CN112300531B - 一种热塑性耐油耐高温耐熔损型tpe电线料及其制备方法 - Google Patents

一种热塑性耐油耐高温耐熔损型tpe电线料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料及其制备方法，热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料，以质量百分比计，包括，SEBS20～30％、聚乙烯15～25％、加氢基础油8～15％、马来酸酐接枝聚乙烯弹性体5～10％、复合阻燃剂20～30％以及抗氧助剂0.5～1％。本发明能够解决普通阻燃TPE不耐高温以及不耐油的问题，还可以解决辐照交联TPE辐照后力学性能下降的问题，同时本发明所述产品可以在常规电线电缆基础设备上生产并且可以重复利用。

Description

一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆材料技术领域，具体涉及到一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料及其制备方法。
背景技术
现有技术中，热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料是为满足电子线高耐温、耐矿物油、耐熔损、无卤无毒等特性而开发的一种环保型电线材料。它是使用SEBS和聚乙烯作为基材，用加氢基础油增加可塑性，并辅以二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐为阻燃剂，经共混、塑化、造粒而成的热塑性电线料。
常规阻燃TPE电线料的材料表面比较光滑细腻，但是耐熔损性很差，耐高温能力也只能做到UL105℃，并不能达到UL125℃；因为SEBS本身可交联型比较差，而且聚丙烯进行辐照后分子链会断裂，所以常规TPE进行交联后物理性能会变差，耐温性也不会的得到提高。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的一个目的是提供一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料，其能够解决普通阻燃TPE不耐高温以及不耐油的问题，还可以解决辐照交联TPE辐照后力学性能下降的问题，同时本发明所述产品可以在常规电线电缆基础设备上生产并且可以重复利用。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料，以质量百分比计，包括，SEBS 20～30％、聚乙烯15～25％、加氢基础油8～15％、马来酸酐接枝聚乙烯弹性体5～10％、复合阻燃剂20～30％以及抗氧助剂0.5～1％。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述SEBS密度为0.908g/cm3，结合苯乙烯含量为31～35％。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述聚乙烯密度为0.913g/cm3，熔融指数为2.0g/10min。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述加氢基础油密度为0.84g/cm3，运动粘度为65～75mm2/s。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述马来酸酐接枝聚乙烯弹性体接枝率为0.7～0.9％，熔融指数为0.8～1.2g/10min。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐按质量比1:1共混制得；
其中，所述对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2～3μm，所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为13～17μm。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的一种优选方案，其中：所述抗氧助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1:1共混制得。
本发明的另一个目的是提供一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法，包括，
按质量百分比称取各组分；
将SEBS、加氢基础油投入搅拌釜中，高速搅拌，直至SEBS完全吸收加氢基础油；这一过程可以使加SEBS充分吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力；
将剩余组分全部投入搅拌釜中，搅拌至70℃，使各组分混合均匀，得到混合料；
将所述混合料投入双螺杆挤出机中挤出，切粒风冷后，得到本发明的热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中：所述双螺杆挤出机的长径比为48:1。
作为本发明热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法的一种优选方案，其中：所述双螺杆温度为，第一区170～180℃，第二区190～200℃，第三区200～210℃，第四区200～210℃，第五区200～210℃，第六区200～210℃，第七区200～210℃，第八区200～210℃，第九区200～210℃，第十区200～210℃，第十一区190～200℃，机头180～190℃。在护套的挤出过程中严格控制挤塑机的工作温度，防止材料塑化不良或者因温度过高造成聚合物分解，使用高压缩比的螺杆和机头，使高分子材料充分塑化；采用高拉伸比的模具；实验证明逐级分段冷却方法能够降低材料在挤出过程中的拉伸变形量和骤然冷却时产生的应力过度集中。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明使用了SEBS、加氢基础油作为基材树脂，使用聚乙烯来提高材料整体的可交联度；而马来酸酐接枝聚乙烯弹性体的加入，更好的改善了SEBS体系和聚乙烯以及复配阻燃剂的亲和性。本发明能够解决普通阻燃TPE不耐高温以及不耐油的问题，还可以解决辐照交联TPE辐照后力学性能下降的问题，同时本发明所述产品可以在常规电线电缆基础设备上生产并且可以重复利用。
