CN110396241A - 一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，由以下重量份数的组分制成：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10‑15份、线型低密度聚乙烯树脂4‑10份、乙烯‑辛烯共聚物8‑13份、马来酸酐接枝聚乙烯树脂2.5‑15份、硅烷偶联剂0.4‑2.4份、润滑剂0.6‑2份、抗氧剂0.2‑0.8份、交联剂0.4‑1.7份、纳米氢氧化铝25‑56份、纳米氢氧化镁8‑18份、复合协效阻燃剂8‑20份，其中，所述复合增效阻燃剂为海泡石负载纳米氢氧化铝和海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。本发明采用纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁为阻燃剂，配合采用海泡石负载纳米氢氧化铝和海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体作为复合协效阻燃剂，具有阻燃性能好、机械强度和加工性能良好、使用寿命长等综合效果，具有较好的经济效益。

Description

一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料
技术领域
本发明涉及电缆料生产技术领域，具体涉及一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料。
背景技术
近年来，随着国家对环保与安全的重视，对于大型公共场所使用的电力电缆的阻燃性能也提出了更高的要求。为此，低烟无卤阻燃电缆材料应运而生。现有的低烟无卤阻燃电缆材料通常以聚烯烃为基体树脂，采用氢氧化铝和氢氧化镁作为无机阻燃剂，氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃机理如下：氢氧化铝和氢氧化镁的加入，使可燃性高聚物的浓度下降；氢氧化铝和氢氧化镁在300℃以上脱水吸热，抑制高聚物的温度升高；氢氧化铝和氢氧化镁脱水放出的水汽稀释可燃性气体和氧气的浓度，可阻止燃烧，氢氧化铝和氢氧化镁脱水后在可燃物表面生成金属氧化物保护层，起隔离作用，可进一步阻止其继续燃烧。然而由于氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃效率较差，其添加量需要特别高时才能赋予被阻燃材料理想的阻燃性能，但添加量过大必然会导致聚合物基体的物理机械性能和加工性能降低，影响材料的使用性能。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，能够提高产品的阻燃效率，提升电缆的阻燃性能，有效减轻由于其添加量过大导致的电缆材料机械性能和使用性能下降程度，进一步延长电缆的使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，由以下重量份数的组分制成：
其中，所述复合增效阻燃剂为海泡石负载纳米氢氧化铝和海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。
进一步的，所述复合增效阻燃剂中，海泡石负载纳米氢氧化铝与海泡石负载纳米氢氧化镁的质量百分比分别为(50-75)％和(25-50)％。
进一步的，复合协效阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
A.向海泡石粉中加入适量浓盐酸中，搅拌2h后，过滤，用去离子水反复洗涤，干燥，得到酸活化海泡石；
B.配制一定浓度的硝酸铝溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加一定量的氨水溶液，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化铝粉体；
C.配制一定浓度的氯化镁溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加一定量的氨水溶液，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化镁粉体；
D.将步骤B和步骤C分别得到的两种粉体按一定质量比加入混合机中，在常温下搅拌混合5min，得到复合协效阻燃剂。
进一步的，步骤A中，所述海泡石粉的粒径范围为100-200目。
进一步的，优选地，步骤B中，所述酸活化海泡石和硝酸铝的质量比为18，步骤C中，所述酸活化海泡石和氯化镁的质量比为40。
进一步的，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种。
进一步的，所述润滑剂为硅酮和长链醇聚酯的一种或两种。
进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP的一种或两种。
进一步的，所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其制备方法如下：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、复合协效阻燃剂按质量配比加入混合机中，在常温下搅拌混合15min，将混合后的物料置于密炼机中，在温度为140℃下密炼20-30min后，送入单螺杆挤出机，其中单螺杆挤出机各部分的温度为，第一区130-145℃，第二区130-145℃，130-145℃，机头140-155℃，经单螺杆挤出机挤出造粒，得到低烟无卤阻燃电缆料。
本发明具有以下有益的技术效果：
1.本发明采用纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁为阻燃剂，配合采用海泡石负载纳米氢氧化铝和海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体作为复合协效阻燃剂，利用具有多通道结构的海泡石作为载体，在其通道及表面分别填充及包覆纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁，海泡石不仅具有较好的耐热性、绝缘、隔热等优异特性，而且还具有较强的吸水性，当纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁受热脱水时，其释放出的水分子能够被海泡石充分快速吸收，吸水后的海泡石可以进一步降低电缆表面的温度，因此提高了产品的阻燃效率，显著提升了电缆的阻燃性能；
2.本发明通过添加复合协效阻燃剂，可以有效减少作为阻燃剂的纳米氢氧化铝和纳米氢氧化镁的添加量，从而有效减轻由于其添加量过大导致的电缆材料机械性能和使用性能下降程度，进一步延长电缆的使用寿命；
3.本发明所制得的辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，具有阻燃性能好、机械强度和加工性能良好、使用寿命长等综合效果，由此提升了产品的价值，具有较好的经济效益。
具体实施方式
现在结合下列具体实施方式对本发明作详细的说明。
本发明所涉及的复合协效阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
A.向100-200目的海泡石粉中加入适量浓盐酸中，搅拌2h后，过滤，用去离子水反复洗涤，干燥，得到酸活化海泡石；
B.配制浓度为0.2mol/L的硝酸铝溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，其中无水乙醇与硝酸铝溶液的体积比为250:1，酸活化海泡石与硝酸铝的质量比为18，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加浓度为0.1moL/L的氨水溶液，其中氨水溶液与硝酸铝溶液的体积比为6:1，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化铝粉体；
C.配制浓度为0.2mol/L的氯化镁溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，其中无水乙醇与氯化镁溶液的体积比为250:1，酸活化海泡石与氯化镁的质量比为40，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加浓度为0.1moL/L的氨水溶液，其中氨水溶液与硝酸铝溶液的体积比为4:1，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化镁粉体；
