CN108164805B - 一种可瓷化eva无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料及其制备方法，电缆料的组分包括：EVA60～100份；LLDPE0～40份；硅橡胶/白炭黑3～20份；相容剂2～10份；硅酮母粒1～8份；润滑剂1～5份；抗氧剂0.1～0.8份；无机阻燃剂50～120份；成瓷填料20～80份；硅酸盐类填充剂5～50份；高温裂解催化剂0.5～5份。本发明提供的可瓷化EVA无卤阻燃材料阻燃和抑烟效果显著，强制高温燃烧时形成坚硬的瓷化层；并且所形成的瓷化层内缩，不膨胀，尺寸变化小，具有一定的强度和支撑能力，在高温燃烧下仍能保持完整的形态；添加高温裂解催化剂促进炭层裂解从而使瓷化层保持良好的绝缘性，在火灾不断电的情况下仍能保证电力的正常输送。

Description

一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工技术领域，涉及可瓷化EVA无卤阻燃电缆料，尤其是一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)因具有柔韧性好、耐低温性好、耐环境应力开裂、绝缘性好，而被广泛用于各种电线电缆的绝缘材料和护层材料。可瓷化EVA无卤阻燃电缆料，在保持EVA的优良性能和抑烟阻燃特性外，在高温燃烧时会形成一层具有一定强度和支撑能力的瓷化层，持续高温燃烧后仍能保持制品的完整性，能够阻隔火焰蔓延，避免造成更危险的二次灾害。目前可瓷化阻燃电缆料的使用过程中存在的主要问题是：(1)高温燃烧后形成的瓷化层向外膨胀，外观和尺寸不仅发生了变化，而且瓷化层与导线间形成空隙；(2)瓷化层的绝缘性变差，导致线路短路，起不到真正的保护作用。
发明内容
本发明提供了一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料及其制备方法，高温燃烧后形成的瓷化层向内收缩，磁化层的绝缘性保持不变。
本发明的目的可通过以下方案实现：
可瓷化EVA无卤阻燃电缆料重量份组分包括：
EVA 60～100份
LLDPE 0～40份
硅橡胶/白炭黑3～20份
相容剂2～10份
硅酮母粒1～8份
润滑剂1～5份
抗氧剂0.1～0.8份
无机阻燃剂50～120份
成瓷填料20～80份
硅酸盐类填充剂5～50份
高温裂解催化剂0.5～5份
而且，所述的硅橡胶/白炭黑为白炭黑补强硅橡胶，硅橡胶与白炭黑的重量比例为100：40～100。
而且，所述的相容剂为PE-g-MAH、EVA-g-MAH的一种或几种的混合物。
而且，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、EVA蜡、PE蜡中的一种或几种的混合物。
而且，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种的混合物。
而且，所述的无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石、硫酸镁晶须、硫酸钙晶须的一种或几种的混合物。
而且，成瓷填料为硼酸锌、硼酸钙、硼酸、低熔点玻璃粉的一种或几种的混合物。
而且，所述的硅酸盐类填充剂为滑石粉、硅灰石、高岭土、煅烧陶土的一种或几种的混合物。
而且，所述的高温裂解催化剂为过渡金属氧化物和过渡金属配合物的一种或几种的混合物。其中过渡金属氧化物优选氧化亚铜、氧化铜、氧化锰。其中过渡金属配合物优选以水杨酸、水杨酸苯酯和十二烷基硫酸钠为配体，铜离子(Cu2+)、镍离子(Ni2+)为中心离子，通过配合反应合成的金属配合物。
一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料的制备方法，该方法包括以下步骤该方法包括以下步骤。(1)将润滑剂1～5份、无机阻燃剂50～120份、成瓷填料20～60份、硅酸盐类填充剂5～50份、高温裂解催化剂0.5～5份在高速混合机中，在转速500～1500r/min下混合5min，卸料备用；(2)将所述EVA60～100份、LLDPE 0～40份、硅橡胶/白炭黑3～20份、相容剂2～10份、硅酮母粒1～8份、抗氧剂0.1～0.8份，投入密炼机中，在130～150℃下混炼3～5min；(3)将步骤(1)所得粉料投入密炼机中，继续混炼5～10min，停机卸料，备用；(4)将步骤(3)所得胶料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃，螺杆转速为50～200r/min挤出造粒即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料。
本发明的优点和有益效果：
