急剧攀升，由于电力电缆需穿越建筑设施和人口相对密集的区域，而这些区域的电力电缆因受复杂自然因素的影响有可能发生电力事故，为了使电力事故不会酿成火灾，或在遭受火灾破坏的情况下不会使电力电缆酿成次生事故，要求电力电缆需具有可靠的防火功能，因此，防火电缆的使用日益广泛，现有的低烟无卤电缆料采用低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物为基准原料添加阻燃剂及助剂塑料制成，产品硬度在90-93度A之间，使用中不便移动、弯曲，阻燃型橡胶套电缆材料中助剂在高温条件下，容易产生大量有害物质，存在不安全隐患，不符合国家产品、产业的长远发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种低烟无卤环保型耐高温线缆料。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，线缆料包括以下重量份的原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂42-48份、改性咪唑环氧树脂22-28份、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂20-24份、固含量大于85%的线性酚醛树脂12-18份、颜料0-3份、复合助剂4.5-6.8份、交联剂2-6份、阻燃组合物60-80份；
所述阻燃组合物的制备方法为：按重量计，将磷钼酸锌4-8份、氢氧化镁1-3份在球磨机中混合25-35分钟，得到粒径为400-8000nm的混合粉料；将包含热塑性有机聚烯烃聚合物加入相当于其重量3倍的5%羟苯乙酯溶液中溶解，然后加入相当于其重量10-16%的混合粉料，以搅拌速度200-400转/分钟，磁力搅拌30分钟，然后加入0.1-0.5wt%的2,2’-二羟甲基丙酸、2-4wt%的丁酸钠，以搅拌速度3200-3600转/分钟磁力搅拌20-60分钟，完成后在温度为600-800℃的密封条件下反应1-2小时，自然冷却后，经离心分离、冲洗后，在65-85℃的条件下烘干，即得。
作为对上述方案的进一步改进，所述热塑性有机聚烯烃聚合物为超高分子量聚烯烃或聚乙烯中的任意一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述颜料为无机颜料；交联剂为有机硅交联剂。
作为对上述方案的进一步改进，所述复合助剂包括以下重量份的原料：软化剂3-5份、抗氧化剂0.2-0.8份、过氧化引发剂0.06-0.12份、硬脂酸锌1-3份、N-羟基琥珀酰亚胺1.2-1.8份。
作为对上述方案的进一步改进，所述软化剂为环烷油；所述抗氧化剂由链终止型抗氧剂和金属离子螯合剂以重量比16-20:1混合得到；所述过氧化引发剂为过氧化二苯甲烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-叔丁基过氧化己烷中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，其制备方法为将各原料混合后，在温度为195-205℃、20-30转/分钟的条件下混炼3-4小时，混炼均匀后冷却、切粒；然后在208-218℃、200-300转/分钟的条件下再次混炼30-40分钟，然后经冷却、切粒工艺，得到成品。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过将无机阻燃剂与热塑性有机聚烯烃聚合物等原料在高温条件制备阻燃组合物，使其与其他原料具有较好的粘结性，相比现有技术，线缆料的制备方法更简单，能够节省一定的生产能耗，同时能保证在不含卤素的条件下显著提高其阻燃效果；硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂、改性咪唑环氧树脂、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂、固含量大于85%的线性酚醛树脂的合理配比，使线缆在低温条件下不脆化，在高温条件下保证一定的拉伸强度，具有较好的力学性能，稳定性和耐老化性优越，有利于高品质电力电缆的推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，线缆料包括以下重量份的原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂45份、改性咪唑环氧树脂25份、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂22份、固含量大于85%的线性酚醛树脂15份、颜料2份、复合助剂5.6份、交联剂4份、阻燃组合物70份；
