CN108148259A - 一种新型阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯‑醋酸乙烯酯20～30份、聚丙烯树脂15～27份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒13～26份、高密度聚乙烯树脂18～30份、改性凹凸棒石粘土12～21份、增塑剂2～3份、抗氧化剂1～2份、热稳定剂3～5份、润滑剂2～4份、紫外线吸收剂1～3份。所述新型阻燃电缆料性能优、物理性能好、耐老化性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长。

Description

一种新型阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种新型阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
电力供应已成为世界经济飞速发展不可或缺的一部分，而电线电缆作为电力供应的载体遍及各行各业。由于电线电缆使用的高分子绝缘材料属于易燃材料，在传输电能过程中往往会由内因（电缆自身发热、短路等）和外因（火灾等）引发电缆燃烧，对生命财产造成损害。传统的阻燃电缆主要采用含卤聚合物（如PVC）和含卤阻燃剂（含氯或含溴的化合物）通过混炼获得良好阻燃性能，但还存在不少缺陷，如耐高温性能不强，不能在高温下作业；耐老化性不够，使用寿命短，极易引起火灾；在火灾发生时，燃烧的电线电缆会产生有毒气体和烟雾，这不仅会影响救灾工作，还会对生命财产造成“第二次灾害”。
发明内容
本发明提供了一种新型阻燃电缆料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述新型阻燃电缆料性能优、物理性能好、耐老化性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯20～30份、聚丙烯树脂15～27份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒13～26份、高密度聚乙烯树脂18～30份、改性凹凸棒石粘土12～21份、增塑剂2～3份、抗氧化剂1～2份、热稳定剂3～5份、润滑剂2～4份、紫外线吸收剂1～3份。
优选的，所述的新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯22～26份、聚丙烯树脂18～25份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17～21份、高密度聚乙烯树脂24～28份、改性凹凸棒石粘土15～20份、增塑剂2.1～2.7份、抗氧化剂1.3～1.9份、热稳定剂3.2～4.6份、润滑剂2.9～3.3份、紫外线吸收剂1.6～2.2份。
优选的，所述的新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯25份、聚丙烯树脂22份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17份、高密度聚乙烯树脂26份、改性凹凸棒石粘土16份、增塑剂2.3份、抗氧化剂1.5份、热稳定剂4份、润滑剂3份、紫外线吸收剂2份。
优选的，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10～20min，转速设定为300～500r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1～2h，温度设定在70～90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2～3h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1～2h即可，焙烧温度为250～350℃。
优选的，所述润滑剂为石蜡、甘油、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的任一种。
优选的，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂、有机锡类热稳定剂中的一种或两种的组合。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为90～100℃，捏合时间为20～40分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至110～120℃，高速混合3～8分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为130～150℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
优选的，所述步骤（2）中低速混合的速度为500～800r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为1700～2300r/min。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的新型阻燃电缆料性能优、物理性能好、耐老化性能好并且具有良好的阻燃性能，不会产生有毒气体和烟雾，使用寿命长，具体如下：
（1）本发明所述的新型阻燃电缆料添加改性凹凸棒石粘土作为原料，所述改性凹凸棒石粘土在提高所述新型阻燃电缆料的阻燃性能的同时，和其他原材料协同作用，还提高了所述新型阻燃电缆料的耐磨性和抗老化性能，使得电缆料性能更优；
（2）本发明所述的新型阻燃电缆料中添加了乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂作为原料，在保证力学性能的前提下可容许填充较多的凹凸棒石粘土，显著提高了所述新型阻燃电缆料的阻燃性能，再者，由于聚丙烯的熔体粘度相对较低，所以用本发明制备的新型阻燃电缆料流变性能较好，熔体粘度低，制品有较好的外观。
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。
实施例1
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯20份、聚丙烯树脂15份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒13份、高密度聚乙烯树脂18份、改性凹凸棒石粘土12份、增塑剂2份、抗氧化剂1份、热稳定剂3份、润滑剂2份、紫外线吸收剂1份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10min，转速设定为300r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1h，温度设定为70℃，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1h即可，焙烧温度为250℃。
其中，所述润滑剂为石蜡。
其中，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为90℃，捏合时间为20～40分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至110℃，高速混合3分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为130℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述步骤（2）中低速混合的速度为500r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为1700r/min。
实施例2
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯30份、聚丙烯树脂27份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒26份、高密度聚乙烯树脂30份、改性凹凸棒石粘土21份、增塑剂3份、抗氧化剂2份、热稳定剂5份、润滑剂4份、紫外线吸收剂3份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌20min，转速设定为500r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理2h，温度设定为90℃，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理3h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧2h即可，焙烧温度为350℃。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钙。
其中，所述热稳定剂选自有机锡类热稳定剂。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为100℃，捏合时间为40分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至120℃，高速混合8分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为150℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述步骤（2）中低速混合的速度为800r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为2300r/min。
实施例3