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，下面结合说明书实施例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，但是本发明还可以采用其他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推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
(1)按质量百分比计，称取26％的SEBS、20％的聚乙烯、12％的加氢基础油、11％的马来酸酐接枝聚乙烯弹性体、30％的复合阻燃剂以及1％的抗氧助剂；
其中，SEBS密度为0.908g/cm3，结合苯乙烯含量31～35％；聚乙烯密度为0.913g/cm3，熔融指数为2.0g/10min；加氢基础油密度为0.84g/cm3，运动粘度(40℃)65～75mm2/s；马来酸酐接枝聚乙烯弹性体接枝率为0.7～0.9％，熔融指数为0.8～1.2g/10min；复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐按质量比1:1共同混合制得；对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2～3μm，所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为13～17μm；抗氧助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1:1共同混合制得；
(2)将SEBS、加氢基础油投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4～8分钟，直至SEBS完全吸收加氢基础油；这一过程可以使加SEBS充分吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力；
(3)将剩余组分全部投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌至70℃，使各组分混合均匀，得到混合料；
(4)将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆温度为：第一区170～180℃，第二区190～200℃，第三区200～210℃，第四区200～210℃，第五区200～210℃，第六区200～210℃，第七区200～210℃，第八区200～210℃，第九区200～210℃，第十区200～210℃，第十一区190～200℃，机头180～190℃，切粒风冷后包装，得到热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料。
(5)将所得热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料通过电线电缆挤线机，在一区160～170℃、二区170～180℃、三区180～190℃、四区180～190℃、机头180～190℃的温度下挤出，得到测试样品1。
实施例2
(1)按质量百分比计，称取22％的SEBS、26％的聚乙烯、11％的加氢基础油、10％的马来酸酐接枝聚乙烯弹性体、30％的复合阻燃剂以及1％的抗氧助剂；
其中，SEBS密度为0.908g/cm3，结合苯乙烯含量31～35％；聚乙烯密度为0.913g/cm3，熔融指数为2.0g/10min；加氢基础油密度为0.84g/cm3，运动粘度(40℃)65～75mm2/s；马来酸酐接枝聚乙烯弹性体接枝率为0.7～0.9％，熔融指数为0.8～1.2g/10min；复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐按质量比1:1共同混合制得；对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2～3μm，所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为13～17μm；抗氧助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1:1共同混合制得；
(2)将SEBS、加氢基础油投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4～8分钟，直至SEBS完全吸收加氢基础油；这一过程可以使加SEBS充分吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力；
(3)将剩余组分全部投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌至70℃，使各组分混合均匀，得到混合料；
(4)将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆温度为：第一区170～180℃，第二区190～200℃，第三区200～210℃，第四区200～210℃，第五区200～210℃，第六区200～210℃，第七区200～210℃，第八区200～210℃，第九区200～210℃，第十区200～210℃，第十一区190～200℃，机头180～190℃，切粒风冷后包装，得到热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料。
(5)将所得热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料通过电线电缆挤线机，在一区160～170℃、二区170～180℃、三区180～190℃、四区180～190℃、机头180～190℃的温度下挤出，得到测试样品2。
实施例3
(1)按质量百分比计，称取30％的SEBS、15％的聚乙烯、16％的加氢基础油、8％的马来酸酐接枝聚乙烯弹性体、30％的复合阻燃剂以及1％的抗氧助剂；
其中，SEBS密度为0.908g/cm3，结合苯乙烯含量31～35％；聚乙烯密度为0.913g/cm3，熔融指数为2.0g/10min；加氢基础油密度为0.84g/cm3，运动粘度(40℃)65～75mm2/s；马来酸酐接枝聚乙烯弹性体接枝率为0.7～0.9％，熔融指数为0.8～1.2g/10min；复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐按质量比1:1共同混合制得；对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2～3μm，所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为13～17μm；抗氧助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1:1共同混合制得；
