CN113185767A - 一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料及其制备方法，属于高分子材料改性领域。该复合材料采用聚烯烃树脂为基本材料，通过添加阻燃剂、阻燃协同剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂和填料，在110℃下经双螺杆挤出机熔融共混，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。该复合材料的阻燃性可达V0级，强度大于12MPa，断裂伸长率大于300％，耐温等级可达90℃。本发明复合材料具有阻燃性佳、强度高、伸长率大、易加工成型和成本低廉等特点，是一种综合性能十分优异的电缆护套用热塑性复合材料。

Description

一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚烯烃材料及其制备方法，尤其涉及一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料及其制备方法，属于高分子材料改性领域。
背景技术
聚烯烃树脂具有良好的绝缘性能和加工性能，被广泛应用于电线电缆的绝缘、屏蔽和护套等材料。然而，聚烯烃树脂非常易燃，氧指数仅有17.5％，属于易燃材料。这大大地限制了其应用的领域和范围。随着环境保护的日益严格，传统的十溴阻燃剂面临越来越大的挑战。开发一种无卤、绿色、环保的阻燃聚烯烃电缆复合材料，成为当前行业内的热点课题。
本技术发明采用聚烯烃树脂POE为基本材料，通过添加阻燃剂、阻燃协同剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂和填料，通过双螺杆挤出机熔融共混，来制备一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
发明内容
本发明的目的是为了满足电线电缆领域，具有无卤阻燃、易于加工等应用要求，而设计开发的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
本发明一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料及其制备方法，制备方法如下，以100份的聚烯烃树脂POE为基准，其它各物质的组分采用重量份数来表示：
将100份的聚烯烃树脂POE、30～80份的阻燃剂、5～10份的阻燃协同剂、0.5～1.5份的润滑剂、0.1～0.5份的抗氧剂、0.5～2份的交联剂、3～15份的填料，加入双螺杆挤出机，经熔融共混，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
优选的，本发明所采用的聚烯烃树脂为POE弹性体。
优选的，本发明所采用的阻燃剂为纳米级的氢氧化铝粉体，其粒径尺寸为100nm。
优选的，本发明所采用的阻燃协同剂为纳米氧化锌。
优选的，本发明所采用的润滑剂为甲基硅油。
优选的，本发明所所采用的抗氧剂为抗氧剂1010。
优选的，本发明所采用的交联剂为过氧化氢二异丙苯。
优选的，本发明所采用的填料为纳米级的碳酸钙。
一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料的制备方法，制备方法如下：将聚烯烃树脂、阻燃剂、阻燃协同剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂和填料，先加入高速混合机混合均匀，然后再加入双螺杆挤出机，进行熔融共混，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
优选的，双螺杆挤出机的长径比为36：1～42：1。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用POE树脂为基本材料，通过添加阻燃剂、阻燃协同剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂和填料，来制备一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。该复合材料具有阻燃性佳、强度高、伸长率大、易加工成型和成本低廉等特点，是一种综合性能十分优异的电缆护套用热塑性复合材料。
具体实施方式
本发明通过以下具体实施例对本发明技术方案进行更加详细的说明，但本发明不局限于以下提出的具体实施例。
本发明中以下实施例和比较例所用原材料牌号、物性列于表1：
表1
Figure BDA0002986012880000021
以下实施例和比较例，制备得到的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其熔融指数采用熔指仪进行测试；其力学性能按照GB/T2951.11-2008标准，其拉伸强度在万能电子拉力机上进行测试，拉伸速度500mm/min；其硬度采用邵氏硬度计进行测试，取三组数据的平均值；其阻燃性分别采用UL94垂直燃烧和极限氧指数(LOI)进行表示，样条的厚度为3.0mm。
以下所述实施例和比较例，其测试样品在150℃模压制得。
本发明实施例1～3和比较例4～6的配方组成见表2所示：
表2
Figure BDA0002986012880000031
本发明的实施例1～3和比较例4～6的测试结果与性能指标列于表3中：
表3
Figure BDA0002986012880000032
实施例1～3：采用POE树脂为基材，通过添加氢氧化铝、纳米氧化锌和其它助剂，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。由表3中实施例1～3的测试结果可以发现：该无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其熔融指数≥1.3g/10min；其拉伸强度≥13.1MPa，断裂伸长率≥453％；其邵氏硬度≤41D；其UL94垂直燃烧达V0级，极限氧指数≥32.2％。以上数据表明，制备的无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料具有很好的综合性能。
比较例4～6：由表3中的测试结果可见：未添加氢氧化铝的比较例4和比较例5，其UL94垂直燃烧结果仅为FAIL，LOI值≤23.0％；未添加纳米氧化锌和DCP的比较例6，其UL94垂直燃烧仅为V-2级，拉伸强度仅为7.8MPa。
以上实施例表明，本发明制备的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，具有阻燃性佳、强度高、伸长率大、易加工成型和成本低廉等特点，是一种综合性能十分优异的电缆护套用热塑性复合材料。
以上公开的是本发明几个具体的实施例，但本申请不仅局限于此，任何在此基础之上，对其中配方和工艺的局部变动，都应在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,以下物质的添加量以重量份数表示：将100份的聚烯烃树脂、30～80份的阻燃剂、5～10份的阻燃协同剂、0.5～1.5份的润滑剂、0.1～0.5份的抗氧剂、0.5～2份的交联剂、3～15份的填料，加入双螺杆挤出机，经熔融共混，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,聚烯烃树脂为POE弹性体。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,阻燃剂为纳米级的氢氧化铝粉体。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,阻燃协同剂为纳米氧化锌。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,润滑剂为甲基硅油。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,抗氧剂为抗氧剂1010。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,交联剂为过氧化氢二异丙苯。
8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料，其特征在于,填料为纳米级的碳酸钙。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料的制备方法，其特征在于,制备方法如下：将聚烯烃树脂、阻燃剂、阻燃协同剂、润滑剂、抗氧剂、交联剂和填料，先加入高速混合机混合均匀，然后再加入双螺杆挤出机，进行熔融共混，制备得到一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料。
10.根据权利要求9所述的一种无卤阻燃聚烯烃电缆复合材料的制备方法,其特征在于,双螺杆挤出机的长径比为36：1～42：1。
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