CN115651306B - 一种低烟无卤电缆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆材料技术领域，提出了一种低烟无卤电缆料，包括以下重量份原料：聚乙烯10‑20份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物20‑30份、抗氧剂1‑2份、氢氧化铝20‑30份、氢氧化镁10‑20份、硼酸锌5‑9份、硅酮母料3‑6份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.5‑1.5份、硅烷偶联剂1‑2份、交联剂1‑2份、加工助剂1‑2份、交联助剂0.5‑1份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的交联聚乙烯电缆料受到热应力、电应力和机械用力等外部影响下，绝缘性能、力学性能降低的问题。

Description

一种低烟无卤电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及电缆材料技术领域，具体的，涉及一种低烟无卤电缆料及其制备方法。

背景技术

传统电缆的最外层的主要材料为聚氯乙烯，且含有卤系阻燃剂。这种电缆料一旦发生燃烧，发烟量大，产生大量腐蚀性气体和有毒气体，对灭火及人员逃生带来了不利影响，使得火灾救援更加困难。同时聚氯乙烯电缆料在燃烧时还会释放腐蚀性气体，使得火灾现场的电器遭到腐蚀而被破坏。因此无卤电缆的市场越来越大，需求量也逐渐增大。

交联聚乙烯通信电缆是一种新型的通信技术模式，交联聚乙烯具有优异的耐热性、力学性能，能够传输大量的信息且传输稳定，干扰信息少。但是研究发现，交联聚乙烯在受到热应力、电应力和机械用力等外部影响下，会导致绝缘性能降低，力学性能出现不可避免的劣化，影响电缆料的使用性能。

发明内容

本发明提出一种低烟无卤电缆料及其制备方法，解决了现有技术中的交联聚乙烯电缆料受到热应力、电应力和机械用力等外部影响下，绝缘性能、力学性能降低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种低烟无卤电缆料，包括以下重量份原料：聚乙烯10-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、抗氧剂1-2份、氢氧化铝20-30份、氢氧化镁10-20份、硼酸锌5-9份、硅酮母料3-6份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.5-1.5份、硅烷偶联剂1-2份、交联剂1-2份、加工助剂1-2份、交联助剂0.5-1份。

作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂为含双键的硅烷偶联剂。

作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种。

作为进一步的技术方案，所述聚乙烯、二乙烯基四苯基二硅氧烷、硅烷偶联剂的质量比为10:0.5:1。

作为进一步的技术方案，所述氢氧化铝、氢氧化镁的质量比为（2-3）:1。

作为进一步的技术方案，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯中的至少一种。

作为进一步的技术方案，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。

作为进一步的技术方案，所述加工助剂为氟加工助剂。

一种低烟无卤电缆料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照任意一项所述的原料备料；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中利用过氧化物交联剂和硅烷偶联剂对聚乙烯进行交联处理，同时加入二乙烯基四苯基二硅氧烷，一方面形成-C-C-交联，另一方面形成-Si-O-Si-，形成交联网状结构，两种反应的加成大幅度改善聚乙烯的耐热性能和绝缘性能，得到的电缆料的力学性能优异，绝缘性强，耐热性较好，拉伸强度可达18MPa，135℃ 168h拉伸强度最大变化率小于10%，断裂伸长率变化率小于15%，体积电阻率可达1.9×10¹⁶Ω·cm。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

一种低烟无卤电缆料制备方法包括以下步骤：

S1、备料：聚乙烯10份、过氧化二异丙苯1份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5份、乙烯基三乙氧基硅烷1份、抗氧剂1010 1份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、氢氧化铝20份、氢氧化镁10份、硼酸锌5份、硅酮母料3份、氟加工助剂PPA 1份；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