(2)将SEBS、加氢基础油投入到具有高速搅拌功能的搅拌釜中，设置高速搅拌，搅拌4～8分钟，直至SEBS完全吸收加氢基础油；这一过程可以使加SEBS充分吸收加氢基础油，提高SEBS的塑化能力；
(3)将剩余组分全部投入搅拌釜中，在搅拌釜中搅拌至70℃，使各组分混合均匀，得到混合料；
(4)将搅拌均匀的混合料投入到长径比为48:1的双螺杆中挤出，双螺杆温度为：第一区170～180℃，第二区190～200℃，第三区200～210℃，第四区200～210℃，第五区200～210℃，第六区200～210℃，第七区200～210℃，第八区200～210℃，第九区200～210℃，第十区200～210℃，第十一区190～200℃，机头180～190℃，切粒风冷后包装，得到热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料。
(5)将所得热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料通过电线电缆挤线机，在一区160～170℃、二区170～180℃、三区180～190℃、四区180～190℃、机头180～190℃的温度下挤出，得到测试样品3。
将制备的样品1～3与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料进行相关测试实验，对比结果如表1所示。
表1测试实验对比结果
Figure BDA0002786810090000061
Figure BDA0002786810090000071
从表1中可以看出，在拉伸强度和断裂伸长率的测试结果中，样品1、2、3的拉伸强度、辐照后的拉伸强度均优于市售辐照交联TPE电缆料；样品1、2、3的断裂伸长率、辐照后的断裂伸长率则显著高于市售辐照交联TPE电缆料；样品1、2、3的拉伸强度、辐照后的拉伸强度均显著高于市售阻燃TPE线缆料，样品1、2、3的断裂伸长率则达到市售阻燃TPE线缆料，样品1、2、3辐照后的断裂伸长率则显著高于市售阻燃TPE线缆料；反映了本发明制备的产品的机械性能与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料产品相比具有优势；同时，样品1、2、3具备与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料产品相同的重复利用性。
在耐油性测试结果中，在23℃下将样品浸渍于汽油中20小时，样品1、2、3的最大外径变化率仅有10％，显著优于市售阻燃TPE线缆料的40％和市售辐照交联TPE电缆料的25％；反映了本发明制备的产品与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料产品相比，提高了耐油性。
在热老化测试结果中，样品1、2、3的拉伸强度保留率和断裂伸长率保留率显著高于市售阻燃TPE线缆料，同时也明显优于市售辐照交联TPE电缆料，反映了本发明制备的产品与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料产品相比，提高了耐高温性。
在330℃浸锡测试中，测试方法为：准备多个长度相同的样品，将样品的一端插入330℃的焊锡中，并保持插入长度相同，分别在1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、8秒后拿出，看样品线皮退缩的程度，如果只是浸入焊锡的部分融化，焊锡外面没有受到影响，则测试合格，如果除浸入锡中的部分融化外，浸锡外面的也融化了，则测试失败，记录样品测试合格的最大浸锡时间；测试结果中，样品1、2、3的测试合格的最大浸锡时间达到5s，显著优于市售阻燃TPE线缆料的1s和市售辐照交联TPE电缆料的2s，反映了本发明制备的产品与市售阻燃TPE线缆料、市售辐照交联TPE电缆料产品相比，材料的耐熔损性能得到很大的提升。
本发明使用了SEBS、加氢基础油作为基材树脂，使用聚乙烯来提高材料整体的可交联度。而马来酸酐接枝聚乙烯弹性体的加入，更好的改善了SEBS体系和聚乙烯以及复配阻燃剂的亲和性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料，其特征在于：以质量百分比计，包括，SEBS 20~30%、聚乙烯15~25%、加氢基础油8~15%、马来酸酐接枝聚乙烯弹性体 5~10%、复合阻燃剂20~30%以及抗氧助剂0.5~1%；
所述SEBS密度为0.908g/cm3，苯乙烯含量为31~35%；
所述聚乙烯密度为0.913g/cm3，熔融指数为2.0g/10min；
所述加氢基础油密度为0.84g/cm3，运动粘度为65~75mm2/s；
所述马来酸酐接枝聚乙烯弹性体接枝率为0.7~0.9%，熔融指数为0.8~1.2g/10min；
所述复合阻燃剂为对二乙基次膦酸铝和三聚氰胺尿酸盐按质量比1:1共混制得；
其中，所述对二乙基次膦酸铝粉体颗粒的直径D50为2~3μm，所述三聚氰胺尿酸盐粉体颗粒的直径D50为13~17μm；
所述抗氧助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按质量比1:1共混制得。
2.一种如权利要求1所述的热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法，其特征在于：包括，
按如权利要求1所述的质量百分比称取各组分；
将SEBS、加氢基础油投入搅拌釜中，高速搅拌，直至SEBS完全吸收加氢基础油；
将剩余组分全部投入搅拌釜中，搅拌至70℃，使各组分混合均匀，得到混合料；
将所述混合料投入双螺杆挤出机中挤出，切粒风冷后，得到本发明的热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料。
3.如权利要求2所述的热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的长径比为48:1。
4.如权利要求2或3所述的热塑性耐油耐高温耐熔损型TPE电线料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆温度为，第一区170～180℃，第二区190～200℃，第三区200～210℃，第四区200～210℃，第五区200～210℃，第六区200～210℃，第七区200～210℃，第八区200～210℃，第九区200～210℃，第十区200～210℃，第十一区190～200℃，机头180～190℃。
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