所述阻燃组合物的制备方法为：按重量计，将磷钼酸锌6份、氢氧化镁2份在球磨机中混合30分钟，得到粒径为400-8000nm的混合粉料；将包含热塑性有机聚烯烃聚合物加入相当于其重量3倍的5%羟苯乙酯溶液中溶解，然后加入相当于其重量13%的混合粉料，以搅拌速度300转/分钟，磁力搅拌30分钟，然后加入0.3wt%的2,2’-二羟甲基丙酸、3wt%的丁酸钠，以搅拌速度3400转/分钟磁力搅拌40分钟，完成后在温度为700℃的密封条件下反应1.5小时，自然冷却后，经离心分离、冲洗后，在75℃的条件下烘干，即得。
其中，所述热塑性有机聚烯烃聚合物为超高分子量聚烯烃；所述颜料为无机颜料；交联剂为有机硅交联剂；所述复合助剂包括以下重量份的原料：软化剂4份、抗氧化剂0.5份、过氧化引发剂0.1份、硬脂酸锌2份、N-羟基琥珀酰亚胺1.5份；所述软化剂为环烷油；所述抗氧化剂由链终止型抗氧剂和金属离子螯合剂以重量比18:1混合得到；所述过氧化引发剂为过氧化二苯甲烷。
其中，其制备方法为将各原料混合后，在温度为200℃、25转/分钟的条件下混炼3.5小时，混炼均匀后冷却、切粒；然后在213℃、250转/分钟的条件下再次混炼35分钟，然后经冷却、切粒工艺，得到成品。
经测试，线缆料的拉伸强度达到18.5MPa，断裂伸长率达到360%，根据UL-94-V01.6mm检测，其阻燃性达到V-0级，在136℃×168h条件下老化，得到抗张强度保持率为118%，伸长率保留率为96%；在-40℃×96h条件下处理，弯曲线缆20次，未出现裂缝。
实施例2
一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，线缆料包括以下重量份的原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂42份、改性咪唑环氧树脂28份、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂20份、固含量大于85%的线性酚醛树脂18份、复合助剂4.5份、交联剂6份、阻燃组合物80份；
所述阻燃组合物的制备方法为：按重量计，将磷钼酸锌4份、氢氧化镁3份在球磨机中混合35分钟，得到粒径为400-8000nm的混合粉料；将包含热塑性有机聚烯烃聚合物加入相当于其重量3倍的5%羟苯乙酯溶液中溶解，然后加入相当于其重量16%的混合粉料，以搅拌速度400转/分钟，磁力搅拌30分钟，然后加入0.1wt%的2,2’-二羟甲基丙酸、4wt%的丁酸钠，以搅拌速度3600转/分钟磁力搅拌60分钟，完成后在温度为800℃的密封条件下反应1小时，自然冷却后，经离心分离、冲洗后，在85℃的条件下烘干，即得。
其中，所述热塑性有机聚烯烃聚合物为聚乙烯；交联剂为有机硅交联剂；所述复合助剂包括以下重量份的原料：软化剂5份、抗氧化剂0.2份、过氧化引发剂0.06份、硬脂酸锌3份、N-羟基琥珀酰亚胺1.2份；所述软化剂为环烷油；所述抗氧化剂由链终止型抗氧剂和金属离子螯合剂以重量比16:1混合得到；所述过氧化引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。
其中，其制备方法为将各原料混合后，在温度为195℃、30转/分钟的条件下混炼4小时，混炼均匀后冷却、切粒；然后在208℃、300转/分钟的条件下再次混炼30分钟，然后经冷却、切粒工艺，得到成品。
经测试，线缆料的拉伸强度达到18.7MPa，断裂伸长率达到364%，根据UL-94-V01.6mm检测，其阻燃性达到V-0级，在136℃×168h条件下老化，得到抗张强度保持率为121%，伸长率保留率为98%；在-40℃×96h条件下处理，弯曲线缆20次，未出现裂缝。
实施例3
一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，线缆料包括以下重量份的原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂48份、改性咪唑环氧树脂22份、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂24份、固含量大于85%的线性酚醛树脂12份、颜料3份、复合助剂6.8份、交联剂2份、阻燃组合物60份；
