CN112280157A - 一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法,包括以下按照重量份的原料:基础树脂A59份、基础树脂B41份、阻燃剂80~85份、自制母料5份、蒙脱土2份、抗氧剂0.7份、偶联剂1份、润滑剂4.5份和色母4份。本发明使用线性低密度聚乙烯,添加阻燃剂后仍能保持较好的机械性能,选用环保型氢氧化镁阻燃剂,不会对环境造成污染,自制母料通过共混将甲基乙烯基硅橡胶包覆在氢氧化镁上,可提高产品的结壳性能、氧指数,选用无卤阻燃电缆料专用蒙脱土,同时具有结壳、抗滴落作用,使产品有更好的阻燃作用,选用多种润滑剂,使电缆料在挤出过程中更加顺畅,提高生产效率。

Description

一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃聚乙烯电缆料生产技术领域,尤其涉及一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯材料在电线电缆行业应用十分广泛,目前电线电缆行业对线缆材料的阻燃性能要求越来越严苛,阻燃的电线电缆在火灾中仍能保持电路通畅。目前阻燃聚乙烯电缆料所用的阻燃剂以溴系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂为主。溴系阻燃剂含卤素,燃烧产物会对人体造成伤害;氮系阻燃剂燃烧产生的氮氧化物也会对人体造成一定伤害;无机阻燃剂相对于前两种阻燃剂阻燃效果较差,但燃烧产物不会对人体造成伤害。
综上所述,本领域需要一种满足无卤、低毒、机械性能优异,电阻率高,阻燃性好,结壳性能优异,同时满足相关标准规定的无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法。
本发明提出的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料:基础树脂A59份、基础树脂B41份、阻燃剂80~85份、自制母料5份、蒙脱土2份、抗氧剂0.7份、偶联剂1份、润滑剂4.5 份和色母4份。
优选地,所述基础树脂A为茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE) 和相容剂的组合,其重量组分比为(42~47):(12~17),所述相容剂为接枝马来酸酐的茂金属线型低密度聚乙烯,且相容剂的接枝率为 0.8%~1.2%。
优选地,所述基础树脂B为两种线性低密度聚乙烯(LLDPE)的组合,其重量组分比为(22~26):(15~19)。
优选地,所述阻燃剂为氢氧化镁和红磷母粒的组合,其重量组份比为(75~80):5,所述氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2 微米,有效物含量不低于99%,所述红磷母粒的基材为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),母粒中红磷含量不低于60%。
优选地,所述自制母料由甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁制得,其重量组分比为1:4,所述氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2 微米,有效物含量不低于99%。
优选地,所述抗氧剂为四[β—(3,5—二叔丁基—4—羟基苯基) 丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的组合,其重量组分比为 (0.3~0.4):(0.3~0.4)。
优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂,所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的两种或三种以上的组合,所述色母的基材为线性低密度聚乙烯,色母中色粉含量为50%。
所述一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,包括以下步骤:
S1:制备自制母料,将配方量的甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁投入高速混合机中,高速混合15分钟,制得自制母料;
S2:将配方量的基础树脂A、阻燃剂、自制母料、蒙脱土、润滑剂、偶联剂、抗氧剂、色母、基础树脂B按照顺序投入密炼机中,密炼10~12分钟;
S3:密炼好的半成品经过双锥喂料装置、双螺杆挤出机组以及单螺杆挤出机组造粒得到燃烧结壳性能优异的抗开裂无卤低烟高阻燃电缆料。
优选地,所述双螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为140~145℃、135~140℃、130~135℃、120~125℃、120~125℃、 110~115℃、105~110℃、105~110℃,双螺杆机头温度为100~ 105℃。
优选地,所述单螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为110~115℃、120~125℃、135~140℃、140~145℃,单螺杆机头温度为140~145℃。
本发明中的有益效果为:
1.使用拉伸强度、伸长率较高的的线性低密度聚乙烯(LLDPE),添加阻燃剂后仍能保持较好的机械性能;选用环保型氢氧化镁阻燃剂,不会对环境造成污染,在受火条件下,燃烧后的产物结壳性能优异,保护内部导体。
2.自制母料通过共混,将甲基乙烯基硅橡胶包覆在氢氧化镁上,可提高产品的结壳性能、氧指数,减少燃烧过程中的滴落物;蒙脱土选用无卤阻燃电缆料专用蒙脱土,不含任何卤素,同时具有结壳、抗滴落作用,使产品有更好的阻燃作用。
