CN109438814A - 一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃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抑烟的高强度聚烯烃电缆料，涉及电缆材料领域，主要解决传统的聚烯烃电缆料不能够兼顾阻燃性能和力学性能的问题；该电缆料包括以下按照重量份的原料：聚烯烃96‑112份、氢氧化铝8‑14份、壳聚糖3‑7份、剑麻提取液5‑10份、过氧化二异丙苯1.3‑2.4份、偶联剂0.3‑0.9份、抗氧剂1.1‑1.7份、稳定剂2.3‑4.1份。本发明采用合理的配方，尤其是使用了由壳聚糖、剑麻提取物和氢氧化铝所构成的阻燃剂，在保证了电缆料阻燃性能优异的同时，也大大提升了力学性能，具有广阔的市场前景和极高的应用价值。

Description

一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆材料领域，具体是一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
聚烯烃简称PE，是乙烯烃聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差，可以通过添加相应的助剂来改善其性能。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3)的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。
为增强聚烯烃电缆料的阻燃性能，往往会在原料中添加阻燃剂，目前常见的阻燃改性的材料主要有金属氢氧化物、锑系、有机磷氮等，但上述种类的阻燃剂都存在不足之处，那就是在保证了阻燃性的同时又导致电缆料力学性能的下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，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：
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，包括以下按照重量份的原料：聚烯烃96-112份、氢氧化铝8-14份、壳聚糖3-7份、剑麻提取液5-10份、过氧化二异丙苯1.3-2.4份、偶联剂0.3-0.9份、抗氧剂1.1-1.7份、稳定剂2.3-4.1份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃101-107份、氢氧化铝10-12份、壳聚糖4-6份、剑麻提取液7-9份、过氧化二异丙苯1.7-2份、偶联剂0.4-0.8份、抗氧剂1.3-1.5份、稳定剂3.1-3.8份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃104份、氢氧化铝11份、壳聚糖5份、剑麻提取液8份、过氧化二异丙苯1.8份、偶联剂0.6份、抗氧剂1.4份、稳定剂3.5份。
作为本发明再进一步的方案：所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
作为本发明再进一步的方案：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成。
作为本发明再进一步的方案：所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在105-118℃的温度下混炼2-4min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至46-53℃继续混炼3-5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌3-6min，然后加入氢氧化铝，升温至300-310℃，继续搅拌5-8min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在42-57℃的温度下搅拌6-10min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为165-190℃。
所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料在制备电线电缆产品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用合理的配方，尤其是使用了由壳聚糖、剑麻提取物和氢氧化铝所构成的阻燃剂，在保证了电缆料阻燃性能优异的同时，也大大提升了力学性能，具有广阔的市场前景和极高的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃96份、氢氧化铝8份、壳聚糖3份、剑麻提取液5份、过氧化二异丙苯1.3份、偶联剂0.3份、抗氧剂1.1份、稳定剂2.3份。
所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成；所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
本实施例中所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在105℃的温度下混炼2min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至46℃继续混炼3min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌3min，然后加入氢氧化铝，升温至300℃，继续搅拌5min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在42℃的温度下搅拌6min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
其中所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为165℃。
实施例2
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃101份、氢氧化铝10份、壳聚糖4份、剑麻提取液7份、过氧化二异丙苯1.7份、偶联剂0.4份、抗氧剂1.3份、稳定剂3.1份。
所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成；所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
本实施例中所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在108℃的温度下混炼2min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至49℃继续混炼3.5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌5.5min，然后加入氢氧化铝，升温至305℃，继续搅拌6min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在55℃的温度下搅拌6-10min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
其中所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为180℃。
实施例3
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃104份、氢氧化铝11份、壳聚糖5份、剑麻提取液8份、过氧化二异丙苯1.8份、偶联剂0.6份、抗氧剂1.4份、稳定剂3.5份。
