CN108276677A - 一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯100‑110份、乙烯‑辛烯共聚物33‑37份、马来酸酐接枝聚丙烯9‑13份、气相白炭黑3‑6份、抗氧剂1‑2份、氢氧化镁13‑17份、枫香脂0.3‑0.7份、炉甘石2‑3份、聚乙烯蜡2‑5份、硬脂酸钙1‑2份、滑石粉4‑8份、煅烧陶土8‑12份。本发明还公开了所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法。本发明制备的聚丙烯电缆料力学性能表现良好，且具有优异的阻燃性能，有利于拓展聚丙烯电缆料的应用领域，具有广阔的市场前景。

Description

一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电线电缆技术领域，具体是一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
电线电缆行业是我国经济建设重要的配套产业，广泛应用于国民经济各个领域，电线电缆是输送电能、传递信息和制造各种电机、电器、仪表、汽车、机床等设备所不可缺少的基础器材，电线电缆为电力行业和通信产业提供基础设施，占据着我国电工行业1/4的产值，是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。
电线电缆的种类很多，聚丙烯电缆料就是其中的一种。聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，广泛应用于电线电缆、建筑材料、汽车工业、家用电器、包装材料等方面。然而聚丙烯阻燃性能差，极易燃烧，其极限氧指数(LOI)为18.5，遇火燃烧时发热量高、燃烧速度快、并伴有发烟、滴落等现象，限制了它在许多领域的应用。因此，如何提高聚丙烯电缆料的阻燃性能，成为聚丙烯电缆料生产领域的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯100-110份、乙烯-辛烯共聚物33-37份、马来酸酐接枝聚丙烯9-13份、气相白炭黑3-6份、抗氧剂1-2份、氢氧化镁13-17份、枫香脂0.3-0.7份、炉甘石2-3份、聚乙烯蜡2-5份、硬脂酸钙1-2份、滑石粉4-8份、煅烧陶土8-12份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯103-107份、乙烯-辛烯共聚物34-36份、马来酸酐接枝聚丙烯10-12份、气相白炭黑4-5份、抗氧剂1.2-1.8份、氢氧化镁14-16份、枫香脂0.4-0.6份、炉甘石2.3-2.7份、聚乙烯蜡3-4份、硬脂酸钙1.1-1.7份、滑石粉5-7份、煅烧陶土9-11份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯105份、乙烯-辛烯共聚物35份、马来酸酐接枝聚丙烯11份、气相白炭黑5份、抗氧剂1.5份、氢氧化镁15份、枫香脂0.5份、炉甘石2.4份、聚乙烯蜡3份、硬脂酸钙1.3份、滑石粉6份、煅烧陶土10份。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2-3h，出料，获得枫香脂分散液；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在200-300rpm下搅拌混合30-40min，然后送入超声波处理器中，超声处理30-40min，获得混合物A，备用；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在300-500rpm下搅拌混合25-30min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合7-10min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合5-8min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合12-15min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤1）中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的20-25倍。
作为本发明再进一步的方案：步骤1）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）中，所述超声处理的频率为30-50kHz。
上述聚丙烯电缆料在制备电线电缆产品中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的聚丙烯电缆料力学性能表现良好，能够满足市场需求，且具有优异的阻燃性能，能够提高电缆料在使用过程中的安全性，由于弥补了聚丙烯电缆料易燃烧的缺陷，因此本发明制备的聚丙烯电缆料有利于拓展聚丙烯电缆料的应用领域，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯100份、乙烯-辛烯共聚物33份、马来酸酐接枝聚丙烯9份、气相白炭黑3份、抗氧剂1份、氢氧化镁13份、枫香脂0.3份、炉甘石2份、聚乙烯蜡2份、硬脂酸钙1份、滑石粉4份、煅烧陶土8份。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2h，出料，获得枫香脂分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的20倍，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在200rpm下搅拌混合30min，然后送入超声波处理器中，超声处理30min，获得混合物A，备用，其中，所述超声处理的频率为30kHz；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在300rpm下搅拌混合25min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合7min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合5min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合12min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例2
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯103份、乙烯-辛烯共聚物34份、马来酸酐接枝聚丙烯10份、气相白炭黑5份、抗氧剂1.8份、氢氧化镁16份、枫香脂0.4份、炉甘石2.3份、聚乙烯蜡4份、硬脂酸钙1.7份、滑石粉5份、煅烧陶土11份。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2.5h，出料，获得枫香脂分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的21倍，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在200rpm下搅拌混合32min，然后送入超声波处理器中，超声处理35min，获得混合物A，备用，其中，所述超声处理的频率为30kHz；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在400rpm下搅拌混合26min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合8min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合6min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合12min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例3
