CN109749217A - 一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，按重量比计，包括如下组成部分：乙烯‑醋酸乙烯共聚物(EVA)5～10％；乙烯‑辛烯共聚物(POE)1～10％；聚乙烯(PE)1～10％；乙烯丙烯酸乙酯(EEA)1～8％；相容剂1～10％；阻燃剂40～70％；抗氧剂1～8％；其他助剂0～5％；惰性填料10～40％。本发明所提供的电缆料具有耐温等级125℃、机械性能高、阻燃性能好、加工性能优良等特点。

Description

一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料 及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体涉及一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料及其制备方法。

背景技术

根据消防部门的统计，我国发生的火灾中，因电气引起的火灾占一半左右。在电气火灾中，由于电线电缆的老化和过载使用引起的火灾占较大比例，同时，因火灾时引燃电线电缆中可燃绝缘和护套材料，致使火灾事故进一步扩大。电线电缆绝缘和护套材料的燃烧散发出的有毒气体会造成大量的人员伤亡，并阻碍消防人员的灭火。如若引至消防设备的电源线路被烧毁，则干扰了相关设备的正常运行，延误了灭火时间，从而造成更大有生命财产损失。低烟无卤阻燃的主要特征为所有的材料中不含卤素，且在燃烧时释放的烟雾量很少。如果把在30min可致人死亡的气体浓度的毒性判定为1的话，那么聚氯乙烯的毒性指数为15.01，而无卤聚烯烃的毒性指数为0.79。

透光率为70％时，人的裸视分辨物象的能力只有5m左右。

聚氯乙烯燃烧时所发出的烟的透光率在15％以下，即人在此浓度的烟里，其裸视距离仅为2m左右。浓烟的另一个特征是随热气流传播异常迅速，速度可达20m/mi以上。

用低烟无卤阻燃绝缘电线代替聚氯乙烯绝缘电线已是一种市场趋势。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现在国内能达到70年寿命要求的建筑用布线电缆料方面技术的不足，提供了一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，具有耐温等级125℃、机械性能高、阻燃性能好、加工性能优良等特点。

本发明的目的之二在于：提供上述70年寿命要求的建筑用布线电缆料的制备方法。

为了实现本发明的目的之一，所采用的技术方案是：

一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，按重量比计，包括如下组成部分：

在本发明的一个优选实施例中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为 VA含量在25～28％，熔融指数在3～8g/10min(190℃，2.16kg)；的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为VA含量在25～28％，熔融指数在3～8g/10min(190℃， 2.16kg)，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物包括扬子巴斯夫的6110MC、美国杜邦的265中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的乙烯-辛烯共聚物(POE)的熔融指数在1～10g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度大于5MPa，断裂伸长率大于800％；所述的乙烯-辛烯共聚物包括日本三井化学的DF610、美国陶氏的 POE8480、埃克森美孚的POE8210中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯 (LLDPE)；所述的聚乙烯包括埃克森美孚的XL105、日本石化的AF2320、日本普瑞曼的SP2023中的任意一种或多种。

线性低密度聚乙烯具有较高的软化温度和熔融温度，并且其强度大、韧性好、有良好的耐环境应力开裂性和耐化学液体的能力。

在本发明的一个优选实施例中，所述的乙烯丙烯酸乙酯(EEA)中的树脂EA含量在10～18％，熔融指数在1～2g/10min(190℃，2.16kg)；所述的乙烯丙烯酸乙酯包括美国杜邦2116AC、美国陶氏EA100、法国阿科玛2200中的任意一种或多种。

乙烯丙烯酸乙酯(EEA)对应力断裂、冲击、和弯曲疲劳有较强的抵抗力；较高的摩擦系数；较好的低温性能以及更低的熔点。

在本发明的一个优选实施例中，所述的相容剂为马来酸酐接枝POE或马来酸酐接枝PE中的任意一种或多种。优选马来酸酐接枝的PE。

在本发明的一个优选实施例中，所述的相容剂包括华都科技的HD900E、深圳帕斯特的A1068、南京朗盛的LS-102L中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的阻燃剂为镁铝阻燃剂。

在本发明的一个优选实施例中，所述的镁铝阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝的混合，其平均粒径为0.8-3μm。

在本发明的一个优选实施例中，所述的镁铝阻燃剂中，氢氧化铝和氢氧化镁比例为3:1。

所述氢氧化镁和氢氧化铝是经过表面改性处理的，用于氢氧化镁和氢氧化铝改性的改性剂为硅烷偶联剂，其通式为RSiX3，式中R代表与高分子有亲和力或反应能力的活性官能团(如：氧基、乙烯基、氨丙基等)；X代表能够水解的烷氧基(如：卤素、酰氧基等)。

在本发明的一个优选实施例中，所述的氢氧化铝包括巴斯夫永邦锆业h-wf-1中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的氢氧化镁包括艾特克Aitemag10、Aitemag12中的任意一种或多种。

在本发明的一个优选实施例中，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的任意两种的组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂 1098、抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DLTP中的任意两种的组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述的抗氧剂为重量比在0.5:1.5：(3～5) 范围内的四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三(2,4-二叔丁基苯酚)亚磷酸酯与N-N’-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基) 己二胺的复合抗氧剂。