3.选用多种润滑剂,平衡材料的内润滑和外润滑,使电缆料在挤出过程中更加顺畅,提高生产效率;通过控制添加阻燃剂、加工助剂的使用量,使该无卤阻燃聚乙烯电缆料体积电阻率符合相关标准的规定,仍保持合格的电性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料:基础树脂A59份、基础树脂B41份、阻燃剂80~85份、自制母料5份、蒙脱土2份、抗氧剂0.7份、偶联剂1份、润滑剂4.5份和色母4份。
本发明中,基础树脂A为茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)和相容剂的组合,其重量组分比为(42~47):(12~17),相容剂为接枝马来酸酐的茂金属线型低密度聚乙烯,且相容剂的接枝率为0.8%~ 1.2%,基础树脂B为两种线性低密度聚乙烯(LLDPE)的组合,其重量组分比为(22~26):(15~19),阻燃剂为氢氧化镁和红磷母粒的组合,其重量组份比为(75~80):5,氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2微米,有效物含量不低于99%,红磷母粒的基材为乙烯 -醋酸乙烯酯(EVA),母粒中红磷含量不低于60%,自制母料由甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁制得,其重量组分比为1:4,氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2微米,有效物含量不低于99%,抗氧剂为四[β—(3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的组合,其重量组分比为(0.3~0.4):(0.3~0.4),偶联剂为硅烷偶联剂,润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的两种或三种以上的组合,色母的基材为线性低密度聚乙烯,色母中色粉含量为50%,使用拉伸强度、伸长率较高的的线性低密度聚乙烯(LLDPE),添加阻燃剂后仍能保持较好的机械性能,选用环保型氢氧化镁阻燃剂,不会对环境造成污染,在受火条件下,燃烧后的产物结壳性能优异,保护内部导体,自制母料通过共混,将甲基乙烯基硅橡胶包覆在氢氧化镁上,可提高产品的结壳性能、氧指数,减少燃烧过程中的滴落物。蒙脱土选用无卤阻燃电缆料专用蒙脱土,不含任何卤素,同时具有结壳、抗滴落作用,使产品有更好的阻燃作用,通过控制添加阻燃剂、加工助剂的使用量,使该无卤阻燃聚乙烯电缆料体积电阻率符合相关标准的规定,仍保持合格的电性能,选用多种润滑剂,平衡材料的内润滑和外润滑,使电缆料在挤出过程中更加顺畅,提高生产效率。
参照图1,一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,包括以下步骤:
S1:制备自制母料,将配方量的甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁投入高速混合机中,高速混合15分钟,制得自制母料;
S2:将配方量的基础树脂A、阻燃剂、自制母料、蒙脱土、润滑剂、偶联剂、抗氧剂、色母、基础树脂B按照顺序投入密炼机中,密炼10~12分钟;
S3:密炼好的半成品经过双锥喂料装置、双螺杆挤出机组以及单螺杆挤出机组造粒得到燃烧结壳性能优异的抗开裂无卤低烟高阻燃电缆料。
本发明中,双螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为 140~145℃、135~140℃、130~135℃、120~125℃、120~125℃、 110~115℃、105~110℃、105~110℃,双螺杆机头温度为100~ 105℃,单螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为110~115℃、120~125℃、135~140℃、140~145℃,单螺杆机头温度为 140~145℃。
实施例1
一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料: MLLDPE45kg、LLDPE24kg、LLDPE17kg、相容剂14kg、氢氧化镁80kg、红磷母粒5kg、自制母料5kg、蒙脱土2kg、抗氧剂0.4kg、抗氧剂 0.3kg、偶联剂1kg、硅酮3kg、聚乙烯蜡1kg、硬脂酸锌0.5kg和色母4kg。
参照图1,一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,包括以下步骤:
S1:制备自制母料,将配方量的甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁投入高速混合机中,高速混合15分钟,制得自制母料;
S2:将配方量的基础树脂A、阻燃剂、自制母料、蒙脱土、润滑剂、偶联剂、抗氧剂、色母、基础树脂B按照顺序投入密炼机中,密炼10~12分钟;
S3:密炼好的半成品经过双锥喂料装置、双螺杆挤出机组以及单螺杆挤出机组造粒得到燃烧结壳性能优异的抗开裂无卤低烟高阻燃电缆料。
本发明中,双螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为 140~145℃、135~140℃、130~135℃、120~125℃、120~125℃、 110~115℃、105~110℃、105~110℃,双螺杆机头温度为100~ 105℃,单螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为110~115℃、120~125℃、135~140℃、140~145℃,单螺杆机头温度为 140~145℃。
对实施例1中的产品进行性能检测试验,各性能数值如表1所示。
实施例2
