CN108017826A - 一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法，制备时依次将60～100份聚乙烯、10～40份乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、70～100份阻燃剂A、5～25份阻燃剂B、0.1～3份抗氧剂、1～5份润滑剂、0.5～2份偶联剂、10～30份相容剂、5～20份炭黑母料加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品；本发明的阻燃聚乙烯护套料具有良好的阻燃性能、优异的力学性能和耐热性能，该产品制备成电线电缆后，能够通过高温压力试验。

Description

一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电缆护套料，具体是一种阻燃聚乙烯护套料。本发明还涉及上述阻燃聚乙烯护套料的制备方法。
背景技术
聚乙烯是一种常用的质轻、无毒环保、具有优异电绝缘性能的热塑性塑料，广泛的应用于电线电缆领域。由于以前的电线电缆多为PVC制品，PVC制品有毒有害，不环保，燃烧后会释放出大量的有毒有害气体，造成的危害极大。低烟无卤聚烯烃电缆为了满足低烟和无卤两个要求，而大量加入无机阻燃剂，致使材料的力学性能大幅度下降而不能满足要求。因此，需要开发阻燃聚乙烯护套料，保证材料具有良好的阻燃性和优异的力学性能，同时使得该材料具有优异的耐热性能，能通过高温压力试验。
专利文献CN104177693A和CN103351555A中，虽然制备了无卤阻燃聚乙烯电缆料，但其氧指数达不到30％的要求，且断裂伸长率很低，不能满足高要求的阻燃聚乙烯护套料。专利CN106543514A中，材料的断裂伸长率能符合标准的要求，但是只针对抗开裂性能，材料的高温压力性能未测定。专利CN105623042A中，针对基体树脂做了改进，但所用其余助剂繁多，工艺复杂，不利于生产的推广。
上述专利文献中的电缆料有部分能够满足市场的需求，但要同时兼顾高阻燃、高耐温、高力学性能等几个高性能要求时，目前同类产品较难满足相关要求，特别是高温压力的条件苛刻时(110℃，6h)，同类产品的氧指数、力学性能等性能指标基本上达不到要求。因此，开发新的阻燃聚乙烯护套料，保证阻燃性能，力学性能好的同时，又保证产品制成电线电缆后能过高温压力试验就是本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法，该护套料具有良好的阻燃性能和力学性能，制备成电线电缆后，其耐温性能好，能够通过高温压力试验。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是：
一种阻燃聚乙烯护套料，包括以下重量份组分：
聚乙烯 60～100
乙烯与醋酸乙烯共聚树脂 10～30
阻燃剂A 70～100
阻燃剂B 5～25
抗氧剂 0.1～3
润滑剂 1～5
偶联剂 0.5～2
相容剂 10～30
炭黑母料 5～20
所述聚乙烯为高密度聚乙烯，熔体流动速率为1.0～12g/10min；
所述乙烯与醋酸乙烯共聚树脂为VA含量为15～40％的聚合物；
所述阻燃剂A为氢氧化镁、氢氧化铝、碱式碳酸镁中的至少一种；
所述阻燃剂B为聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、红磷阻燃剂中的至少一种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂300、DSTDP中的至少一种；
所述相容剂为为马来酸酐接枝乙烯—乙酸乙烯酯、马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺甲基三甲氧基硅烷。
所述润滑剂为硬脂酸及其酯类衍生物、金属皂类、饱和烃类或硅系润滑剂。所述硬脂酸及其酯类衍生物为硬脂酸、硬脂酸正丁酯或硬脂酸辛酯。所述金属皂类润滑剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。所述饱和烃类润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、微晶石蜡或聚乙烯蜡。所述硅系润滑剂为高粘度硅油或硅酮母料。
所述相容剂的接枝率为0.5～1.2％。
所述炭黑母料包括以下重量百分比组分：炭黑40～50％，载体50～60％。
一种阻燃聚乙烯护套料的制备方法：依次将60～100份聚乙烯、10～30份乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、70～100份阻燃剂A、5～25份阻燃剂B、0.1～3份抗氧剂、1～5份润滑剂、0.5～2份偶联剂、10～30份相容剂、5～20份炭黑母料加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品。
作为优选，双螺杆挤出造粒挤出机各段温度依次为：一区100～120℃，二区110～130℃，三区130～145℃，四区145～160℃，五区160～180℃，六区160～180℃，七区150～180℃，八区150～170℃，九区140～160℃，机头温度140～160℃。
本发明在阻燃剂A的基础上，加入阻燃剂B。阻燃剂A与阻燃剂的B的复配，起到了协同阻燃效应，从而提高材料的阻燃性能。由于通过不同VA含量的乙烯醋酸乙烯酯共聚物复配也提高阻燃性能，保证产品氧指数达到31％，满足大于30％的要求。且保证阻燃剂在该添加量的情况下，产品的断裂伸长率仍然能满足大于350％的要求。突出了产品良好的阻燃性能和优异的力学性能。此外，本发明所选取的基体树脂为高密度聚乙烯，利用其高熔点的特性，提高本产品的高温压力性能，解决了高温压力问题，具有优异的耐热性能。除满足高阻燃、高耐温、高力学性能外，本发明的产品还具有添加助剂少，一般工艺方法可以制备的优点。
具体实施方式
实施例1
