CN115368661A - 一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，包括以下组分：紫外线辐射改性的低密度聚乙烯；EVA；氢氧化镁；硅橡胶；氧化锌；硬脂酸锌；制备方法包括以下步骤：S1：对低密度聚乙烯进行预处理；S2：进行紫外灯辐照；S3：设置双辊开炼机的温度，加入紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、EVA，熔融后加入硅橡胶、氧化锌、硬质酸锌继续混合，混合完成后加入氢氧化镁，混炼均匀后下片；S4：造粒；S5：挤出。通过本发明制备得到的电缆材料在耐温性能、阻燃性能上得到进一步的提升。

Description

一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料
技术领域
本发明涉及电缆材料的制备领域，更具体的是涉及一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料。
背景技术
电线电缆工业是机械电子工业极其重要的组成部分。电线电缆是传送电能、传输信息和制造各种电器、仪表不可或缺的基本元件，是电气化、信息化的基础产品。随着社会城市现代化发展的需求，无论在微电子、家电、汽车、航空、通讯、电力等系统，还是交通运输和建筑领域对电线电缆不断提出更高的要求。
电缆料是电线电缆绝缘及护套用塑料的统称，以树脂作为基料，结合增塑剂、阻燃剂等辅助成分制成，不同电缆种类和使用环境对电缆料性能要求有所不同，传统阻燃电缆材料的基料大部分选择的是PVC聚氯乙烯，但PVC中含有氯元素，随着社会的逐渐发展人们的环保意识逐渐增强，PVC在电缆材料上的前景不再广阔，应用也受到了限制，同时市面上存在的电缆仍具有易燃、不耐温的问题。
发明内容
为解决现有技术中电缆具有易燃、不耐温的问题，现提供了一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，具体方案如下：
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，所述电缆材料包括以下重量份数的各组分：
Figure BDA0003866753200000011
Figure BDA0003866753200000021
氢氧化镁是一种添加型高效阻燃剂，在使用过程中不仅不会释放出有害物质，还能中和燃烧过程中产生的酸性腐蚀气体，是一种绿色环保型阻燃剂，因此在本技术方案中选用氢氧化镁作为阻燃剂。
所述电缆材料的制备方法包括以下步骤：
S1：对低密度聚乙烯进行预处理；
S2：将预处理后的聚乙烯置于紫外灯下进行辐照；
S3：设置双辊开炼机的温度，加入紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、EVA，熔融后加入硅橡胶、氧化锌、硬质酸锌继续混合，混合完成后加入氢氧化镁，混炼均匀后下片；
S4：将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
S5：造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
聚乙烯中缺少极性基团，因此聚乙烯属于非极性高分子材料，而电缆里所添加的无卤阻燃剂一般具有较强的极性，因此两者的相容性较差，聚乙烯经过紫外线辐射改性过后非极性的骨架碳转变为极性C-O和非极性醛酮碳，增加了聚乙烯表面的极性，再引入EVA，EVA与低密度聚乙烯相比具有较高的断裂伸长率和极限氧指数。
S2中紫外灯辐射光中心波长为175～190nm，辐照时间分别设定为5～12min，优选为6min，通过实验检测，低密度聚乙烯在辐照6min以后会出现表面刻蚀现象，因此优选辐照时间为6min，一方面确保低密度聚乙烯中极性基团的含量增加到最大值，另一方面避免低密度聚乙烯表面出现刻蚀的现象。
对低密度聚乙烯进行预处理的具体步骤为：
S1：使用浓度为1～5％的洗涤溶剂进行洗涤10min；
S2：使用去离子水再次洗涤10min；
S3：烘干后使用有机溶剂萃取后，晾干，得到预处理的低密度聚乙烯。
S3中双辊开炼机的温度为130～150℃；S3中有机溶剂为甲苯或丙酮中的任意一种，
有益效果：
(1)本发明提供了一种基于紫外线改性的耐温阻燃式电缆材料，选用低密度聚乙烯作为基体树脂，聚乙烯经过紫外线辐射改性过后非极性的骨架碳转变为极性C-O和非极性醛酮碳，增加了聚乙烯表面的极性，再引入EVA，EVA与低密度聚乙烯相比具有较高的断裂伸长率和极限氧指数，通过引入EVA改善了共混物的断裂伸长率，提高了最终制得的电缆材料的耐温能力。
(2)本发明提供了一种基于紫外线改性的耐温阻燃式电缆材料，选用氢氧化镁作为阻燃剂，氢氧化镁在使用过程中不仅不会释放有毒物质，且能中和燃烧过程中产生的酸性腐蚀气体。
(3)本发明提供了一种基于紫外线改性的耐温阻燃式电缆材料，确定最优辐照时间为6min，一方面一方面确保低密度聚乙烯中极性基团的含量增加到最大值，另一方面避免低密度聚乙烯表面出现刻蚀的现象。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一：
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，所述电缆材料包括以下重量份数的各组分：
紫外线辐射改性的低密度聚乙烯50份；EVA 10份；氢氧化镁30份；硅橡胶3份；氧化锌10份；硬脂酸锌2份；
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)对低密度聚乙烯进行预处理：
