CN108690257B - 用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物 - Google Patents

用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，其特征在于：所述组合物原料按重量份包括以下组分：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物40‑60份、线性低密度聚乙烯(LLDPE)20‑40份、无机氢氧化物160‑180份、相溶剂6‑20份、增效剂1‑5份、稳定剂0.5‑1.5份；可提高材料的耐热性，其工作温度可高达90℃以上，同时减少工艺消耗,降低制造成本，并具有优异的机械性能和加工性能，可回收，对环境无污染。

Description

用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物
技术领域
本发明涉及电缆材料，特别涉及用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物。
背景技术
目前主要用作电缆绝缘材料的交联聚乙烯是不仅具有优异耐热性、耐化学性等还具有优异电特性的热固性树脂。交联聚乙烯的方案包括通过使用有机过氧化物或硅烷作为介质的化学反应进行的交联(专利号6284178)和辐射交联(专利号4426497)等，且使用有机过氧化物的交联聚乙烯已被最广泛地用在电缆工业中。交联工序是使用有机过氧化物生产交联聚乙烯电缆的工艺所必需的，在交联工序中，需要进行高压和高温，因此导致生产力显著降低，且加工条件的小变化也可能导致交联度的差异，以致产物的均匀性可能降低。另外，在交联工序期间，通过高温加热分解有机过氧化物以生成自由基，从而完成交联反应，生成作为交联反应副产物的枯醇、甲烷等，从而形成绝缘体中的气泡。而为了除去气泡，必须施加5atm或更高的高压，而未除去的气泡也可能导致电缆绝缘体破损。更重要的是，由于交联聚乙烯树脂是热固性树脂，其处理有困难而不可回收，导致了环境污染。因此，需要使用环境友好型非交联热塑性聚乙烯；然而与交联聚乙烯树脂相比，非交联热塑性聚乙烯其耐热性显著不足，因此非交联热塑性聚乙烯树脂在用作电缆绝缘体方面有局限性。现有的非交联绝缘电缆材料最高工作温度只能达到70度。而含卤的阻燃材料通常由含卤聚合物添加卤素阻燃剂，或者不含卤素的聚烯烃添加卤素阻燃剂组合而成，其阻燃机理主要是:燃烧时，卤素阻燃材料会释放出HCI,捕获聚合物材料燃烧过程中生成的并能促进燃烧链锁氧化反应的自由基OH，抑制燃烧氧化反应。另一方面，无卤的阻燃材料通常由聚烯烃添加无机阻燃填充剂(如Al(OH)3Mg(OH)2,等)组成，其阻燃机理主要是:燃烧时，填加在无卤材料里的阻燃填充剂Al(OH)3、Mg(OH)2受热分解释放出结晶水，并吸收大量热量，抑制燃烧聚合物的温度上升，从而阻止燃烧。但在实际的应用中，大量阻燃填充剂的加人虽然提高了材料的阻燃性能，却严重降低了材料的机械性能和加工性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，可提高材料的耐热性，其工作温度可高达90℃以上，同时减少工艺消耗,降低制造成本，并具有优异的机械性能和加工性能，可回收，对环境无污染。
本发明的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-60份、聚乙烯20-40份、无机氢氧化物160-180份、相溶剂6-20份、增效剂1-5份、稳定剂0.5-1.5份；
进一步，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、聚乙烯30份、无机氢氧化物170份、相溶剂12份、增效剂2份、稳定剂0.8份；
进一步，所述无机氢氧化物为Mg(OH)2或AL(OH)3；
进一步，所述增效剂为润滑剂或/和抗氧剂中的一种或两种以上混合物；
进一步，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或两种以上混合物；
进一步，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、双酚A中的一种或两种以上混合物；
进一步，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；
进一步，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
本发明的有益效果：本发明的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，可提高材料的耐热性，其工作温度可高达90℃以上，同时减少工艺消耗,降低制造成本，并具有优异的机械性能和加工性能，可回收，对环境无污染。
具体实施方式
实施例一
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、聚乙烯20份、Mg(OH)2 160份、相溶剂6份、润滑剂1份、稳定剂0.5份。
本实施例中，所述润滑剂为硬脂酸钙，本实施例中，按照同等重量份将硬脂酸钙替换为硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种，或者替换为硬脂酸钙与硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
实施例二
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、聚乙烯40份、AL(OH)3180份、相溶剂20份、润滑剂5份、稳定剂1.5份。