在本发明的一个优选实施例中，所述的其他助剂，按重量比计，包括如下组分：

抗滴落剂0～0.5％；

润滑剂0.5～4％；

在本发明的一个优选实施例中，所述的其他助剂还包括色母色粉。

在本发明的一个优选实施例中，所述的抗滴落剂为PTFE。

在本发明的一个优选实施例中，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、芥酸酰胺、硅酮母粒中的一种或任意两种以上的混合，优选硅酮母粒，添加重量份的0.5～4％。

在本发明的一个优选实施例中，所述的其他惰性填料为碳酸钙、滑石粉、有机蒙脱土和钛白粉中的任意一种或多种。优选碳酸钙，粒径在10～1300目之间，添加重量份的10～40％。

为了实现本发明的目的之二，所采用的技术方案是：

一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照重量比例准备好相应的原材料；

(2)按照不同类型的原料将树脂、粉体阻燃剂和抗氧剂小料分别从不同的失重称投入，在相应的高混锅里混合3分钟后按照相应比例往双螺杆中投料；

(3)双螺杆剪切、啮合之后将塑化好的材料从双螺杆机头投入到后方单螺杆挤出机，双螺杆温度90～150℃、转速100～400rpm，单螺杆温度120～160℃、转速10～50rpm；

(4)单螺杆的机头使用风冷切粒机造粒，之后将切好的粒子输送至振动筛后即可制得本发明所述的建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在普通耐温等级125℃的基础上，根据标准JG/T441-2014《额定电压450/750V及以下双层共挤绝缘辐照交联无卤低烟阻燃电线》中外绝缘的标准要求，设计了一个可以通过七十年寿命评定的电缆料。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。

表1：对比例及实施例及重量百分配比(％)。

表1

上述实施例的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照重量比例准备好相应的原材料；

(2)按照不同类型的原料将树脂、粉体阻燃剂和抗氧剂小料分别从不同的失重称投入，在相应的高混锅呢混合3分钟后按照相应比例往双螺杆中投料；

(3)双螺杆剪切、啮合之后将塑化好的材料从双螺杆机头投入到后方单螺杆挤出机，双螺杆温度90～150℃、转速100～400rpm，单螺杆温度120～160℃、转速10～50rpm；

(4)单螺杆的机头使用风冷切粒机造粒，之后将切好的粒子输送至振动筛后即可制得本发明所述的建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料。

上述对比例的制备方法同实施例。

表2：实施例性能结果。

表2

从表2的实施例1～5的各项性能可以看出，本发明用于70年寿命建筑布电线电缆料，完全符合国家标准、其他行标以及外国标准。

根据标准JG/T441-2014《额定电压450/750V及以下双层共挤绝缘辐照交联无卤低烟阻燃电线》要求建筑布电线电缆料需要通过一个寿命试验的评定，具体方法是耐温等级125℃的电缆料需要通过180±3℃×168h的老化试验。要求老化后的试样断裂伸长率的保留率不应小于断裂伸长率原始值的 50％。

表3：对比例1、2和实施例1～5寿命试验结果对比。

表3

从表3可见，对比例1、2在寿命试验中完全脆化，说明该种电缆料无法在建筑布电线应用中耐受70年使用寿命。

实施例1～5中随着抗氧剂1098的含量相应减少，180℃老化后断裂伸长率保留率也在下降，但都在标准要求的50％范围内，根据成本的要求可以考虑在本发明的范围内按实际需求和成本需要来采用不同的配方。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书定义的范围。

Claims (12)

1.一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，按重量比计，包括如下组成部分：

2.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为VA含量在25～28％，熔融指数在3～8g/10min(190℃，2.16kg)，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物包括扬子巴斯夫的6110MC、美国杜邦的265中的任意一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的乙烯-辛烯共聚物(POE)的熔融指数在1～10g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度大于5MPa，断裂伸长率大于800％；所述的乙烯-辛烯共聚物包括日本三井化学的DF610、美国陶氏的POE8480、埃克森美孚的POE8210中的任意一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯(LLDPE)；所述的聚乙烯包括埃克森美孚的XL105、日本石化的AF2320、日本普瑞曼的SP2023中的任意一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的乙烯丙烯酸乙酯(EEA)中的树脂EA含量在10～18％，熔融指数在1～2g/10min(190℃，2.16kg)；所述的乙烯丙烯酸乙酯包括美国杜邦2116AC、美国陶氏EA100、法国阿科玛2200中的任意一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝POE或马来酸酐接枝PE中的任意一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的阻燃剂为镁铝阻燃剂。

8.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的任意两种的组合。

9.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的其他助剂，按重量比计，包括如下组分：

抗滴落剂0～0.5％；

润滑剂0.5～4％。

10.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的其他助剂还包括色母色粉。

11.如权利要求1所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料，其特征在于，所述的惰性填料为碳酸钙、滑石粉、有机蒙脱土和钛白粉中的任意一种或多种。

12.如权利要求1-11任意一项所述的一种建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照重量比例准备好相应的原材料；

(2)按照不同类型的原料将树脂、粉体阻燃剂和抗氧剂小料分别从不同的失重称投入，在相应的高混锅里混合3分钟后按照相应比例往双螺杆中投料；

(3)双螺杆剪切、啮合之后将塑化好的材料从双螺杆机头投入到后方单螺杆挤出机，双螺杆温度90～150℃、转速100～400rpm，单螺杆温度120～160℃、转速10～50rpm；

(4)单螺杆的机头使用风冷切粒机造粒，之后将切好的粒子输送至振动筛后即可制得本发明所述的建筑布电线用70年寿命辐照交联低烟无卤外绝缘电缆料。