一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料: MLLDPE42kg、LLDPE26kg、LLDPE15kg、相容剂17kg、氢氧化镁75kg、红磷母粒5kg、自制母料5kg、蒙脱土2kg、抗氧剂0.3kg、抗氧剂 0.4kg、偶联剂1kg、硅酮3kg、硬脂酸锌1.5kg和色母4kg。
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例2中的产品进行性能检测试验,各性能数值如表1所示。
实施例3
一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料: MLLDPE46kg、LLDPE25kg、LLDPE16kg、相容剂13kg、氢氧化镁78kg、红磷母粒5kg、自制母料5kg、蒙脱土2kg、抗氧剂0.4kg、抗氧剂 0.3kg、偶联剂1kg、硅酮3kg、聚乙烯蜡1.5kg和色母4kg。
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例3中的产品进行性能检测试验,各性能数值如表1所示。
实施例4
一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,包括以下按照重量份的原料: MLLDPE45kg、LLDPE26kg、LLDPE15kg、相容剂14kg、氢氧化镁76kg、红磷母粒5kg、自制母料5kg、蒙脱土2kg、抗氧剂0.35kg、抗氧剂 0.35kg、偶联剂1kg、硅酮3kg、聚乙烯蜡1kg、硬脂酸锌0.5kg和色母4kg。
上述电缆料的制备方法与实施例1相同。
对实施例4中的产品进行性能检测试验,各性能数值如表1所示。
表1实施例产品性能测试结果
Figure RE-GDA0002835599560000081
Figure RE-GDA0002835599560000091
表1中数据均为多次试验排除误差后的平均值。
本发明克服现有技术不足,所生产出来的电缆料挤出性能优异、燃烧结壳性能优异、抗开裂性能优异、氧指数高、阻燃性能优异、电阻率高,其他性能符合相关标准要求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,包括以下按照重量份的原料:基础树脂A59份、基础树脂B41份、阻燃剂80~85份、自制母料5份、蒙脱土2份、抗氧剂0.7份、偶联剂1份、润滑剂4.5份和色母4份。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述基础树脂A为茂金属线性低密度聚乙烯(MLLDPE)和相容剂的组合,其重量组分比为(42~47):(12~17),所述相容剂为接枝马来酸酐的茂金属线型低密度聚乙烯,且相容剂的接枝率为0.8%~1.2%。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述基础树脂B为两种线性低密度聚乙烯(LLDPE)的组合,其重量组分比为(22~26):(15~19)。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述阻燃剂为氢氧化镁和红磷母粒的组合,其重量组份比为(75~80):5,所述氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2微米,有效物含量不低于99%,所述红磷母粒的基材为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),母粒中红磷含量不低于60%。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述自制母料由甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁制得,其重量组分比为1:4,所述氢氧化镁为化学法氢氧化镁,粒径不大于2微米,有效物含量不低于99%。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述抗氧剂为四[β—(3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯的组合,其重量组分比为(0.3~0.4):(0.3~0.4)。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料,其特征在于,所述偶联剂为硅烷偶联剂,所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的两种或三种以上的组合,所述色母的基材为线性低密度聚乙烯,色母中色粉含量为50%。
8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:制备自制母料,将配方量的甲基乙烯基硅橡胶和氢氧化镁投入高速混合机中,高速混合15分钟,制得自制母料;
S2:将配方量的基础树脂A、阻燃剂、自制母料、蒙脱土、润滑剂、偶联剂、抗氧剂、色母、基础树脂B按照顺序投入密炼机中,密炼10~12分钟;
S3:密炼好的半成品经过双锥喂料装置、双螺杆挤出机组以及单螺杆挤出机组造粒得到燃烧结壳性能优异的抗开裂无卤低烟高阻燃电缆料。
9.根据权利要求8所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为140~145℃、135~140℃、130~135℃、120~125℃、120~125℃、110~115℃、105~110℃、105~110℃,双螺杆机头温度为100~105℃。
10.根据权利要求8所述的一种无卤阻燃聚乙烯电缆料的制备方法,其特征在于,所述单螺杆挤出机组各段温度控制自加料口开始,依次为110~115℃、120~125℃、135~140℃、140~145℃,单螺杆机头温度为140~145℃。
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