(1)本发明提供的可瓷化EVA无卤阻燃材料阻燃和抑烟效果显著，强制高温燃烧时形成坚硬的瓷化层；并且在高温下硅橡胶/白炭黑、成瓷填料无机填料、以及烧结残留物之间发生共熔共晶反应，从而引起瓷化层发生内缩，具有一定的强度和支撑能力，在高温燃烧下仍能保持完整的形态；
(2)传统瓷化EVA材料瓷化层是由炭层作为主体，而炭层是电的良导体，在火灾没有及时切断电源的情况下，难免发生短路漏电等情况。本发明提供的可瓷化EVA无卤阻燃材料，添加高温裂解催化剂促进炭层裂解从而使瓷化层保持良好的绝缘性，在火灾不断电的情况下仍能保证电力的正常输送。
(3)本发明生产工艺简单，适合工业化大批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
实施例1
可瓷化EVA无卤阻燃电缆料的制备包括以下步骤：(1)将润滑剂1份、无机阻燃剂120份、成瓷填料40份、硅酸盐类填充剂20份，高温裂解催化剂2份在高速混合器中混合5min，卸料备用；(2)将EVA 80份、LLDPE 20份、硅橡胶/白炭黑10份、相容剂6份、硅酮母粒2份、抗氧剂10100.2份，在150℃的密炼机中混炼3min，将步骤(1)混合好的粉状料倒入密炼机中继续混炼8min，卸料；(3)将步骤(2)混炼好的料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃,螺杆转速为100r/min条件下熔融挤出并造粒，即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料。
硅橡胶/白炭黑的重量比例为100：50，相容剂为PE-g-MAH，无机阻燃剂选择氢氧化铝、氢氧化镁复配使用，重量比例为3：1，成瓷填料为低熔点玻璃粉、硼酸锌，重量比例为3：1，硅酸盐类填充剂为硅灰石粉，润滑剂为EVA蜡，高温裂解催化剂为氧化铜和镍离子的水杨酸配合物，重量比例为1：1。
将所制备可瓷化EVA无卤阻燃电缆料在平板硫化机上150℃、压力10Mpa下保压5min压片，测其性能结果见表1。
实施例2
可瓷化EVA无卤阻燃电缆料的制备包括以下步骤：(1)将无机阻燃剂110份、成瓷填料50份、硅酸盐类填充剂20份、高温裂解催化剂3份在高速混合器中混合5min，卸料备用；(2)将EVA 80份、LLDPE 20份、硅橡胶/白炭黑15份、相容剂6份、硅酮母粒3份、抗氧剂10100.2份，在150℃的密炼机中混炼3min；将步骤(1)混合好的粉状料倒入密炼机中继续混炼8min，卸料；(3)将步骤(2)混炼好的料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃,螺杆转速为100r/min条件下熔融挤出并造粒，即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料。
硅橡胶/白炭黑的重量比例为100：50，无机阻燃剂选择氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸镁晶须复配使用，重量比例为3：1：2，成瓷填料为低熔点玻璃粉、硼酸锌，重量比例为3：1，硅酸盐类填充剂为滑石粉，润滑剂为EVA蜡，高温裂解催化剂为氧化亚铜与镍离子的水杨酸苯酯配合物的混合物，重量比例为2：1。
将所制备可瓷化EVA无卤阻燃电缆料在平板硫化机上150℃、压力10Mpa下保压5min压片，测其性能结果见表1。
实施例3
可瓷化EVA无卤阻燃电缆料的制备包括以下步骤：(1)将无机阻燃剂120份、成瓷填料50份、硅酸盐类填充剂20份、高温裂解催化剂2份，在高速混合器中混合5min，卸料备用；(2)首先将EVA 100份、硅橡胶/白炭黑10份、相容剂8份、硅酮母粒3份、润滑剂1份、抗氧剂10100.2份，在150℃的密炼机中混炼3min；将步骤(1)混合好的粉状料倒入密炼机中继续混炼8min，卸料；(3)将步骤(2)混炼好的料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃,螺杆转速为100r/min条件下熔融挤出并造粒，即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料。
硅橡胶/白炭黑的重量比例为100：80，无机阻燃剂选择氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钙晶须复配使用，重量比例为2：1：3，成瓷填料为低熔点玻璃粉、硼酸，重量比例为4：1，润滑剂为EVA蜡，硅酸盐类填充剂为煅烧陶土，高温裂解催化剂为铜离子的水杨酸配合物，重量比例为1：20。
将所制备的可瓷化EVA无卤阻燃电缆料在平板硫化机上150℃、压力10Mpa下保压5min压片，测其性能结果见表1.