D.将步骤B和步骤C分别得到的两种粉体按一定质量比混合后，得到复合协效阻燃剂。将该复合协效阻燃剂用于实施例1-3。
实施例1
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，由以下重量份数的组分制成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、线型低密度聚乙烯树脂4份、乙烯-辛烯共聚物8-13份、马来酸酐接枝聚乙烯树脂2.5份、硅烷偶联剂KH-550 0.4份、硅酮0.6份、抗氧剂10100.2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.4份、纳米氢氧化铝25份、纳米氢氧化镁8份、复合协效阻燃剂8份。
其中，所述复合增效阻燃剂为50％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化铝和50％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其制备方法如下：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、硅烷偶联剂KH-550、硅酮、抗氧剂1010、三烯丙基异氰脲酸酯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、复合协效阻燃剂按质量配比加入混合机中，在常温下搅拌混合15min，将混合后的物料置于密炼机中，在温度为140℃下密炼20-30min后，送入单螺杆挤出机，其中单螺杆挤出机各部分的温度为，第一区130-145℃，第二区130-145℃，130-145℃，机头140-155℃，经单螺杆挤出机挤出造粒，得到低烟无卤阻燃电缆料。
实施例2
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，由以下重量份数的组分制成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份、线型低密度聚乙烯树脂10份、乙烯-辛烯共聚物13份、马来酸酐接枝聚乙烯树脂15份、硅烷偶联剂KH-560 2.4份、硅酮2份、抗氧剂1010 0.8份、三烯丙基异氰脲酸酯1.7份、纳米氢氧化铝56份、纳米氢氧化镁18份、复合协效阻燃剂20份。
其中，所述复合增效阻燃剂为75％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化铝和25％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其制备方法如下：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、硅烷偶联剂KH-560、硅酮、抗氧剂1010、三烯丙基异氰脲酸酯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、复合协效阻燃剂按质量配比加入混合机中，在常温下搅拌混合15min，将混合后的物料置于密炼机中，在温度为140℃下密炼20-30min后，送入单螺杆挤出机，其中单螺杆挤出机各部分的温度为，第一区130-145℃，第二区130-145℃，130-145℃，机头140-155℃，经单螺杆挤出机挤出造粒，得到低烟无卤阻燃电缆料。
实施例3
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，由以下重量份数的组分制成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物13份、线型低密度聚乙烯树脂7份、乙烯-辛烯共聚物10份、马来酸酐接枝聚乙烯树脂9份、硅烷偶联剂KH-570 1.5份、长链醇聚酯1.3份、抗氧剂DLTP0.5份、三烯丙基异氰脲酸酯1.0份、纳米氢氧化铝40份、纳米氢氧化镁13份、复合协效阻燃剂14份。
其中，所述复合增效阻燃剂为60％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化铝和40％质量分数的海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。
一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其制备方法如下：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、硅烷偶联剂KH-570、长链醇聚酯、抗氧剂DLTP、三烯丙基异氰脲酸酯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、复合协效阻燃剂按质量配比加入混合机中，在常温下搅拌混合15min，将混合后的物料置于密炼机中，在温度为140℃下密炼20-30min后，送入单螺杆挤出机，其中单螺杆挤出机各部分的温度为，第一区130-145℃，第二区130-145℃，130-145℃，机头140-155℃，经单螺杆挤出机挤出造粒，得到低烟无卤阻燃电缆料。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，由以下重量份数的组分制成：
其中，所述复合增效阻燃剂为海泡石负载纳米氢氧化铝和海泡石负载纳米氢氧化镁的混合粉体。
2.如权利要求1所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述复合增效阻燃剂中，海泡石负载纳米氢氧化铝与海泡石负载纳米氢氧化镁的质量百分比分别为(50-75)％和(25-50)％。
3.如权利要求1或2所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，复合协效阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
A.向海泡石粉中加入适量浓盐酸中，搅拌2h后，过滤，用去离子水反复洗涤，干燥，得到酸活化海泡石；
B.配制一定浓度的硝酸铝溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加一定量的氨水溶液，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化铝粉体；
C.配制一定浓度的氯化镁溶液，向其中加入一定量的无水乙醇以及酸活化海泡石，并混合均匀，控制反应温度为60℃，在快速搅拌下缓慢滴加一定量的氨水溶液，滴加完毕后继续反应1h，冷却至室温，陈化12h，离心分离，用去离子水反复洗涤，烘干得到海泡石负载纳米氢氧化镁粉体；
D.将步骤B和步骤C分别得到的两种粉体按一定质量比加入混合机中，在常温下搅拌混合5min，得到复合协效阻燃剂。
4.如权利要求3所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：步骤A中，所述海泡石粉的粒径范围为100-200目。
5.如权利要求3所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：优选地，步骤B中，所述酸活化海泡石和硝酸铝的质量比为18，步骤C中，所述酸活化海泡石和氯化镁的质量比为40。
6.如权利要求1所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述润滑剂为硅酮和长链醇聚酯的一种或两种。
8.如权利要求1所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP的一种或两种。
9.如权利要求1所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于：所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种辐照交联低烟无卤阻燃电缆料，其特征在于，其制备方法如下：将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、线型低密度聚乙烯树脂、乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、复合协效阻燃剂按质量配比加入混合机中，在常温下搅拌混合15min，将混合后的物料置于密炼机中，在温度为140℃下密炼20-30min后，送入单螺杆挤出机，其中单螺杆挤出机各部分的温度为，第一区130-145℃，第二区130-145℃，130-145℃，机头140-155℃，经单螺杆挤出机挤出造粒，得到低烟无卤阻燃电缆料。
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