CN115710396A

CN115710396A - 一种b1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法

Info

Publication number: CN115710396A
Application number: CN202211574434.3A
Authority: CN
Inventors: 魏志明; 李恒兵; 祝宜军; 王复苏; 高山俊
Original assignee: Hefei Lasun Communication Co ltd
Current assignee: Hefei Lasun Communication Co ltd
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2023-02-24

Abstract

本发明提出了一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，以质量份数计，包括如下组分：28‑40份乙烯‑醋酸乙烯共聚物，30‑40份MLLDPE，12‑15份PE‑g‑MAH，3‑10份乙烯‑辛烯共聚物，100‑120份无机阻燃剂，10‑12份高效有机阻燃剂，5‑6份三聚氰胺，0.5‑1份抗氧剂，5‑6份成炭剂，以及2‑3份润滑剂。本发明应用酸源所释放的无机酸与多元醇进行酯化反应，反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，同时多元醇和酯脱水炭化，形成无机物和炭残余物，使体系进一步膨胀发泡，反应接近完成时，体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，从而抑制火焰进一步扩大。

Description

一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法。

背景技术

传统的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料大部分阻燃机理是将材料中的极限氧指数这一项性能做的很高，使得材料难燃。然而这一类型的电缆料很难通过电缆或光缆中要求的大规模燃烧试验和产生浓烟、滴落物使这类传统的电缆料应用场合受到限制。

随着国家对建筑防火安全的重视程度越来越高，我国工程建筑防火规范中对于一些人员密集场所和高层建筑及特殊场所的防火要求也越来越严格，民用建筑电气防火设计规范中明确规定了高于100米，小于250米的高层建筑竖井中布设的电缆、避难层和避难间明敷的电线、长期有人滞留的地下建筑、电缆在吊顶内敷设并穿越防火区时，应选用燃烧性能不低于B1级的电缆。而目前，我国现有的大部分低烟无卤阻燃电缆均达不到GB/T 31247的B1级要求，主要体现在燃烧热值比较高，热释放速率较大，燃烧滴落等问题，难于满足防火要求，经大量试验案例分析发现仅仅使用B1级低烟无卤电缆护套材料很难通过GB/T31247的B1级测试，还需要在电缆内层挤包低燃烧热值和热释放速率的隔氧料来配合才能保证电缆顺利通过GB/T 31247的B1级测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，以质量份数计，包括如下组分：28-40份乙烯-醋酸乙烯共聚物，30-40份MLLDPE，12-15份PE-g-MAH，3-10份乙烯-辛烯共聚物，100-120份无机阻燃剂，10-12份高效有机阻燃剂，5-6份三聚氰胺，0.5-1份抗氧剂，5-6份成炭剂，以及2-3份润滑剂。

进一步地，以质量份数计，包括如下组分：32-35份乙烯-醋酸乙烯共聚物，30-35份MLLDPE，10-12份PE-g-MAH，5-6份乙烯-辛烯共聚物，110-120份无极阻燃剂，10-12份高效有机阻燃剂，5-6份三聚氰胺，0.5-1份抗氧剂，5-6份成炭剂，以及2-3份润滑剂。

进一步地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌的混合物，所述氢氧化铝、三氧化二锑以及硼酸锌的质量比为5:3:1。

进一步地，所述高效有机阻燃剂为二乙基次膦酸铝，其中磷含量大于15％。

进一步地，所述抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中任意一种。

进一步地，所述成炭剂为焦哌和二氧化硅的混合物，焦哌和二氧化硅的质量比为2:1。

进一步地，所述润滑剂为硅酮母粒和高分子聚乙烯蜡的质量比为4:1的混合物。

进一步地，于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物之中，醋酸乙烯含量大于26％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的断裂伸长率大于800％；所述MLLDPE密度为0.918-0.935g/cm³；熔融指数为2-3.5g/10min。