所述阻燃组合物的制备方法为：按重量计，将磷钼酸锌8份、氢氧化镁1份在球磨机中混合25分钟，得到粒径为400-8000nm的混合粉料；将包含热塑性有机聚烯烃聚合物加入相当于其重量3倍的5%羟苯乙酯溶液中溶解，然后加入相当于其重量10%的混合粉料，以搅拌速度200转/分钟，磁力搅拌30分钟，然后加入0.5wt%的2,2’-二羟甲基丙酸、2wt%的丁酸钠，以搅拌速度3200转/分钟磁力搅拌20分钟，完成后在温度为600℃的密封条件下反应2小时，自然冷却后，经离心分离、冲洗后，在65℃的条件下烘干，即得。
其中，所述热塑性有机聚烯烃聚合物为超高分子量聚烯烃或聚乙烯中的任意一种；所述颜料为无机颜料；交联剂为有机硅交联剂；所述复合助剂包括以下重量份的原料：软化剂3份、抗氧化剂0.8份、过氧化引发剂0.12份、硬脂酸锌1份、N-羟基琥珀酰亚胺1.8份；所述软化剂为环烷油；所述抗氧化剂由链终止型抗氧剂和金属离子螯合剂以重量比200:1混合得到；所述过氧化引发剂为2,5-二甲基-2,5-叔丁基过氧化己烷。
其中，其制备方法为将各原料混合后，在温度为205℃、20转/分钟的条件下混炼3小时，混炼均匀后冷却、切粒；然后在218℃、200转/分钟的条件下再次混炼40分钟，然后经冷却、切粒工艺，得到成品。
经测试，线缆料的拉伸强度达到18.4MPa，断裂伸长率达到357%，根据UL-94-V01.6mm检测，其阻燃性达到V-0级，在136℃×168h条件下老化，得到抗张强度保持率为116%，伸长率保留率为97%；在-40℃×96h条件下处理，弯曲线缆20次，未出现裂缝。

Claims (6)

1.一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，线缆料包括以下重量份的原料：硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂42-48份、改性咪唑环氧树脂22-28份、烯丙基醚改性不饱和聚酯树脂20-24份、固含量大于85%的线性酚醛树脂12-18份、颜料0-3份、复合助剂4.5-6.8份、交联剂2-6份、阻燃组合物60-80份；
所述阻燃组合物的制备方法为：按重量计，将磷钼酸锌4-8份、氢氧化镁1-3份在球磨机中混合25-35分钟，得到粒径为400-8000nm的混合粉料；将包含热塑性有机聚烯烃聚合物加入相当于其重量3倍的5%羟苯乙酯溶液中溶解，然后加入相当于其重量10-16%的混合粉料，以搅拌速度200-400转/分钟，磁力搅拌30分钟，然后加入0.1-0.5wt%的2,2’-二羟甲基丙酸、2-4wt%的丁酸钠，以搅拌速度3200-3600转/分钟磁力搅拌20-60分钟，完成后在温度为600-800℃的密封条件下反应1-2小时，自然冷却后，经离心分离、冲洗后，在65-85℃的条件下烘干，即得。
2.如权利要求1所述一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，所述热塑性有机聚烯烃聚合物为超高分子量聚烯烃或聚乙烯中的任意一种。
3.如权利要求1所述一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，所述颜料为无机颜料；交联剂为有机硅交联剂。
4.如权利要求1所述一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，所述复合助剂包括以下重量份的原料：软化剂3-5份、抗氧化剂0.2-0.8份、过氧化引发剂0.06-0.12份、硬脂酸锌1-3份、N-羟基琥珀酰亚胺1.2-1.8份。
5.如权利要求4所述一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，所述软化剂为环烷油；所述抗氧化剂由链终止型抗氧剂和金属离子螯合剂以重量比16-20:1混合得到；所述过氧化引发剂为过氧化二苯甲烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-叔丁基过氧化己烷中的一种。
6.如权利要求1-5任一项所述一种低烟无卤环保型耐高温线缆料，其特征在于，其制备方法为将各原料混合后，在温度为195-205℃、20-30转/分钟的条件下混炼3-4小时，混炼均匀后冷却、切粒；然后在208-218℃、200-300转/分钟的条件下再次混炼30-40分钟，然后经冷却、切粒工艺，得到成品。
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