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯105份、乙烯-辛烯共聚物35份、马来酸酐接枝聚丙烯11份、气相白炭黑5份、抗氧剂1.5份、氢氧化镁15份、枫香脂0.5份、炉甘石2.4份、聚乙烯蜡3份、硬脂酸钙1.3份、滑石粉6份、煅烧陶土10份。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2.5h，出料，获得枫香脂分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的23倍，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在300rpm下搅拌混合35min，然后送入超声波处理器中，超声处理35min，获得混合物A，备用，其中，所述超声处理的频率为40kHz；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在400rpm下搅拌混合27min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合8min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合6min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合13min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例4
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯107份、乙烯-辛烯共聚物36份、马来酸酐接枝聚丙烯12份、气相白炭黑4份、抗氧剂1.2份、氢氧化镁14份、枫香脂0.6份、炉甘石2.7份、聚乙烯蜡3份、硬脂酸钙1.1份、滑石粉7份、煅烧陶土9份。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2.5h，出料，获得枫香脂分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的24倍，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在300rpm下搅拌混合35min，然后送入超声波处理器中，超声处理40min，获得混合物A，备用，其中，所述超声处理的频率为40kHz；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在400rpm下搅拌混合28min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合9min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合7min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合14min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
实施例5
一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯110份、乙烯-辛烯共聚物37份、马来酸酐接枝聚丙烯13份、气相白炭黑6份、抗氧剂2份、氢氧化镁17份、枫香脂0.7份、炉甘石3份、聚乙烯蜡5份、硬脂酸钙2份、滑石粉8份、煅烧陶土12份。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
本实施例中，所述阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理3h，出料，获得枫香脂分散液，其中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的25倍，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在300rpm下搅拌混合40min，然后送入超声波处理器中，超声处理40min，获得混合物A，备用，其中，所述超声处理的频率为50kHz；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在500rpm下搅拌混合30min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合10min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合8min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合15min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
对比例1
与实施例3相比，不含枫香脂，其他与实施例3相同。
对比例2
与实施例3相比，不含炉甘石，其他与实施例3相同。
对比例3
与实施例3相比，不含枫香脂和炉甘石，其他与实施例3相同。
对实施例3及对比例1-3所制备的聚丙烯电缆料进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1 性能测试表
组别 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 极限氧指数（%）
实施例3 19.3 275 35.7
对比例1 18.9 268 30.8
对比例2 19.5 280 31.2
对比例3 19.2 283 29.5
从以上结果中可以看出，本发明制备的聚丙烯电缆料力学性能表现良好，能够满足市场需求，且具有优异的阻燃性能，能够提高电缆料在使用过程中的安全性，由于弥补了聚丙烯电缆料易燃烧的缺陷，因此本发明制备的聚丙烯电缆料有利于拓展聚丙烯电缆料的应用领域，具有广阔的市场前景。
另外，从实施例3与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过加入枫香脂和炉甘石，枫香脂和炉甘石相互配合，有利于提高聚丙烯电缆料的阻燃性能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯100-110份、乙烯-辛烯共聚物33-37份、马来酸酐接枝聚丙烯9-13份、气相白炭黑3-6份、抗氧剂1-2份、氢氧化镁13-17份、枫香脂0.3-0.7份、炉甘石2-3份、聚乙烯蜡2-5份、硬脂酸钙1-2份、滑石粉4-8份、煅烧陶土8-12份。
2.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯103-107份、乙烯-辛烯共聚物34-36份、马来酸酐接枝聚丙烯10-12份、气相白炭黑4-5份、抗氧剂1.2-1.8份、氢氧化镁14-16份、枫香脂0.4-0.6份、炉甘石2.3-2.7份、聚乙烯蜡3-4份、硬脂酸钙1.1-1.7份、滑石粉5-7份、煅烧陶土9-11份。
3.根据权利要求2所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，由以下按照重量份的原料制成：聚丙烯105份、乙烯-辛烯共聚物35份、马来酸酐接枝聚丙烯11份、气相白炭黑5份、抗氧剂1.5份、氢氧化镁15份、枫香脂0.5份、炉甘石2.4份、聚乙烯蜡3份、硬脂酸钙1.3份、滑石粉6份、煅烧陶土10份。
4.根据权利要求1所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂DNP。
5.一种如权利要求1-4任一所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1）称取枫香脂，粉碎，送入球磨机中，采用乙醇水溶液作为球磨液，球磨处理2-3h，出料，获得枫香脂分散液；
2）称取炉甘石和硬脂酸钙，合并后，投入至枫香脂分散液中，在200-300rpm下搅拌混合30-40min，然后送入超声波处理器中，超声处理30-40min，获得混合物A，备用；
3）称取滑石粉和煅烧陶土，合并后，在300-500rpm下搅拌混合25-30min，出料，获得混合物B；
4）称取聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，投入至高速混合机中，高速混合7-10min，获得混合物C；
5）称取抗氧剂和聚乙烯蜡，将抗氧剂、聚乙烯蜡和混合物A一起投入至混合物C中，继续混合5-8min，获得混合物D；
6）称取气相白炭黑和氢氧化镁，将气相白炭黑、氢氧化镁和混合物B一起投入至混合物D中，继续混合12-15min，出料，获得混合物E；
7）将混合物E送入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即可。
6.根据权利要求5所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述乙醇水溶液的加入量为枫香脂总重量的20-25倍。
7.根据权利要求6所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为50%。
8.根据权利要求5所述的阻燃性能优异的聚丙烯电缆料的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述超声处理的频率为30-50kHz。
9.如权利要求1-4任一所述的聚丙烯电缆料在制备电线电缆产品中的用途。
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