CN109021372A - 耐热低烟阻燃的非交联电缆材料 - Google Patents

耐热低烟阻燃的非交联电缆材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料包括乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、3‑(2‑呋喃基)丙烯酸、肉桂酸乙酯、滑石粉、线性低密度聚乙烯、马来酸酐、辛烯、N，N‑二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、磷酸三苯酯、二甲基乙缩醛、肉桂酰氯、二乙胺、三乙胺、2,3‑二甲基‑2,3‑二苯基丁烷、过氧化二苯甲酰、镁铝复合阻燃剂、V‑Si4042硅酮；由于原料及其配比合理，因而具有优异的耐热变形性和耐热老化性能，可满足使用温度为90℃～105℃的电线电缆绝缘和护套材料性能要求，通过生成和捕捉反应体系中的自由基并稳定自由基的方式，抑制反应体系中的交联，在增强材料的耐热性的同时，提高材料的柔软性、阻燃性、生产效率、挤出加工性、流动性、拉伸强度、拉伸伸长率，共混物之间相容性好，可减少工艺消耗,降低制造成本。

Description

耐热低烟阻燃的非交联电缆材料
技术领域
本发明涉及聚烯烃组合物，特别涉及一种耐热低烟阻燃的非交联电缆材料。
背景技术
目前主要用作电缆绝缘材料的交联线性低密度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。且最近，使用有机过氧化物的交联线性低密度聚乙烯已被最广泛地用在电缆工业中。然而，由于交联线性低密度聚乙烯树脂是热固性树脂，其由于处理有困难而不可回收，导致了环境污染。且交联工序是使用有机过氧化物生产交联线性低密度聚乙烯电缆的工艺所必需的，其中在交联工序中，需要进行高压和高温，因此生产力显著降低，且甚至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，其中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。为了除去气泡，应施加5atm或更高的高压，而未除去的气泡可能是导致电缆绝缘体破损的因素。因此，需要使用环境友好型非交联热塑性线性低密度聚乙烯；然而与交联线性低密度聚乙烯树脂相比，其耐热性显著不足，因此非交联热塑性线性低密度聚乙烯树脂在用作电缆绝缘体方面有局限性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，具有较好的耐热性，低烟阻燃性好，简化电缆制造工艺,减少工艺消耗，对环境无污染。
本发明的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-40份、苯乙烯4-8份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4-8份、肉桂酸乙酯4-8份、滑石粉10-20份、镁铝复合阻燃剂1-3份、V-Si4042硅酮1-3份、线性低密度聚乙烯10-20份、马来酸酐10-20份、辛烯5-10份、N，N-二甲基甲酰胺1-4份、二甲基亚砜1-4份、磷酸三苯酯1-4份、二甲基乙缩醛1-4份、肉桂酰氯2-4份、二乙胺1-3份、三乙胺1-3份、超细硼酸锌2-6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.5-2份、过氧化二苯甲酰0.5-2份；所述滑石粉粒径为2500目，粒径90％分在1-5μm之间，盐酸不溶物不小于85％，氧化镁含量不小于30％；
先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到石油醚中，在温度为35-50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为65-75℃下真空干燥，然后经温度为45-55℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为65-75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型；
进一步，所述石油醚经0.4nm分子筛脱水；
进一步，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物35份、苯乙烯6份、3-(2-呋喃基)丙烯酸6份、肉桂酸乙酯6份、滑石粉15份、镁铝复合阻燃剂2份、V-Si4042硅酮2份、线性低密度聚乙烯15份、马来酸酐15份、辛烯8份、N，N-二甲基甲酰胺2份、二甲基亚砜2份、磷酸三苯酯2份、二甲基乙缩醛2份、肉桂酰氯3份、二乙胺2份、三乙胺2份、超细硼酸锌4份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1.5份、过氧化二苯甲酰1.5份；
进一步，混合物料以170r/min的搅拌速度搅拌7分钟；双螺杆挤出机的料筒温度为140℃，模头温度为135℃，螺杆转速为50r/min；
进一步，将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到石油醚中，在温度为40℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为70℃下真空干燥，然后经温度为50℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为70℃下真空干燥。
本发明的有益效果：本发明的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，由于原料及其配比合理，因而具有优异的耐热变形性和耐热老化性能，可满足使用温度为90℃～105℃的电线电缆绝缘和护套材料性能要求，通过生成和捕捉反应体系中的自由基并稳定自由基的方式，抑制反应体系中的交联，在增强材料的耐热性的同时，提高材料的柔软性、阻燃性、生产效率、挤出加工性、、流动性、拉伸强度、拉伸伸长率，共混物之间相容性好，可减少工艺消耗,降低制造成本。
具体实施方式
