CN111560144A - 低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，其中，低烟无卤聚烯烃电缆料包括以下重量份的配方组分：聚乙烯丙烯酸丁酯40‑65份，马来酸酐接枝聚乙烯8‑15份，阻燃剂160‑200份，硅橡胶8‑10份，纳米二氧化锆5‑10份，硼酸锌5‑15份，硅酮母粒2‑5份，硅烷偶联剂2‑5份，9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物1‑3份、茂金属聚乙烯10‑20份，乙烯与辛烯共聚物5‑15份，抗氧剂1‑3份。上述低烟无卤聚烯烃电缆料具有高透光率烟气量小、烟气毒性低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电缆料技术领域，尤其涉及一种低烟无卤聚烯烃电缆料及 其制备方法。
背景技术
随着我国电缆业的蓬勃发展，出口电缆成为国内缆企走出国门的重要发展 战略，如何达到国外电缆的标准，特别是欧美发达国家的标准要求，是国内电 缆实现走出去的第一步。欧盟建筑法规在2017年7月1日后对所有出口欧盟建 筑中用的电力、通讯的、控制电缆等需要满足欧盟的建筑产品法规要求，该法 规特别着重要求电线电缆热释放量、燃烧破坏长度等性能指标，并将电缆的防 火等纺划分为七个等级。随着全球范围内燃烧学理论研究的不断深入和实体火 灾模拟试验的广泛应用，国内也开始大量采集描述真实火灾的定量化燃烧特性 参数，比如火灾的发展过程、燃烧荷载、火灾规模等。电缆燃烧的产烟量和毒性也被规范要求，对护套材料毒性和发烟量有着严格的要求。
传统的低烟无卤聚烯烃电缆料燃烧时的产生的烟气量大且烟气毒性高，亟 需一种在燃烧时，烟气量小且烟气毒性低的低烟无卤聚烯烃电缆料。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低烟无卤聚烯烃电缆料， 其中，该低烟无卤聚烯烃电缆料具有高透光率烟气量小、烟气毒性低的优点。
本发明提供一种低烟无卤聚烯烃电缆料，其包括以下重量份的配方组分：
上述低烟无卤聚烯烃电缆料具有以下优点：
1、相比普通低烟无卤聚烯烃电缆料，本发明的低烟无卤聚烯烃电缆料具有 具有更低的热释放速率和总量、高透光率烟气量小、烟气毒性低的优点。
2、通过选用纳米级二氧化锆和硼酸锌的协效作用，并且配合硅橡胶的阻燃， 可以有效促进炭层的生成，具有快速的成炭效果，炭层更加完整，降低材料燃 烧热、发烟量和烟气毒性。
3、通过加入硅烷偶联剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物具有较强 极性基团，可与阻燃剂生成具有磷系基团的单位，并且通过PE接枝马来酸酐的 作用，增加了树脂和阻燃剂粉体的相容性，从而大幅度提高体系的机械性能。
在其中一个实施例中，所述低烟无卤聚烯烃电缆料的粒径为3-5mm。
在其中一个实施例中，在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所 述聚乙烯丙烯酸丁酯选自熔融指数为4g/10min的聚乙烯丙烯酸丁酯，和/或；
在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述茂金属聚乙烯选自熔 融指数为2-15g/10min的茂金属聚乙烯。
在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述乙烯与辛烯共聚物选 自熔融指数为0.5-5g/10min的乙烯与辛烯共聚物。
在其中一个实施例中，所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.6-0.8％。
在其中一个实施例中，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁构成的阻燃剂， 所述氢氧化铝和氢氧化镁重量比为3:2。
在其中一个实施例中，所述硅橡胶为相对分子质量为60-150万道尔顿的甲 基乙烯基硅橡胶。
在其中一个实施例中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
在其中一个实施例中，所述纳米二氧化锆的粒径为80-100nm，和/或所述硼 酸锌的粒径为0.8-1.8μm。
在其中一个实施例中，所述硅酮母粒为以LLDPE为载体的硅氧烷聚合物。
本发明还提供一种低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，其将本发明任一项 所述的配方组分混匀、密炼、挤出造粒，干燥后得到低烟无卤聚烯烃电缆料。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的 具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分 理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领 域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下 面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种低烟无卤聚烯烃电缆料，其包括以下重量份的配方组分：
在其中一个实施例中，低烟无卤聚烯烃电缆料的粒径为3-5mm。
在其中一个实施例中，聚乙烯丙烯酸丁酯为德国路可比1440H，比重为 0.926g/cm3，其中，聚乙烯丙烯酸丁酯中的丙烯酸丁酯含量为27％。
在其中一个实施例中，熔融指数在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条 件下，所述聚乙烯丙烯酸丁酯选自熔融指数为4g/10min的聚乙烯丙烯酸丁酯。
进一步地，在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述茂金属聚 乙烯选自熔融指数为2-15g/10min的茂金属聚乙烯。
进一步地，在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述乙烯与辛 烯共聚物选自熔融指数为0.5-5g/10min的乙烯与辛烯共聚物。
进一步地，马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.6-0.8％。
