CN113881127A - 一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法，解决了现有技术中采用含卤阻燃剂的通信线缆护套材料在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体和烟雾，会使人窒息中毒，其危害性比大火本身更为严重的技术问题。所述护套料的制备包括下述重量份的原料：茂金属聚乙烯：15～22份；EVA：10～18份；EVA‑g‑MAH：12～25份；阻燃剂：48～60份；硅酮母粒：0.4～0.7份；聚乙烯蜡：0.3～0.5份；抗氧化剂：0.5～0.8份。本发明获得低烟无卤阻燃通信线缆护套料具有优异的阻燃性、耐高低温性能、机械性能、绝缘性能，且制备方法具有环境友好、工艺简单、节能省时的特点。

Description

一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性技术领域，具体涉及一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法。
背景技术
随着我国工业化的高速发展，通信系统、监视、控制的业务需求迅猛增加，大量通信线缆得到了广泛的应用。但同时，随着各种事故和灾害的频频发生，光缆、线缆等又常常扮演导火线的角色，使火灾迅速扩大蔓延，并损坏贵重的电子仪器和设备，影响整个线路的正常运行甚至瘫痪，从而扩大了灾害的损失。
日益严格的防火安全标准和通信线路建设的快速增长，含卤阻燃剂(特别是氯系、溴系阻燃剂)被广泛用于线缆护套并起到了较好的阻燃作用，但采用含卤阻燃剂的护套材料在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体和烟雾,使人窒息中毒,其危害性比大火本身更为严重。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有技术中采用含卤阻燃剂的护套材料在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体和烟雾，使人窒息中毒，其危害性比大火本身更为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法，以解决现有技术中采用含卤阻燃剂的通信线缆护套材料在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体和烟雾，会使人窒息中毒，其危害性比大火本身更为严重的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其制备包括下述重量份的原料：茂金属聚乙烯：15～22份；EVA：10～18份；EVA-g-MAH：12～25份；阻燃剂：48～60份；硅酮母粒：0.4～0.7份；聚乙烯蜡：0.3～0.5份；抗氧化剂：0.5～0.8份。
进一步的，各原料的重量份分别为：茂金属聚乙烯：18～20份；EVA：12～16份；EVA-g-MAH：14～20份；阻燃剂：52～57份；硅酮母粒：0.5～0.6份；聚乙烯蜡：0.4～0.5份；抗氧化剂：0.6～0.8份。
进一步的，各原料的重量份分别为：茂金属聚乙烯：18；EVA：10份；EVA-g-MAH：15份；阻燃剂：55份；硅酮母粒：0.5份；聚乙烯蜡：0.4份；抗氧化：剂0.6份。
进一步的，所述茂金属聚乙烯其熔体指数为0.5-2.0；所述EVA的熔体指数为2-5，VA含量为18-28；所述EVA-g-MAH的熔体指数为10-20
进一步的，所述阻燃剂为硅烷偶联剂表面改性处理后的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌的混合物。
进一步的，所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比5-6:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.0％-1.2％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的10％-15％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在90-100℃的高速搅拌机中搅拌3-5min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌5-8min，即可出料备用
进一步的，所述硅酮母粒中的硅含量为50％-55％，所述聚乙烯蜡熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃。
进一步的，所述抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂1010和抗氧化剂168中的任意一种或任意几种的混合物。
本发明提供的低烟无卤阻燃通信线缆护套料的制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按比例称取各原料，备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，得到混合物料；
S3.密炼：将混合物料加入到密炼机中进行密炼，时间为10～15min，温度为90～120℃，转速为200～280rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼物料经喂料螺杆挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
进一步的，所述步骤S2中，混合是在温度为40～60℃，低速混合3～5min，再高速混合1～2min，得到混合物料。
进一步的，所述步骤S4中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为130～140℃，模具温度为125～140℃。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，以聚乙烯、EVA为主要原料(主体树脂)，以EVA-g-MAH为相容剂，而EVA-g-MAH的含量较高，有效提高了阻燃剂和主体树脂的相容性，相比普通护套料有更优的力学性能；
(2)本发明提供的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，选用了阻燃剂镁铝水滑石，兼具氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂的优点，起始分解温度从200℃到320℃，应用范围更广；聚磷酸铵和硼酸锌作为镁铝水滑石的阻燃协效剂，提高镁铝水滑石的阻燃效果无卤环保阻燃剂，具有环保、安全、抑烟、无毒和价廉的优点，用于阻燃既可以达到阻燃效果，还具有低烟、低毒性的特点，对周边其他环境造成的危害极小，健康环保；
(3)本发明提供的低烟无卤阻燃通信线缆护套料及其制备方法，原材料中不含任何溶剂和卤素，经混合、密炼、挤出成型连续进行，不仅优化了生产工艺，而且具有实行节能环保的社会意义；获得低烟无卤阻燃通信线缆护套料具有优异的阻燃性、耐高低温性能、机械性能、绝缘性能，且制备方法具有环境友好、工艺简单、节能省时的特点。
具体实施方式
一、制备实施例：
实施例1：
一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料
1.1原料(按重量份)：茂金属聚乙烯：15份，EVA：18份，EVA-g-MAH：14份，阻燃剂：57份，硅酮母粒：0.6份，聚乙烯蜡：0.4份，抗氧化剂：0.5份；其中，
茂金属聚乙烯：熔体指数为1.8；
EVA：熔体指数为3，VA含量为28；
EVA-g-MAH：熔体指数为18；
硅酮母粒：硅含量为50-55％；
聚乙烯蜡：熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃；
抗氧化剂：抗氧化剂1010和抗氧化剂168的混合物，且重量比为1:2。
1.2制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按照上述原料的重量份数称取原料，待用；
