CN108102210A - 一种环保阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保阻燃电缆料及其制备方法，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：乙烯‑丙烯酸乙烯共聚物30‑40份、三元乙丙橡胶10‑20份、改性滑石粉7‑15份、阻燃剂22‑30份、晶须3‑10份、抗氧剂2‑8份、增塑剂0.5‑5.5份。该制备方法包括：（1）称料：按规定的重量称取各份数；（2）混合；（3）混炼：原料在温度为140℃‑160℃的捏炼机中混炼15‑25min；（）挤出造粒：原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度200‑220℃，然后挤出、造粒。本发明的环保阻燃电缆料具有阻燃性能好、综合性能优异且工艺简单、加工效率高，可满足大规模工业化生产的需求。

Description

一种环保阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域，具体地说，本发明涉及一种环保阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
为了满足电气线路的安全要求，电线电缆的阻燃问题越来越引起人们的关注，电线电缆的阻燃研究已成为电缆行业的一个综合性发展方向，电线电缆行业对阻燃方面的需求特别突出。目前已有为数众多的电线电缆料的供应商，如Dupond、Union Carbide、AlphaGary、BASF、Bayer、Borealis、Exxon和Shell Chemicals等。市场上出现了多种用途(建筑、通信、交通、铁路等)的无卤阻燃电线电缆产品。英国自从伦敦皇家地铁站惨痛火灾事故发生以后，相关部门已经明令公共场合必须使用符合技术指标的LSZH(low smoke zerohalogen)电缆料。
近代计算机网络的出现带动了计算机局域网(local area network,LAN)的快速发展，进而导致对数据传输电缆的的渴求。在重要场合下LSZH将成为线缆料的首选。核工业是最早推广使用无卤产品的领域之一。欧洲粒子物理研究所制定的线缆标准明文规定进入该领域的前提条件必须是无卤、无硫、低烟低毒、低腐蚀。由于数据电缆的电性能远优于电话线缆，下一步的发展，LAN电缆必将进入建筑物内部的电话系统，需求量很大。据估计，每台计算机平均需要100m的LAN电缆。
电线电缆用塑料主要包括聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯)、氟塑料等。聚氯乙烯绝缘电缆和一些其他含卤电缆材料由于燃烧时放出大量的腐蚀性气体和浓烟，危及人们的生命安全，所以近年来无卤低烟电缆得到了广泛的应用。因此寻求PVC的替代物，推进建筑物内部市电布线(220/240V)、电话线缆已经数据电缆的无卤化己迫在眉睫。2001年，在欧洲成立了FROOC(Fire Retardant Olefinic Cable Compounds)协会，目的在于推动协同以无卤聚烯烃电缆料为主的线缆行业的发展。
聚乙烯分为低密度，高密度和交联三种，具有优异的电气性能、耐寒性、耐化学性，可作电缆绝缘。乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)因其具有优越的柔韧性、光学性能、耐低温性能及耐环境应力开裂性，而被广泛应用于电线电缆、发泡材料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶及玩具等领域。但EVA同大多数聚合物一样，容易燃烧，且放热量大、发烟量大，并释放有毒气体，从而使得采用无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂制备阻燃EVA复合材料的研究越来越引起人们的重视。
目前市场上具有低烟、低毒的环保型阻燃剂制备阻燃EVA复合材料很少，且阻燃效果并不理想。
基于此，有必要提供一种环保阻燃电缆料及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种环保阻燃电缆料及其制备方法，具有阻燃性能好、综合性能优异且工艺简单、加工效率高，可满足大规模工业化生产的需求。
为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种环保阻燃电缆料，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 30-40份；
三元乙丙橡胶 10-20份；
改性滑石粉 7-15份
阻燃剂 22-30份；
晶须 3-10份；
抗氧剂 2-8份；
增塑剂 0.5-5.5份。
作为优选，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 35份；
三元乙丙橡胶 15份；
改性滑石粉 11份
阻燃剂 26份；
晶须 6.5份；
抗氧剂 6份；
增塑剂 3份。
作为优选，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）将滑石粉在80-90℃下烘干，去除滑石粉表面的水分；
（2）将滑石粉在300-400℃温度下煅烧1-3小时，然后再放入-40℃冷冻40-60分钟；
（3）在500-600℃温度下再煅烧30-50分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10-20分钟；
（4）用-20℃的氮气对滑石粉冷吹20-30分钟，冷却至室温，即得所述的改性滑石粉。
作为优选，所述阻燃剂硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。
作为优选，所述晶须选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
作为优选，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
作为优选，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种环保阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称料：按规定的重量称取各份数；
（2）混合：将称取的改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂在高速混合机中进行混合10min-20min，然后再加入乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶继续混合5min-10min；
（3）混炼：将步骤（2）中混合后的原料在温度为140℃-160℃的捏炼机中混炼15-25min，得到混炼后的原料；
（4）挤出造粒：将混炼后的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度200-220℃，然后挤出、造粒，即得所述的环保阻燃电料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的采用乙烯-丙烯酸乙烯共聚物是共混改性树脂，具有较好的相容性，可与改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂形成紧密的配合，增加该电缆料的阻燃性能，由于采用无机阻燃剂，可以进一步提高电缆料的综合力学性能，采用的改性纳米滑石粉，进一步电缆料的阻燃性能，同时，改性纳米滑石粉可以更均匀分布于电缆料中，从而提高电缆料的强度、抗老化能力，而三元乙丙橡胶的加入，增强了电缆料的耐湿、耐热、耐寒及抗老化能力。
（2）本发明通过优化涂料的组方和比例，从而实现了电缆料的阻燃功能，可广泛用于电线电缆护套和光纤护套领域，达到现场使用要求。
（3）本发明涂料的制备工艺简单，容易实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
以下实施例中所使用的各种原料均来源于市售。
实施例1：
一种环保阻燃电缆料，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 35份；
三元乙丙橡胶 15份；
改性滑石粉 11份
阻燃剂 26份；
晶须 6.5份；
抗氧剂 6份；
增塑剂 3份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）将滑石粉在85℃下烘干，去除滑石粉表面的水分；
（2）将滑石粉在350℃温度下煅烧2小时，然后再放入-40℃冷冻50分钟；
（3）在550℃温度下再煅烧40分钟，然后用50MHz超声波超声处理15分钟；
（4）用-20℃的氮气对滑石粉冷吹25分钟，冷却至室温，即得所述的改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。