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-40份、苯乙烯4-8份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4-8份、肉桂酸乙酯4-8份、滑石粉10-20份、镁铝复合阻燃剂1-3份、V-Si4042硅酮1-3份、线性低密度聚乙烯10-20份、马来酸酐10-20份、辛烯5-10份、N，N-二甲基甲酰胺1-4份、二甲基亚砜1-4份、磷酸三苯酯1-4份、二甲基乙缩醛1-4份、肉桂酰氯2-4份、二乙胺1-3份、三乙胺1-3份、超细硼酸锌2-6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.5-2份、过氧化二苯甲酰0.5-2份；所述滑石粉粒径为2500目，粒径90％分在1-5μm之间，盐酸不溶物不小于85％，氧化镁含量不小于30％；
先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为35-50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为65-75℃下真空干燥，然后经温度为45-55℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为65-75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型；通过生成和捕捉反应体系中的自由基并稳定自由基的方式，抑制反应体系中的交联，同时可降低体系中自由基之间的耦合机会，避免交联的产生，在增强材料的耐热性的同时，提高材料的柔软性、阻燃性、生产效率、挤出加工性、、流动性、拉伸强度、拉伸伸长率，共混物之间相容性好，可减少工艺消耗,降低制造成本。
本实施例中，所述石油醚经0.4nm分子筛脱水。
本实施例中，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物35份、苯乙烯6份、3-(2-呋喃基)丙烯酸6份、肉桂酸乙酯6份、滑石粉15份、镁铝复合阻燃剂2份、V-Si4042硅酮2份、线性低密度聚乙烯15份、马来酸酐15份、辛烯8份、N，N-二甲基甲酰胺2份、二甲基亚砜2份、磷酸三苯酯2份、二甲基乙缩醛2份、肉桂酰氯3份、二乙胺2份、三乙胺2份、超细硼酸锌4份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1.5份、过氧化二苯甲酰1.5份；
本实施例中，将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到石油醚中，在温度为40℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为70℃下真空干燥，然后经温度为50℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为70℃下真空干燥。
实施例一
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份、苯乙烯4份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4份、肉桂酸乙酯4份、滑石粉10份、镁铝复合阻燃剂1份、V-Si4042硅酮1份、线性低密度聚乙烯10份、马来酸酐10份、辛烯5份、N，N-二甲基甲酰胺1份、二甲基亚砜1份、磷酸三苯酯1份、二甲基乙缩醛1份、肉桂酰氯2份、二乙胺1份、三乙胺1份、超细硼酸锌2份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.5份、过氧化二苯甲酰0.5份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为35℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为65℃下真空干燥，然后经温度为45℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为65℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
实施例二
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、苯乙烯8份、3-(2-呋喃基)丙烯酸8份、肉桂酸乙酯8份、滑石粉20份、镁铝复合阻燃剂3份、V-Si4042硅酮3份、线性低密度聚乙烯20份、马来酸酐20份、辛烯10份、N，N-二甲基甲酰胺4份、二甲基亚砜4份、磷酸三苯酯4份、二甲基乙缩醛4份、肉桂酰氯4份、二乙胺3份、三乙胺3份、超细硼酸锌6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份、过氧化二苯甲酰2份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为75℃下真空干燥，然后经温度为55℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
实施例三
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份、苯乙烯4份、3-(2-呋喃基)丙烯酸8份、肉桂酸乙酯4份、滑石粉20份、镁铝复合阻燃剂1份、V-Si4042硅酮3份、线性低密度聚乙烯20份、马来酸酐10份、辛烯10份、N，N-二甲基甲酰胺1份、二甲基亚砜4份、磷酸三苯酯1份、二甲基乙缩醛4份、肉桂酰氯2份、二乙胺3份、三乙胺1份、超细硼酸锌6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.5份、过氧化二苯甲酰2份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为35℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为75℃下真空干燥，然后经温度为45℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
实施例四