所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比5.5:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.1％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的13％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在95℃的高速搅拌机中搅拌4min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌8min，即可出料备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入已称量的茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，混合是在温度为50℃，低速混合4min，再高速混合2min，得到混合物料；
S3.密炼：将混合物料加入到密炼机中进行密炼，时间为10min，温度为90～110℃，转速为220rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼物料在50℃以上挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为130℃，模具温度为130℃；挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
实施例2：
一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料
2.1原料(按重量份)：
茂金属聚乙烯：18份，EVA：10份，EVA-g-MAH：15份，阻燃剂：55份，硅酮母粒：0.5份，聚乙烯蜡：0.4份，抗氧化剂：0.6份；其中，
茂金属聚乙烯：熔体指数为2.0；
EVA：熔体指数为3，VA含量为28；
EVA-g-MAH：熔体指数为20；
硅酮母粒：硅含量为50-55％；
聚乙烯蜡：熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃；
抗氧化剂：抗氧化剂264和抗氧化剂1010的混合物，且重量比为1:3。
2.2制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按照上述原料的重量份数称取原料，待用；
所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比5:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.2％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的15％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在100℃的高速搅拌机中搅拌5min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌8min，即可出料备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入已称量的茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，混合是在温度为50℃，低速混合4min，再高速混合2min，得到混合物料；
S3.密炼：将混合完成的物料加入到密炼机中进行密炼，时间为10min，温度为100～120℃，转速为220rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼完成的物料在50℃以上挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为130℃，模具温度为130℃；挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
实施例3：
一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料
3.1原料(按重量份)：
茂金属聚乙烯：20份，EVA：15份，EVA-g-MAH：12份，阻燃剂：52份，硅酮母粒：0.5份，聚乙烯蜡：0.4份，抗氧化剂：0.8份；其中，
茂金属聚乙烯：熔体指数为2.0；
EVA：熔体指数为3，VA含量为28；
EVA-g-MAH：熔体指数为20；
硅酮母粒：硅含量为50-55％；
聚乙烯蜡：熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃；
抗氧化剂：抗氧化剂264。
3.2制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按照上述原料的重量份数称取原料，待用；
所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比6:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.0％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的10％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在90℃的高速搅拌机中搅拌8min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌5min，即可出料备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入已称量的茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，混合是在温度为60℃，低速混合4min，再高速混合2min，得到混合物料；
S3.密炼：将混合完成的物料加入到密炼机中进行密炼，时间为10min，温度为100～120℃，转速为220rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼完成的物料在50℃以上挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为130℃，模具温度为130℃；挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
实施例4：
一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料
4.1原料(按重量份)：茂金属聚乙烯：22份，EVA：12份，EVA-g-MAH：25份，阻燃剂：48份，硅酮母粒：0.4份，聚乙烯蜡：0.5份，抗氧化剂：0.7份；其中，
茂金属聚乙烯：熔体指数为2.0；
EVA：熔体指数为3，VA含量为28；
EVA-g-MAH：熔体指数为20；
硅酮母粒：硅含量为50-55％；
聚乙烯蜡：熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃；
抗氧化剂：抗氧化剂1010和抗氧化剂168的混合物，且重量比为1:2。
4.2制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按照上述原料的重量份数称取原料，待用；
所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比6:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.2％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的13％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在98℃的高速搅拌机中搅拌5min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌7min，即可出料备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入已称量的茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，混合是在温度为60℃，低速混合5min，再高速混合1min，得到混合物料；