本实施例中，所述润滑剂为硬脂酸钡，本实施例中，按照同等重量份将硬脂酸钡替换为硬脂酸钙、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种，或者替换为硬脂酸钙与硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
实施例三
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、聚乙烯40份、Mg(OH)2 160份、相溶剂20份、润滑剂1份、稳定剂1.5份。
本实施例中，所述润滑剂为聚乙烯蜡，本实施例中，按照同等重量份将聚乙烯蜡替换为硬脂酸钡、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种，或者替换为硬脂酸钙与硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
实施例四
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、聚乙烯25份、AL(OH)3165份、相溶剂15份、增效剂5份、稳定剂0.8份。
本实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂1010，本实施例中，按照同等重量份将抗氧剂1010替换为抗氧剂DLTP、双酚A中的一种，或者按照同等重量份替换为抗氧剂1010与抗氧剂DLTP、双酚A的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
实施例五
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-60份、聚乙烯20-40份、Mg(OH)2或AL(OH)3160-180份、相溶剂6-20份、增效剂1-5份、稳定剂0.5-1.5份。
本实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂DLTP，本实施例中，按照同等重量份将抗氧剂DLTP替换为抗氧剂1010、双酚A中的一种，或者按照同等重量份替换为抗氧剂DLTP与抗氧剂1010、双酚A的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
实施例六
本实施例的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、聚乙烯30份、无机氢氧化物170份、相溶剂12份、增效剂2份、稳定剂0.8份。
本实施例中，所述抗氧剂为双酚A，本实施例中，按照同等重量份将双酚A替换为抗氧剂DLTP、抗氧剂1010中的一种，或者按照同等重量份替换为双酚A与抗氧剂DLTP、抗氧剂1010的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述稳定剂为钙锌复合稳定剂；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
本发明的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物的性能如下表：
Figure BDA0001685737510000051
Figure BDA0001685737510000061
上述实施例中，为了增强效果，还可加入水滑石2-8份、钼酸铵5-10份、乙酰丙酮镍1-3份以增强阻烟效果并改善拉伸强度和断裂伸长率，可进一步加入0.5-1份硬脂酸锌与水滑石协同增效。
其中，所述水滑石通过下述方式处理：将纳米水滑石料浆在80℃的水浴温度下，逐渐加入含有二硬脂酸铝的无水乙醇，二硬脂酸铝在无水乙醇中的重量百分比为4％，搅拌60分钟后，抽滤，80℃下烘干。
还可加入环氧大豆油1-5份、Sb2O3 1-3份、超细碳酸钙1-3份、PE蜡1-3份、硬脂酸1-3份，所述环氧大豆油的环氧值6.2以上，所述超细碳酸钙为5.5μm，2 500目，所述Sb2O3质量分数99％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，其特征在于：所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-60份、聚乙烯20-40份、无机氢氧化物160-180份、相容 剂6-20份、增效剂1-5份、稳定剂0.5-1.5份、水滑石2-8份、钼酸铵5-10份、乙酰丙酮镍1-3份、0.5-1份硬脂酸锌、环氧大豆油1-5份、Sb2O31-3份、超细碳酸钙1-3份、PE蜡1-3份、硬脂酸1-3份，所述环氧大豆油的环氧值6.2以上，所述超细碳酸钙为5.5μm，2 500目，所述Sb2O3质量分数99％； 所述稳定剂为钙锌复合稳定剂，
所述水滑石通过下述方式处理：将纳米水滑石料浆在80℃的水浴温度下，逐渐加入含有二硬脂酸铝的无水乙醇，二硬脂酸铝在无水乙醇中的重量百分比为4％，搅拌60分钟后，抽滤，80℃下烘干；
所述无机氢氧化物为Mg(OH)2或AL(OH)3；所述增效剂为润滑剂或/和抗氧剂中的一种或两种以上混合物；所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸、聚乙烯蜡中的一种或两种以上混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂DLTP、双酚A中的一种或两种以上混合物；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯LLDPE。
2.根据权利要求1所述的用于电缆的耐热无卤低烟阻燃的非交联聚烯烃组合物，其特征在于：所述组合物原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份、聚乙烯30份、无机氢氧化物170份、相容剂 12份、增效剂2份、稳定剂0.8份。
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