比较例
可瓷化EVA无卤阻燃电缆料的制备包括以下步骤：(1)将无机阻燃剂120份、成瓷填料50份、硅酸盐类填充剂20份，在高速混合器中混合5min，卸料备用；(2)首先将EVA 100份、相容剂6份、硅酮母粒3份、润滑剂1份、抗氧剂10100.2份，在150℃的密炼机中混炼3min；将步骤(1)混合好的粉状料倒入密炼机中继续混炼8min，卸料；(3)将步骤(2)混炼好的料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃,螺杆转速为100r/min条件下熔融挤出并造粒，即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料。
硅橡胶/白炭黑的重量比例为100：50，无机阻燃剂选择氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钙晶须复配使用，重量比例为2：1：3，成瓷填料为低熔点玻璃粉、硼酸，重量比例为4：1，润滑剂为EVA蜡，硅酸盐类填充剂为煅烧陶土。
将所制备的可瓷化EVA无卤阻燃电缆料在平板硫化机上150℃、压力10Mpa下保压5min压片，测其性能结果见表1。
表1
Figure BDA0001521887410000041
Figure BDA0001521887410000051

Claims (1)

1.一种可瓷化EVA无卤阻燃电缆料，制备包括以下步骤：
(1)将润滑剂1份、无机阻燃剂120份、成瓷填料40份、硅酸盐类填充剂20份，高温裂解催化剂2份在高速混合器中混合5min，卸料备用；
(2)将EVA 80份、LLDPE 20份、硅橡胶/白炭黑10份、相容剂6份、硅酮母粒2份、抗氧剂10100.2份，在150℃的密炼机中混炼3min，
(3)将步骤(1)混合好的粉状料倒入密炼机中继续混炼8min，卸料；
(4)将步骤(2)混炼好的料移至双螺杆挤出机，在挤出机温度为120～160℃,螺杆转速为100r/min条件下熔融挤出并造粒，即得到可瓷化EVA无卤阻燃电缆料；
硅橡胶/白炭黑的重量比例为100：50，相容剂为PE-g-MAH，无机阻燃剂选择氢氧化铝、氢氧化镁复配使用，重量比例为3：1，成瓷填料为低熔点玻璃粉、硼酸锌，重量比例为3：1，硅酸盐类填充剂为硅灰石粉，润滑剂为EVA蜡，高温裂解催化剂为氧化铜和镍离子的水杨酸配合物，重量比例为1：1，
将所制备可瓷化EVA无卤阻燃电缆料在平板硫化机上150℃、压力10Mpa下保压5min压片，拉伸强度11.8Mpa，断裂伸长率152％，极限氧指数32.4％，马弗炉中900℃煅烧2小时后，观察到表面坚硬、致密的淡黄色陶瓷结构，尺寸变化率为-8％，用兆欧表测量电阻为无穷大。
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