其中，所述晶须选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
其中，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
其中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种环保阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称料：按规定的重量称取各份数；
（2）混合：将称取的改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂在高速混合机中进行混合15min，然后再加入乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶继续混合7.5min；
（3）混炼：将步骤（2）中混合后的原料在温度为150℃的捏炼机中混炼20min，得到混炼后的原料；
（4）挤出造粒：将混炼后的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度210℃，然后挤出、造粒，即得所述的环保阻燃电料。
实施例2
一种环保阻燃电缆料，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 30份；
三元乙丙橡胶 10份；
改性滑石粉 7份
阻燃剂 22份；
晶须 3份；
抗氧剂 2份；
增塑剂 0.5份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）将滑石粉在80℃下烘干，去除滑石粉表面的水分；
（2）将滑石粉在300℃温度下煅烧1小时，然后再放入-40℃冷冻40分钟；
（3）在500℃温度下再煅烧30分钟，然后用40MHz超声波超声处理10分钟；
（4）用-20℃的氮气对滑石粉冷吹20分钟，冷却至室温，即得所述的改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。
其中，所述晶须选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
其中，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
其中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种环保阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称料：按规定的重量称取各份数；
（2）混合：将称取的改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂在高速混合机中进行混合10min，然后再加入乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶继续混合5min；
（3）混炼：将步骤（2）中混合后的原料在温度为140℃的捏炼机中混炼15，得到混炼后的原料；
（4）挤出造粒：将混炼后的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度200℃，然后挤出、造粒，即得所述的环保阻燃电料。
实施例3
一种环保阻燃电缆料，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 40份；
三元乙丙橡胶 20份；
改性滑石粉 15份
阻燃剂 30份；
晶须 10份；
抗氧剂 8份；
增塑剂 5.5份。
其中，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）将滑石粉在90℃下烘干，去除滑石粉表面的水分；
（2）将滑石粉在400℃温度下煅烧3小时，然后再放入-40℃冷冻60分钟；
（3）在600℃温度下再煅烧50分钟，然后用60MHz超声波超声处理20分钟；
（4）用-20℃的氮气对滑石粉冷吹30分钟，冷却至室温，即得所述的改性滑石粉。
其中，所述阻燃剂硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。
其中，所述晶须选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
其中，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
其中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种环保阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称料：按规定的重量称取各份数；
（2）混合：将称取的改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂在高速混合机中进行混合20min，然后再加入乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶继续混合10min；
（3）混炼：将步骤（2）中混合后的原料在温度为160℃的捏炼机中混炼25min，得到混炼后的原料；
（4）挤出造粒：将混炼后的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度220℃，然后挤出、造粒，即得所述的环保阻燃电料。
综上所述，本提供了一种环保阻燃电缆料及其制备方法，具有阻燃性能好、综合性能优异且工艺简单、加工效率高，可满足大规模工业化生产的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保阻燃电缆料，其特征在于，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 30-40份；
三元乙丙橡胶 10-20份；
改性滑石粉 7-15份
阻燃剂 22-30份；
晶须 3-10份；
抗氧剂 2-8份；
增塑剂 0.5-5.5份。
2.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，以重量份数计，所述电缆料包括以下组分及重量份数：
乙烯-丙烯酸乙烯共聚物 35份；
三元乙丙橡胶 15份；
改性滑石粉 11份
阻燃剂 26份；
晶须 6.5份；
抗氧剂 6份；
增塑剂 3份。
3.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，所述改性滑石粉的制备方法如下：
（1）将滑石粉在80-90℃下烘干，去除滑石粉表面的水分；
（2）将滑石粉在300-400℃温度下煅烧1-3小时，然后再放入-40℃冷冻40-60分钟；
（3）在500-600℃温度下再煅烧30-50分钟，然后用40-60MHz超声波超声处理10-20分钟；
（4）用-20℃的氮气对滑石粉冷吹20-30分钟，冷却至室温，即得所述的改性滑石粉。
4.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃剂硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。
5.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，所述晶须选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、钛酸钾晶须、氧化锌晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂618和抗氧剂300中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的环保阻燃电缆料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛脂、氯化石蜡、石油磺酸苯酯中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的环保阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称料：按规定的重量称取各份数；
（2）混合：将称取的改性滑石粉、晶须、阻燃剂、抗氧剂、增塑剂在高速混合机中进行混合10min-20min，然后再加入乙烯-丙烯酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶继续混合5min-10min；
（3）混炼：将步骤（2）中混合后的原料在温度为140℃-160℃的捏炼机中混炼15-25min，得到混炼后的原料；
（4）挤出造粒：将混炼后的原料加入到双螺杆挤出机中，加工温度200-220℃，然后挤出、造粒，即得所述的环保阻燃电料。
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