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、苯乙烯8份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4份、肉桂酸乙酯8份、滑石粉10份、镁铝复合阻燃剂3份、V-Si4042硅酮1份、线性低密度聚乙烯10份、马来酸酐20份、辛烯5份、N，N-二甲基甲酰胺4份、二甲基亚砜1份、磷酸三苯酯4份、二甲基乙缩醛1份、肉桂酰氯4份、二乙胺1份、三乙胺3份、超细硼酸锌2份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份、过氧化二苯甲酰0.5份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为65℃下真空干燥，然后经温度为55℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为65℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
实施例五
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物35份、苯乙烯6份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4份、肉桂酸乙酯6份、滑石粉620份、镁铝复合阻燃剂2份、V-Si4042硅酮2份、线性低密度聚乙烯10份、马来酸酐20份、辛烯7份、N，N-二甲基甲酰胺1份、二甲基亚砜4份、磷酸三苯酯3份、二甲基乙缩醛1份、肉桂酰氯4份、二乙胺2份、三乙胺1份、超细硼酸锌6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1.5份、过氧化二苯甲酰0.5份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为70℃下真空干燥，然后经温度为45℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
实施例六
本实施例的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物35份、苯乙烯6份、3-(2-呋喃基)丙烯酸6份、肉桂酸乙酯6份、滑石粉15份、镁铝复合阻燃剂2份、V-Si4042硅酮2份、线性低密度聚乙烯15份、马来酸酐15份、辛烯7份、N，N-二甲基甲酰胺3份、二甲基亚砜3份、磷酸三苯酯3份、二甲基乙缩醛3份、肉桂酰氯3份、二乙胺2份、三乙胺2份、超细硼酸锌4份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1.5份、过氧化二苯甲酰1.5份；先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到经0.4nm分子筛脱水的石油醚中，在温度为40℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为70℃下真空干燥，然后经温度为50℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为70℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
上述实施例中，所述滑石粉粒径为2500目，粒径90％分在1-5μm之间，盐酸不溶物不小于85％，氧化镁含量不小于30％。
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 (4)

1.一种耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30-40份、苯乙烯4-8份、3-(2-呋喃基)丙烯酸4-8份、肉桂酸乙酯4-8份、滑石粉10-20份、线性低密度聚乙烯10-20份、马来酸酐10-20份、辛烯5-10份、N，N-二甲基甲酰胺1-4份、二甲基亚砜1-4份、磷酸三苯酯1-4份、二甲基乙缩醛1-4份、肉桂酰氯2-4份、二乙胺1-3份、三乙胺1-3份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷0.5-2份、过氧化二苯甲酰0.5-2份、镁铝复合阻燃剂1-3份、V-Si4042硅酮1-3份；
所述滑石粉粒径为2500目，粒径90％分在1-5μm之间，盐酸不溶物不小于85％，氧化镁含量不小于30％；
先将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到石油醚中，在温度为35-50℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为65-75℃下真空干燥，然后经温度为45-55℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为65-75℃下真空干燥，将所得产品与上述其他组分混合，于双螺杆挤出机中进行反应并挤出成型。
2.根据权利要求1所述的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，其特征在于：所述石油醚经0.4nm分子筛脱水。
3.根据权利要求2所述的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物35份、苯乙烯6份、3-(2-呋喃基)丙烯酸6份、肉桂酸乙酯6份、滑石粉15份、线性低密度聚乙烯15份、马来酸酐15份、辛烯8份、N，N-二甲基甲酰胺2份、二甲基亚砜2份、磷酸三苯酯2份、二甲基乙缩醛2份、肉桂酰氯3份、二乙胺2份、三乙胺2份、超细硼酸锌4份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1.5份、过氧化二苯甲酰1.5份、镁铝复合阻燃剂2份、V-Si4042硅酮2份；。
4.根据权利要求3所述的耐热低烟阻燃的非交联电缆材料，其特征在于：将肉桂酰氯、二乙胺和三乙胺加入到石油醚中，在温度为40℃下搅拌反应24小时后减压蒸馏，于温度为70℃下真空干燥，然后经温度为50℃的去离子水洗涤3次，最后于温度为70℃下真空干燥。
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