所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成；所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
本实施例中所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在115℃的温度下混炼3min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至50℃继续混炼4.5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌5min，然后加入氢氧化铝，升温至300℃，继续搅拌7min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在55℃的温度下搅拌6-10min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
其中所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为170℃。
实施例4
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃107份、氢氧化铝12份、壳聚糖6份、剑麻提取液9份、过氧化二异丙苯2份、偶联剂0.8份、抗氧剂1.5份、稳定剂3.8份。
所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成；所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
本实施例中所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在116℃的温度下混炼4min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至48℃继续混炼5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌4.5min，然后加入氢氧化铝，升温至305℃，继续搅拌7min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在55℃的温度下搅拌8min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
其中所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为185℃。
实施例5
一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚烯烃112份、氢氧化铝14份、壳聚糖7份、剑麻提取液10份、过氧化二异丙苯2.4份、偶联剂0.9份、抗氧剂1.7份、稳定剂4.1份。
所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成；所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
本实施例中所述阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在118℃的温度下混炼4min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至53℃继续混炼5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌6min，然后加入氢氧化铝，升温至310℃，继续搅拌8min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在57℃的温度下搅拌10min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
其中所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为190℃。
对比例1：与实施例3相比，不含壳聚糖，其他与实施例3相同。
对比例2：与实施例3相比，不含剑麻提取液，其他与实施例3相同。
对比例3：与实施例3相比，不含壳聚糖和剑麻提取液，其他与实施例3相同。
将实施例1-5与对比例1-3中的聚烯烃电缆料进行性能测试，测试结果如下表所示：
将实施例3的数据与对比例1-3的数据进行对比可以看出，在阻燃性能方面，对比例1-3在氧指数以及烟密度方面较实施例3都普遍下降，在力学性能方面，对比例1-3的拉伸强度和断裂伸长率较实施例3同样也普遍下降，其中对比例3的降低尤为明显，由此可见，本发明是在各组分协同作用下发挥功效的，尤其是增效组分壳聚糖和剑麻提取物，在提升阻燃性能和力学性能上发挥着十分重要的作用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚烯烃96-112份、氢氧化铝8-14份、壳聚糖3-7份、剑麻提取液5-10份、过氧化二异丙苯1.3-2.4份、偶联剂0.3-0.9份、抗氧剂1.1-1.7份、稳定剂2.3-4.1份。
2.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚烯烃101-107份、氢氧化铝10-12份、壳聚糖4-6份、剑麻提取液7-9份、过氧化二异丙苯1.7-2份、偶联剂0.4-0.8份、抗氧剂1.3-1.5份、稳定剂3.1-3.8份。
3.根据权利要求2所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚烯烃104份、氢氧化铝11份、壳聚糖5份、剑麻提取液8份、过氧化二异丙苯1.8份、偶联剂0.6份、抗氧剂1.4份、稳定剂3.5份。
4.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，所述剑麻提取液的制备方法如下：取剑麻鲜叶，捣碎，加入体积浓度为1％盐酸甲醇提取液混合搅拌，在低温避光环境下浸提两次，合并两次提取液，然后再进行超声波处理助溶，辅助提取，最后再低温离心滤出残渣，即得剑麻提取液。
5.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂由2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和硫代二丙酸二月桂酯按照重量比3:1混合而成。
7.根据权利要求1所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料，其特征在于，所述稳定剂为锡锑复合稳定剂。
8.一种如权利要求1-7任一所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取聚烯烃，放入到密炼机中，在105-118℃的温度下混炼2-4min，然后加入过氧化二异丙苯混合均匀，降温至46-53℃继续混炼3-5min，得到第一混合物；
2)将壳聚糖和剑麻提取液混合，在常温环境下搅拌3-6min，然后加入氢氧化铝，升温至300-310℃，继续搅拌5-8min，得到阻燃剂；
3)将阻燃剂、偶联剂、抗氧剂、稳定剂和第一混合物加入到搅拌机中，在42-57℃的温度下搅拌6-10min，得到第二混合物；
4)将第二混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒，然后烘干即得。
9.根据权利要求8所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中双螺杆挤出机的挤出温度为165-190℃。
10.如权利要求1-7任一所述的阻燃抑烟的高强度聚烯烃电缆料在制备电线电缆产品中的应用。
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