S3.密炼：将混合物料加入到密炼机中进行密炼，时间为12min，温度为100～120℃，转速为280rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼物料在50℃以上挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为135℃，模具温度为135℃；挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
实施例5：
一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料
5.1原料(按重量份)：茂金属聚乙烯：18份，EVA：16份，EVA-g-MAH：20份，阻燃剂：60份，硅酮母粒：0.7份，聚乙烯蜡：0.7份，抗氧化剂：0.6份；其中，
茂金属聚乙烯：熔体指数为2.0；
EVA：熔体指数为3，VA含量为28；
EVA-g-MAH：熔体指数为20；
硅酮母粒：硅含量为50-55％；
聚乙烯蜡：熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃；
抗氧化剂：抗氧化剂1010和抗氧化剂168的混合物，且重量比为1:2。
5.2制备方法，包括以下步骤：
S1.称量：按照上述原料的重量份数称取原料，待用；
所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比5:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.0％；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的15％；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在100℃的高速搅拌机中搅拌3min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌5min，即可出料备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入已称量的茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，混合是在温度为40℃，低速混合3min，再高速混合2min，得到混合物料；
S3.密炼：将混合物料加入到密炼机中进行密炼，时间为15min，温度为90～110℃，转速为200rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼物料在50℃以上挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为140℃，模具温度为140℃；挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
二、实验例
对实施例1-5制得的护套料按照常规的实验方法对其进行性能检测，检测方法如下，检测结果如表1所示：
密度的检测方法为GB/T1033.1；
抗张强度和断裂伸长率的检测方法为GB/T1040.3-2006；
热老化性能的检测方法为GB/T2951.12-2008,GB/T1040.3-2006；
抗张强度变化率最大值和断裂伸长率变化率最大值的检测方法为GB/T32129-2015；
耐环境应力开裂的检测方法为GB/T2951.41-2008；
耐热应力开裂的检测方法为GB/T15065-2009附录A；
热延伸的检测方法为GB/T2951.21-2008；
低温冲击脆化温度的检测方法为GB/T5470；
体积电阻率的检测方法为GB/T1410；
介电强度的检测方法为GB/T1408.1；
烟密度的检测方法为GB/T8323.2-2008；
氧指数的检测方法为GB/T2406.2-2009；
PH值和电导率的检测方法为GB/T17650.2；
邵氏硬度的检测方法为GB/T2411。
表1低烟无卤阻燃通信线缆料性能测试结果
Figure BDA0003293995550000111

Claims (10)

1.一种低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，其制备包括下述重量份的原料：茂金属聚乙烯：15～22份；EVA：10～18份；EVA-g-MAH：12～25份；阻燃剂：48～60份；硅酮母粒：0.4～0.7份；聚乙烯蜡：0.3～0.5份；抗氧化剂：0.5～0.8份。
2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，各原料的重量份分别为：茂金属聚乙烯：18～20份；EVA：12～16份；EVA-g-MAH：14～20份；阻燃剂：52～57份；硅酮母粒：0.5～0.6份；聚乙烯蜡：0.4～0.5份；抗氧化剂：0.6～0.8份。
3.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，各原料的重量份分别为：茂金属聚乙烯：18；EVA：10份；EVA-g-MAH：15份；阻燃剂：55份；硅酮母粒：0.5份；聚乙烯蜡：0.4份；抗氧化剂：0.6份。
4.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，所述茂金属聚乙烯，其熔体指数为0.5-2.0；所述EVA的熔体指数为2-5，VA含量为18-28；所述EVA-g-MAH的熔体指数为10-20。
5.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，所述阻燃剂为硅烷偶联剂表面改性处理后的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌的混合物。
6.根据权利要求5所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，所述阻燃剂的表面改性处理采用干法预处理，具体步骤为：
①按重量比5-6:1:1称取镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌；
②称取硅烷偶联剂并用白油稀释，硅烷偶联剂的重量为镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌重量之和的1.0%-1.2%；所述白油的用量为硅烷偶联剂重量的10%-15%；
③将步骤①称取的镁铝水滑石、蜜胺包覆聚磷酸铵和硼酸锌加入预热并保温在90-100℃的高速搅拌机中搅拌3-5min；
④将步骤②中白油稀释后的硅烷偶联剂加入高速搅拌机中，继续搅拌5-8min，即可出料备用。
7.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，所述硅酮母粒中的硅含量为50%-55%，所述聚乙烯蜡熔滴点为100～120℃，粘度为180-450CPS@140℃。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂1010和抗氧化剂168中的任意一种或任意几种的混合物。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.称量：按比例称取各原料，备用；
S2.混合：在高速捏合机内，加入茂金属聚乙烯、EVA、EVA-g-MAH、阻燃剂、硅酮母粒、聚乙烯蜡和抗氧化剂进行混合，得到混合物料；
S3.密炼：将混合物料加入到密炼机中进行密炼，时间为10～15min，温度为90～120℃，转速为200～280rpm，得到密炼物料；
S4.挤出：将密炼物料经喂料螺杆挤入到双螺杆挤出机中，挤出成型后经冷却、干燥，即制得低烟无卤线缆护套料。
10.根据权利要求9所述的低烟无卤阻燃通信线缆护套料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，混合是在温度为40～60℃，低速混合3～5min，再高速混合1～2min，得到混合物料；所述步骤S4中，挤出成型时，双螺杆挤出机的机筒温度为120～160℃，机头温度为130～140℃，模具温度为125～140℃。
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