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯22份、聚丙烯树脂18份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17份、高密度聚乙烯树脂24份、改性凹凸棒石粘土15份、增塑剂2.1份、抗氧化剂1.3份、热稳定剂3.2份、润滑剂2.9份、紫外线吸收剂1.6份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌12min，转速设定为350r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1.3h，温度设定为75℃，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.3h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.2h即可，焙烧温度为280℃。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂、有机锡类热稳定剂的组合。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为92℃，捏合时间为25分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至113℃，高速混合4分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为134℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述步骤（2）中低速混合的速度为550r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为1800r/min。
实施例4
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯26份、聚丙烯树脂25份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒21份、高密度聚乙烯树脂28份、改性凹凸棒石粘土20份、增塑剂2.7份、抗氧化剂1.9份、热稳定剂4.6份、润滑剂3.3份、紫外线吸收剂2.2份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌15min，转速设定为400r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1.5h，温度设定为80℃，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.5h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.5h即可，焙烧温度为300℃。
其中，所述润滑剂为石蜡。
其中，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为95℃，捏合时间为30分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至115℃，高速混合5分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为130～150℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述步骤（2）中低速混合的速度为700r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为2000r/min。
实施例5
本实施例涉及一种新型阻燃电缆料，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯25份、聚丙烯树脂22份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17份、高密度聚乙烯树脂26份、改性凹凸棒石粘土16份、增塑剂2.3份、抗氧化剂1.5份、热稳定剂4份、润滑剂3份、紫外线吸收剂2份。
其中，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌18min，转速设定为450r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1.8h，温度设定为88℃，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2.5h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1.7h即可，焙烧温度为320℃。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钡。
其中，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂、有机锡类热稳定剂中的组合。
一种制备所述新型阻燃电缆料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为98℃，捏合时间为35分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至117℃，高速混合7分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为145℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
其中，所述步骤（2）中低速混合的速度为750r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为2200r/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种新型阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯20～30份、聚丙烯树脂15～27份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒13～26份、高密度聚乙烯树脂18～30份、改性凹凸棒石粘土12～21份、增塑剂2～3份、抗氧化剂1～2份、热稳定剂3～5份、润滑剂2～4份、紫外线吸收剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的新型阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯22～26份、聚丙烯树脂18～25份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17～21份、高密度聚乙烯树脂24～28份、改性凹凸棒石粘土15～20份、增塑剂2.1～2.7份、抗氧化剂1.3～1.9份、热稳定剂3.2～4.6份、润滑剂2.9～3.3份、紫外线吸收剂1.6～2.2份。
3.根据权利要求1所述的新型阻燃电缆料，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯25份、聚丙烯树脂22份、废旧聚氯乙烯电缆颗粒17份、高密度聚乙烯树脂26份、改性凹凸棒石粘土16份、增塑剂2.3份、抗氧化剂1.5份、热稳定剂4份、润滑剂3份、紫外线吸收剂2份。
4.根据权利要求1所述的新型阻燃电缆料，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土的制备方法包括以下步骤
（1）将凹凸棒石粘土粉碎至颗粒大小至粒径≤1mm；
（2）将步骤（1）粉碎后的凹凸棒石粘土浸没到清水中，用电动搅拌机搅拌10～20min，转速设定为300～500r/min，然后过滤；
（3）将步骤（2）过滤得到的溶质浸没到无机稀酸溶液中水浴热处理1～2h，温度设定在70～90℃之间，再向酸化后的悬浮液中加入分散剂焦磷酸钠充分搅拌，协同超声水热法处理2～3h后；
（4）最后对其进行离心处理，离心之后，取上层悬浮液经过过滤、干燥后输送到回转式烘干炉内焙烧1～2h即可，焙烧温度为250～350℃。
5.根据权利要求1所述的新型阻燃电缆料，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、甘油、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的任一种。
6.根据权利要求1所述的新型阻燃电缆料，其特征在于，所述热稳定剂选自钙锌复合热稳定剂、有机锡类热稳定剂中的一种或两种的组合。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述新型阻燃电缆料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯树脂、废旧聚氯乙烯电缆颗粒、高密度聚乙烯树脂、改性凹凸棒石粘土、增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、紫外线吸收剂，备用；
（2）将废旧聚氯乙烯电缆颗粒清洗干净，然后和高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、润滑剂及增塑剂置于高速捏合机中加热进行低速混合，捏合温度为90～100℃，捏合时间为20～40分钟；
（3）向步骤（2）所得的混合物中依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、改性凹凸棒石粘土、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂，加热至110～120℃，高速混合3～8分钟，即得混合料；
（4）将步骤（3）所得的混合料采用双螺杆挤出机进行挤出造料，控制挤出温度为130～150℃，挤出的颗粒烘干后即得所述新型阻燃电缆料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中低速混合的速度为500～800r/min，所述步骤（3）中高速混合的速度为1700～2300r/min。
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