依次将90份高密度聚乙烯(熔体流动速率为10g/10min)、10份VA含量为40％的乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、100份氢氧化镁、5份聚磷酸铵、0.1份抗氧剂1076、5份硅酮母料、0.5份三甲氧基硅烷、10份马来酸酐接枝乙烯—乙酸乙烯酯、20份炭黑母料(重量百分比组分：炭黑40％，载体60％)加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品。挤出机各段温度依次为：一区110℃，二区115℃，三区130℃，四区155℃，五区165℃，六区170℃，七区170℃，八区170℃，九区165℃，机头温度160℃。上述护套料挤出成型电缆样品，性能测试结果见表1。
实施例2
依次将60份高密度聚乙烯(熔体流动速率为1.0g/10min)、40份VA含量15％的乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、70份碱式碳酸镁、25份硼酸锌、3份抗氧剂300、1份高粘度硅油、2份正硅酸甲酯、30份马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、5份炭黑母料(重量百分比组分：炭黑50％，载体50％)加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品。挤出机各段温度依次为：一区120℃，二区130℃，三区135℃，四区150℃，五区180℃，六区180℃，七区175℃，八区170℃，九区160℃，机头温度155℃。上述护套料挤出成型电缆样品，性能测试结果见表1。
实施例3
依次将70份高密度聚乙烯(熔体流动速率为12g/10min)、30份VA含量为28％的乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、80份氢氧化铝、20份三聚氰胺、1.5份抗氧剂1010、4份硅酮母料、1份正硅酸乙酯、25份马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯、10份炭黑母料(重量百分比组分：炭黑40％，载体60％)加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品。挤出机各段温度依次为：一区115℃，二区125℃，三区140℃，四区160℃，五区170℃，六区175℃，七区175℃，八区165℃，九区155℃，机头温度155℃。上述护套料挤出成型电缆样品，性能测试结果见表1。
表1 性能测试结果
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于包括以下重量份组分：
所述聚乙烯为高密度聚乙烯，熔体流动速率为1.0～12g/10min；
所述乙烯与醋酸乙烯共聚树脂为VA含量为15～40％的聚合物；
所述阻燃剂A为氢氧化镁、氢氧化铝、碱式碳酸镁中的至少一种；
所述阻燃剂B为聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、红磷阻燃剂中的至少一种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂300、DSTDP中的至少一种；
所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯—乙酸乙烯酯、马来酸酐接枝茂金属线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为正硅酸乙酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、3-甲基丙烯基酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺甲基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸及其酯类衍生物、金属皂类、饱和烃类或硅系润滑剂。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述硬脂酸及其酯类衍生物为硬脂酸、硬脂酸正丁酯或硬脂酸辛酯。
6.根据权利要求4所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述金属皂类润滑剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。
7.根据权利要求4所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述饱和烃类润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、微晶石蜡或聚乙烯蜡。
8.根据权利要求4所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述硅系润滑剂为高粘度硅油或硅酮母料。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述相容剂的接枝率为0.5～1.2％。
10.根据权利要求1所述的一种阻燃聚乙烯护套料，其特征在于：所述炭黑母料包括以下重量百分比组分：炭黑40～50％，载体50～60％。
11.根据权利要求1-10任一项所述的一种阻燃聚乙烯护套料的制备方法，其特征在于：依次将60～100份聚乙烯、10～30份乙烯与醋酸乙烯共聚树脂、70～100份阻燃剂A、5～25份阻燃剂B、0.1～3份抗氧剂、1～5份润滑剂、0.5～2份偶联剂、10～30份相容剂、5～20份炭黑母料加入密炼机中，然后开始混炼，混炼至料温为120℃～150℃时出料送入锥形喂料斗，经双螺杆挤出机挤出造粒、冷切，制得产品。
12.根据权利要求11所述的一种阻燃聚乙烯护套料的制备方法，其特征在于：双螺杆挤出机各段温度依次为：一区100～120℃，二区110～130℃，三区130～145℃，四区145～160℃，五区160～180℃，六区160～180℃，七区150～180℃，八区150～170℃，九区140～160℃，机头温度140～160℃。
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