实施例2

一种低烟无卤电缆料制备方法包括以下步骤：

S1、备料：聚乙烯20份、过氧化叔丁基异丙苯2份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1份、抗氧剂1010 1份、二乙烯基四苯基二硅氧烷1.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、氢氧化铝30份、氢氧化镁20份、硼酸锌9份、硅酮母料6份、氟加工助剂PPA 2份；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

实施例3

一种低烟无卤电缆料制备方法包括以下步骤：

S1、备料：聚乙烯15份、过氧化二异丙苯1.5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯1份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1.5份、抗氧剂1010 1.5份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、氢氧化铝24份、氢氧化镁12份、硼酸锌7份、硅酮母料4份、氟加工助剂PPA 2份；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

实施例4

一种低烟无卤电缆料制备方法包括以下步骤：

S1、备料：聚乙烯18份、过氧化二异丙苯2份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1.8、抗氧剂1010 1.6份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28份、氢氧化铝28份、氢氧化镁14份、硼酸锌8份、硅酮母料5份、氟加工助剂PPA 2份；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

实施例5

一种低烟无卤电缆料制备方法包括以下步骤：

S1、备料：聚乙烯18份、过氧化二异丙苯2份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.8份、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷1.8、抗氧剂1010 1.6份、二乙烯基四苯基二硅氧烷1.8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物28份、氢氧化铝28份、氢氧化镁14份、硼酸锌8份、硅酮母料5份、氟加工助剂PPA 2份；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。

对比例1

与实施例4相比，将二乙烯基四苯基二硅氧烷替换为等量的乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，其他与实施例4相同。

对比例2

与实施例4相比，将乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷替换为等量的二乙烯基四苯基二硅氧烷，其他与实施例4相同。

对比例3

与实施例4相比，不添加二乙烯基四苯基二硅氧烷和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，其他与实施例4相同。

按照《GB/T 32129-2015 电线电缆用无卤低烟阻燃电缆料》的相关规定对实施例和对比例的性能进行测试，结果如表1所示。

表1 实施例和对比例电缆料的性能测试结果

本发明得到的电缆料的力学性能优异，绝缘性强，耐热性较好，拉伸强度可达18MPa，135℃ 168h拉伸强度最大变化率小于10%，断裂伸长率变化率小于15%，体积电阻率可达1.9×10¹⁶Ω·cm。

根据表1可以发现，实施例5中增大了二乙烯基四苯基二硅氧烷的加入量，拉伸强度几乎不再变化，而断裂伸长率大幅降低，耐热性几乎不变，因此基于本发明中的其他原料，一般控制聚乙烯、二乙烯基四苯基二硅氧烷、硅烷偶联剂的质量比为10:0.5:1能够保证各方面性能都处于比较优异的水平。对比例1-3中分别不添加二乙烯基四苯基二硅氧烷、硅烷偶联剂中的一种或多种，会导致各方面性能都有所下降，但是断裂伸长率有所升高，这可能是由于聚乙烯发生交联后会导致断裂伸长率降低的原因导致的。

以上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 (6)

1.一种低烟无卤电缆料，其特征在于，包括以下重量份原料：聚乙烯10-20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份、抗氧剂1-2份、氢氧化铝20-30份、氢氧化镁10-20份、硼酸锌5-9份、硅酮母料3-6份、二乙烯基四苯基二硅氧烷0.5-1.5份、硅烷偶联剂1-2份、交联剂1-2份、加工助剂1-2份、交联助剂0.5-1份；

所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种；

所述聚乙烯、二乙烯基四苯基二硅氧烷、硅烷偶联剂的质量比为10:0.5:1。

2.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆料，其特征在于，所述氢氧化铝、氢氧化镁的质量比为（2-3）:1。

3.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆料，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆料，其特征在于，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种低烟无卤电缆料，其特征在于，所述加工助剂为氟加工助剂。

6.一种低烟无卤电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照权利要求1-5任意一项所述的原料备料；

S2、将原料在高混机中混合均匀；

S3、挤出、密炼出料得到低烟无卤电缆料。