S1：使用浓度为1～5％的洗涤溶剂进行洗涤10min；
S2：使用去离子水再次洗涤10min；
S3：烘干后使用有机溶剂萃取后，晾干，得到预处理的低密度聚乙烯。
(2)将步骤(1)预处理后的聚乙烯置于紫外灯下进行辐照，设置紫外灯辐射中心波长为175nm，辐照时间分别设定为6min；
(3)设置双辊开炼机的温度为130℃，加入50份紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、10份EVA，熔融后加入3份硅橡胶、10份氧化锌、2份硬脂酸锌继续混合，混合后加入30份氢氧化镁，混炼均匀后下片；
(4)将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
(5)造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
实施例二：
一种基于紫外辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，所述电缆材料包括以下重量份数的各组分：
紫外线辐射改性的低密度聚乙烯55份；EVA 15份；氢氧化镁35份；硅橡胶7份；氧化锌20份；硬脂酸锌5份；
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)对低密度聚乙烯进行预处理：
S1：使用浓度为1～5％的洗涤溶剂进行洗涤10min；
S2：使用去离子水再次洗涤10min；
S3：烘干后使用有机溶剂萃取后，晾干，得到预处理的低密度聚乙烯。
(2)将步骤(1)预处理后的聚乙烯置于紫外灯下进行辐照，设置紫外灯辐射中心波长为175nm，辐照时间分别设定为6min；
(3)设置双辊开炼机的温度为140℃，加入55份紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、15份EVA，熔融后加入7份硅橡胶、20份氧化锌、5份硬脂酸锌继续混合，混合后加入35份氢氧化镁，混炼均匀后下片；
(4)将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
(5)造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
实施例三：
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，所述电缆材料包括以下重量份数的各组分：
紫外线辐射改性的低密度聚乙烯60份；EVA 20份；氢氧化镁40份；硅橡胶10份；氧化锌30份；硬脂酸锌8份。
一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)对低密度聚乙烯进行预处理：
S1：使用浓度为1～5％的洗涤溶剂进行洗涤10min；
S2：使用去离子水再次洗涤10min；
S3：烘干后使用有机溶剂萃取后，晾干，得到预处理的低密度聚乙烯。
(2)将步骤(1)预处理后的聚乙烯置于紫外灯下进行辐照，设置紫外灯辐射中心波长为175nm，辐照时间分别设定为6min；
(3)设置双辊开炼机的温度为150℃，加入60份紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、20份EVA，熔融后加入10份硅橡胶、30份氧化锌、8份硬脂酸锌继续混合，混合后加入40份氢氧化镁，混炼均匀后下片；
(4)将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
(5)造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，所述电缆材料包括以下重量份数的各组分：
Figure FDA0003866753190000011
2.根据权利要求1所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，所述电缆材料的制备方法包括以下步骤：
S1：对低密度聚乙烯进行预处理；
S2：将预处理后的聚乙烯置于紫外灯下进行辐照；
S3：设置双辊开炼机的温度，加入紫外线辐射改性的低密度聚乙烯、EVA，熔融后加入硅橡胶、氧化锌、硬质酸锌继续混合，混合完成后加入氢氧化镁，混炼均匀后下片；
S4：将混炼后的料片经粉碎机切碎，加入到挤出机的投料口进行造粒；
S5：造粒后的粒料经烘干后通过挤出机熔融挤出。
3.根据权利要求2所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，S2中紫外灯辐射光中心波长为175～190nm，辐照时间分别设定为5～12min。
4.根据权利要求2所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，对低密度聚乙烯进行预处理的具体步骤为：
S1：使用浓度为1～5％的洗涤溶剂进行洗涤10min；
S2：使用去离子水再次洗涤10min；
S3：烘干后使用有机溶剂萃取后，晾干，得到预处理的低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，S3中双辊开炼机的温度为130～150℃。
6.根据权利要求4所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，S3中有机溶剂为甲苯或丙酮中的任意一种。
7.根据权利要求3所述的一种基于紫外线辐射改性的耐温阻燃式电缆材料，其特征在于，辐照时间为6min。
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