CN113736169A - 一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低热释放无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法，所述无卤阻燃聚烯烃隔氧层料包括如下重量份数的原料组分：乙烯‑醋酸乙烯共聚物5‑10份、乙烯‑辛烯共聚物20‑30份、相容剂5‑10份、炭黑母料2‑3份、阻燃剂90‑100份、成壳剂3‑8份、抗氧剂0.3‑0.7份、润滑剂2‑3份和有机聚硅氧烷偶联剂0.5‑2份。本发明中无卤阻燃聚烯烃隔氧层料的阻燃效果与常规低烟无卤隔氧层料使用的氢氧化铝阻燃体系相比有显著提高；成壳性、释热性和释烟性等也大幅度提升；还能够保持良好的机械性能和加工性能。

Description

一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料领域，特别是涉及一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法。
背景技术
目前，我国轨道交通用电缆需求量巨大，同时国家对轨道交通用无卤线缆阻燃要求越来越高，无卤线缆阻燃要求需满足GB18380-2008或GB31247-2014，其中GB18380中成束燃烧A类以直流单芯和多芯低压双喷灯最难，GB31247中B1级以控制电缆最难。若隔氧层料的阻燃性有很大提升，可以使以往难通过的电缆结构变得简单一些。隔氧层料除了要满足高阻燃要求外，对其成壳性、释热性和释烟性等也有一定要求。是目前市场上低烟无卤材料开发的重点难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法，用于解决现有技术中低烟无卤聚烯烃电缆料不能满足市场需求的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括如下技术方案实现的。
本发明提供一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述无卤阻燃聚烯烃隔氧层料包括如下重量份数的原料组分：
Figure BDA0003266865160000011
Figure BDA0003266865160000021
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述有机聚硅氧烷偶联剂为0.5-2重量份。
根据上述所述无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述乙烯-辛烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.9-1.1)g/10min。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃和2.16kg压力下的熔融指数为18-23g/10min。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.07-0.15)g/10min。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述炭黑母料为炭黑与树脂载体的混合物，其中以炭黑母料的质量为基准计，所述炭黑的含量为50-60wt％；所述树脂载体为聚乙烯树脂，所述聚乙烯树脂在190℃和2.16kg下的熔融指数为(18-25)g/10min。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述阻燃剂为氢氧化镁的一种或几种。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述成壳剂为改性纳米蒙脱土、硅微粉和白炭黑中的任意一种或者两种的混合物。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述抗氧剂由质量比为1：1：(0.2-0.5)的硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成。优选地，所述多元受阻酚选自AT-10和AT-76中的一种或多种。
根据上述所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，所述有机聚硅氧烷偶联剂有助于无机阻燃剂在基体树脂中分散并减少团聚，提高隔氧层料的极限氧指数值。优选地，所述有机聚硅氧烷在25℃下的运动粘度为5.0-6.0Cst。
本发明还公开了如上述所述无卤阻燃聚烯烃隔氧层料的制备方法，包括如下步骤：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为170-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中无卤阻燃聚烯烃隔氧层料的阻燃效果与常规低烟无卤电缆料使用的氢氧化铝阻燃体系相比有显著提高；同时，热释放速率、热释放总量、烟释放速率、烟释放总量和燃烧增长速率指数等也大幅度降低；并且，还能够保持良好的机械性能，在挤出时在较快的挤出速度下仍然能够保持表面光滑。。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本申请实施例中：
所述乙烯-辛烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.9-1.1)g/10min；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃和2.16kg压力下的熔融指数为18-23g/10min；
所述乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.07-0.15)g/10min；
所述阻燃剂为氢氧化镁的一种或几种；
所述成壳剂为聚磷酸铵盐与蒙脱土混合后获得，其中，聚磷酸铵盐与蒙脱土的质量比为1：1；
所述抗氧剂由质量比为1：1：0.5的硫代二丙酸双月桂酯、多元受阻酚AT-10和三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯组成；
润滑剂为本领域常用润滑剂，如石蜡、蒙旦蜡、聚乙烯蜡；
所述有机聚硅氧烷在25℃下的运动粘度为5.0-6.0Cst。
实施例1
本实施例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分和各原料组分的重量份如下：
Figure BDA0003266865160000041
Figure BDA0003266865160000051
本实施例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
实施例2
本实施例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分及各原料组分的重量份如下：
Figure BDA0003266865160000052
本实施例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
实施例3
本实施例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分及各原料组分的重量份如下：
Figure BDA0003266865160000053
Figure BDA0003266865160000061
本实施例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
对比例1
本对比例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分及各原料组分的重量份如下
Figure BDA0003266865160000062
本对比例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
对比例2
本对比例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分及各原料组分的重量份如下
Figure BDA0003266865160000071
本对比例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
对比例3
本对比例中无卤低烟阻燃聚烯烃隔氧层料的原料组分及各原料组分的重量份如下
Figure BDA0003266865160000072
Figure BDA0003266865160000081
本对比例中制备方法如下：将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为180-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为120-145℃。
实施例1-3和对比例1-3中获得的电缆料的性能结果如表1所示。
Figure BDA0003266865160000082
由表1可以明显看出，无机阻燃剂的种类对隔氧层料的密度、热释放速率峰值、热释放总量及烟释放总量影响很大。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述无卤阻燃聚烯烃隔氧层料包括如下重量份数的原料组分：
Figure FDA0003266865150000011
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃和2.16kg压力下的熔融指数为18-23g/10min。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.9-1.1)g/10min。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述相容剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐在190℃和2.16kg下的熔融指数为(0.07-0.15)g/10min。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述炭黑母料为炭黑与树脂载体的混合物，其中以炭黑母料的质量为基准计，所述炭黑的含量为50-60wt％；所述树脂载体为聚乙烯树脂，所述聚乙烯树脂在190℃和2.16kg下的熔融指数为(18-25)g/10min。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁的一种或者几种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的无卤阻燃聚烯烃隔氧层料的制备方法，包括如下步骤：
将各原料组分通过密炼机捏合，捏合温度为170-190℃；通过单螺杆挤出机挤出造粒成型，挤出温度为145-165℃。
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