CN110760120A - 一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法,制备的家装电线具有高耐短路性能且成本低。本发明采用的原料为线性低密度聚乙烯、乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶、过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂。具体制备步骤是(1)混合：将过氧化物交联剂与阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中混合5min，温度在50～60℃；(2)密炼：将线性低密度聚乙烯、乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶与(1)中得到的混合粉体在密炼机中均匀混合；(3)动态硫化：经双阶挤出造粒，加工温度为110℃～150℃，挤出时间为1～2min。

Description

一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆料领域，涉及一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法。
背景技术
线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物由于具有优异的性能而经常应用于家装电线电缆料。但是家装电线在实际应用中会出现短路问题，家装电线出现短路时电缆绝缘层会脱落，容易发生触电事故，并且容易引发火灾。因此为了家庭用电安全，必须能够提高家装电线耐短路性能。
交联技术能够提高家装电线电缆料的耐短路性能，保护家庭用电安全，排除触电、火灾等安全隐患。
目前人们经常采用的交联技术有辐照交联法，但是辐照交联的技术比较复杂，且投入较大，运行防护也是比较苛刻，且交联密度不均一。本发明采用动态硫化交联技术，在电缆料双阶挤出造粒时对三元乙丙橡胶进行动态硫化，大大提高了成品线缆的耐短路性能。并且加入了阻聚剂，防止了低温下原料混合、挤出造粒过程中发生预交联，但是并不影响高温下双阶造粒时动态硫化。因此动态硫化交联技术既能够提高材料的耐短路等性能，又不影响加工性能，成本低，易操作。
发明内容
本发明提供一种操作简便、成本低的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料及其制备方法。使家装电线具有高耐短路性能，交联方法成本低、易操作，并且防止了原料混合、挤出造粒过程中发生预交联。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：采用的原料为线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶、过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂。
一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：按照质量份数，所述的原料组分为线性低密度聚乙烯5～10、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30～40、三元乙丙橡胶10～20、过氧化物交联剂0.5～1、阻燃剂50～65、润滑剂1～5、相容剂5～10、抗氧剂1～5、阻聚剂0.1～0.5。所述的线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm3；所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的质量分数为10％-35％。所述的三元乙丙橡胶中乙烯、丙烯、非共轭二烯的摩尔比为35～50:40～55：12～16。
所述的过氧化物交联剂是DCP、BPO、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷(即双二五)中的一种或几种。
所述的阻燃剂是聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸酯、硼酸锌中的一种或几种。
所述的润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、EVA蜡中的一种或几种。
所述的相容剂是马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、中的一种或几种。
所述的抗氧剂是酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
为了防止电缆料在共混、密炼过程中发生预交联，本发明配方中加入阻聚剂。
一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料的制备方法，步骤如下：
混合：将过氧化物交联剂与阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中混合5min，温度在50～60℃。
密炼：将线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶与(1)中混合的粉体在密炼机中均匀混合，
动态硫化：双阶挤出造粒，加工温度为110℃～150℃，挤出时间为1～2min。
本发明创新性的利用动态硫化技术使得电缆料获得了较高的耐短路性能，并且力学性能等也有较大的提升；在配方中创新性的加入了阻聚剂，防止了低温下原料混合、挤出造粒过程中发生预交联，但是并不影响高温下双阶造粒时的动态交联。
具体实施方式
为了详细说明本发明的内容及意义，以下结合具体实施例予以说明。
对比例1
混合：将阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂在搅拌机中混合5min，温度在50～60℃。质量组分如下：阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
对比例1中的阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
对比例2
混合：将阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
对比例2中的阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
对比例3
混合：将阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
将上述线缆用2.0Mev电子辐照加速器辐照交联，辐照剂量为16MRad。
对比例3中的阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例1
混合：将过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：过氧化物交联剂0.5份、阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
实施例1中的过氧化物交联剂为双二五、阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例2
混合：将过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：过氧化物交联剂0.6份、阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
实施例2中的过氧化物交联剂为双二五、阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例3
混合：将过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：过氧化物交联剂1份、阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
实施例3中的过氧化物交联剂为双二五、阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
实施例4
混合：将过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中搅拌混合，质量组分如下：过氧化物交联剂1份、阻燃剂55份、润滑剂1份、相容剂3份、抗氧剂1份、阻聚剂0.3份。
密炼：将上述混合粉体与5份线性低密度聚乙烯、35份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、20份三元乙丙橡胶进行密炼，
动态硫化：密炼后经双阶挤出得到电缆料，单螺杆各段加工温度为：90℃、110℃、125℃、145℃、150℃，双螺杆各段温度为：150℃、140℃、130℃、125℃、115℃、110℃、100℃，挤出时间为1～2min。
在电缆导电线芯上熔融挤出包覆该电缆料形成绝缘层。
将上述线缆用2.0Mev电子辐照加速器辐照交联，辐照剂量为16MRad。
实施例4中的过氧化物交联剂为双二五、阻燃剂为40份氢氧化铝和15份氢氧化镁、润滑剂为硬脂酸锌、相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、抗氧剂为抗氧剂1010。
各对比例与实施例配方如表1所示。
表1
Figure BDA0002225851200000071
上述配方中实施例4与实施例5所挤出的线缆经过辐照交联。
各对比例与实施例性能测试如表2所示。
表2
Figure BDA0002225851200000081
*耐短路测试：固定起始电流为200A，2,5AWG线规；测试结果以绝缘层脱落时间为准，时间短则差，长为好
本发明并不局限于上述具体实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明保护范围。

Claims (8)

1.一种高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，原料为线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶、过氧化物交联剂、阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂；按照质量份数：所述的原料组分为线性低密度聚乙烯5～10、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物30～40、三元乙丙橡胶10～20、过氧化物交联剂0.5～1、阻燃剂50～65、润滑剂1～5、相容剂5～10、抗氧剂1～5、阻聚剂0.1～0.5；所述的过氧化物交联剂是DCP、BPO、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的线性低密度聚乙烯的密度为0.918～0.935g/cm3；所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的质量分数为10％-35％。
3.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶中乙烯、丙烯、非共轭二烯的摩尔比为35～50:40～55：12～16。
4.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的阻燃剂是聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸酯、硼酸锌中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、EVA蜡中的一种或几种；
6.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的相容剂是马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料，其特征在于：所述的抗氧剂是酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
8.制备如权利要求1所述的高耐短路低烟无卤家装电线电缆料的工艺，其特征在于，步骤如下：
(1)混合：将过氧化物交联剂与阻燃剂、润滑剂、相容剂、抗氧剂、阻聚剂在搅拌机中混合5min，温度在50～60℃；
(2)密炼：将线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶与(1)中得到的混合粉体在密炼机中均匀混合，
(3)动态硫化：经双阶挤出造粒，加工温度为110℃～150℃，挤出时间为1～2min。
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