进一步地，抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
进一步地，阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁以3:2重量比进行复配，更进一 步地，氢氧化铝粒径为0.8-1.5μm，氢氧化镁的粒径在0.6-1.0μm，在高混机中 进行充分混合，再将硅烷偶联剂及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物进行 混合，手动进行喷洒，分五次喷洒于高混机中粉体表面，进行初步的表面处理， 处理后的阻燃剂粉体收好备用。
在其中一个实施例中，硅橡胶为相对分子质量为60-150万道尔顿的甲基乙 烯基硅橡胶。
在其中一个实施例中，纳米二氧化锆和硼酸锌按照1:2重量比进行复配使 用，可以使二氧化锆—硼酸锌协效成炭原理有效发挥，结炭率大大提升。
在其中一个实施例中，硅酮母粒为以LLDPE为载体的硅氧烷聚合物，其中 硅氧烷含量为50％。
在其中一个实施例中，硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
在其中一个实施例中，所述硅橡胶为相对分子质量为60-150万道尔顿的甲 基乙烯基硅橡胶。
本发明还提供了一种低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，其包括如下步骤： 将本发明任一项所述的配方组分混匀、密炼、挤出造粒，干燥后得到低烟无卤 聚烯烃电缆料。
在其中一个实施例中，将上述配方重量计量的所有组份混匀后密炼至150℃，然后利用双螺杆挤出造粒，熔融挤出温度为120-150℃，干燥后得到所 述高透光率低毒性低烟无卤聚烯烃电缆料。
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1-4
本发明实施例1-4中的低烟无卤聚烯烃电缆料的配方组成参见表1，表格中 各组分用量以重量份计。
表1不同低烟无卤聚烯烃电缆料的配方组成
本发明中的原材料性能：
聚乙烯丙烯酸丁酯的熔融指数为4g/10min；
茂金属聚乙烯的熔融指数为5g/10min；
乙烯与辛烯共聚物熔融指数1g/10min；
马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.8％；
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
氢氧化铝、氢氧化镁复配后粒径在0.8μm；
甲基乙烯基硅橡胶相对分子质量为120万；
纳米二氧化锆粒径为90nm；
硅酮母粒为以LLDPE为载体的硅氧烷聚合物，其中硅氧烷含量为50％；
硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷；
以上低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法如下：
所有组份混匀后密炼至150℃，然后利用双螺杆挤出造粒，熔融挤出温度 为120℃，干燥后得到粒径为3-5mm低烟无卤聚烯烃电缆料。
将各实施例中的低烟无卤聚烯烃电缆料用平板硫化机压片，在温度175℃， 预热5min上压3min，得到厚度为1mm和2mm的片子，之后放冷压机中冷却, 得到片状低烟无卤聚烯烃电缆料，对其进行各种测试。对比以上三种电缆料的 性能，结果如表2所示。
表2不同低烟无卤聚烯烃电缆料的性能比较
综上，本发明的低烟无卤聚烯烃电缆料具有优异的机械性能，更低的热释 放、快速成炭以及更低的发烟量和毒性，而对比例1和对比例2进行比较，由 于对比例2中的低烟无卤聚烯烃电缆料的各组分的重量比不在本发明所要保护 的范围中，发烟量和毒性的测试结果更差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。
Claims (10)
1.一种低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的配方组分：
2.根据权利要求1所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述低烟无卤聚烯烃电缆料的粒径为3-5mm。
3.根据权利要求1所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述聚乙烯丙烯酸丁酯选自熔融指数为4g/10min的聚乙烯丙烯酸丁酯，和/或；
在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述茂金属聚乙烯选自熔融指数为2-15g/10min的茂金属聚乙烯。
在温度190℃，载荷重量2.16kg的测试条件下，所述乙烯与辛烯共聚物选自熔融指数为0.5-5g/10min的乙烯与辛烯共聚物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率为0.6-0.8％。
5.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁构成的阻燃剂，所述氢氧化铝和氢氧化镁重量比为3:2。
6.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述硅橡胶为相对分子质量为60-150万道尔顿的甲基乙烯基硅橡胶。
7.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
8.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述纳米二氧化锆的粒径为80-100nm，和/或所述硼酸锌的粒径为0.8-1.8μm。
9.根据权利要求1-3任一项所述的低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于：所述硅酮母粒为以LLDPE为载体的硅氧烷聚合物。
10.一种低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，将权利要求1-9任一项所述的配方组分按比例混匀、密炼、挤出造粒，干燥后得到低烟无卤聚烯烃电缆料。
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