进一步地，一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，具体如下：将按照重量比例提供各原材料按配比在高速混合机中均匀混合，在120-150℃的温度区间下经密炼机密炼，双螺杆挤出，经下机单螺杆挤出切造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过利用在线缆燃烧时较低温度时，由酸源放出能与多元醇反应且可作为脱水剂的无机酸；在稍高于释放酸的温度下，无机酸与多元醇(炭源)进行酯化反应，体系中的胺可作为酯化反应的催化剂，使酯化反应加速进行；体系在酯化反应前或反应过程中熔化；反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，同时多元醇和酯脱水炭化，形成无机物和炭残余物，使体系进一步膨胀发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，从而抑制火焰进一步扩大，产生浓烟和滴落物，满足国标GB/T 31247B1级的要求。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法，以质量份数计，包括如下组分：28-40份乙烯-醋酸乙烯共聚物，30-40份MLLDPE，12-15份PE-g-MAH，3-10份乙烯-辛烯共聚物，100-120份无机阻燃剂，10-12份高效有机阻燃剂，5-6份三聚氰胺，0.5-1份抗氧剂，5-6份成炭剂，以及2-3份润滑剂；

其中无机阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌的混合物，所述氢氧化铝、三氧化二锑以及硼酸锌的质量比为5:3:1；高效有机阻燃剂为二乙基次膦酸铝，其磷含量大于15％；抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中任意一种；成炭剂为焦哌和二氧化硅的混合物，焦哌和二氧化硅的质量比为2:1；润滑剂为硅酮母粒和高分子聚乙烯蜡的质量比为4:1的混合物。

乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量大于26％，断裂伸长率大于800％；MLLDPE为茂金属聚合催化剂生产出来的线性低密度聚乙烯，密度0.918-0.935g/cm³；熔融指数为2-3.5g/10min(2.16kg 190℃)；所述PE-g-MAH的基体树脂为MLLDPE-3518CB,接枝率大于0.9％；乙烯-辛烯共聚物的α-辛烯(8C)，密度小于0.89g/cm³。

上述所选用的氢氧化铝经化学法表面活性处理，粒径D50为1-2.5μm；所选用的三氧化二锑的粒径为0.75-1μm，纯度99.8％；所选用的硼酸锌的粒径为3-5μm。

B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，将按照重量比例提供各原材料按配比在高速混合机中均匀混合，在120-150℃的温度区间下经密炼机密炼，双螺杆挤出，经下机单螺杆挤出切造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料成品。

本发明利用在线缆燃烧时较低温度时，由焦哌燃烧时能放出能与多元醇反应且可作为脱水剂的聚偏磷酸等酸性物质；在稍高于释放酸的温度下，无机酸与多元醇(炭源)进行酯化反应，体系中的胺可作为酯化反应的催化剂，使酯化反应加速进行；体系在酯化反应前或反应过程中熔化；反应过程中产生的水蒸汽和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，同时多元醇和酯脱水炭化，形成无机物和炭残余物，使体系进一步膨胀发泡；反应接近完成时，体系胶化和固化，形成多孔泡沫炭层，从而抑制火焰进一步扩大，产生浓烟和滴落物，满足国标GB/T 31247B1级的要求。

以下结合实施例对于本申请的技术效果作进一步的说明。

实施例1

本实施例为B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料：

原料配方如下：

制备工艺：

将按照重量比例提供各原材料按配比在高速混合机中均匀混合，在120-150℃的温度区间下经密炼机密炼，双螺杆挤出，经下机单螺杆挤出切造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料成品。

材料性能：

按上述配方和工艺制备的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12MPa，断裂伸长率160％，极限氧指数40％，密度1.52g/cm3，UL94：V0；燃烧无滴落，应用在线缆上通过了GB/T 31247B1等级。

实施例2

本实施例为B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料：

原料配方如下：

制备工艺：

材料性能：

按上述配方和工艺制备的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度11MPa，断裂伸长率155％，极限氧指数45％，密度1.55g/cm3，UL94：V0；燃烧无滴落，应用在线缆上通过了GB/T 31247B1等级。

实施例3

本实施例为B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料：

原料配方如下：

制备工艺：

材料性能：

按上述配方和工艺制备的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度10.5MPa，断裂伸长率150％，极限氧指数46％，密度1.56g/cm3，UL94：V0；燃烧无滴落，应用在线缆上通过了GB/T 31247B1等级。

实施例4

本实施例为B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料：

原料配方如下：

制备工艺：

材料性能：

按上述配方和工艺制备的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度12MPa，断裂伸长率165％，极限氧指数42％，密度1.52g/cm³，UL94：V0；燃烧无滴落，应用在线缆上通过了GB/T 31247B1等级。

实施例5

本实施例为B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料：

原料配方如下：

制备工艺：

材料性能：

按上述配方和工艺制备的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料具有的性能为：拉伸强度11.5MPa，断裂伸长率165％，极限氧指数43％，密度1.54g/cm³，UL94：V0；燃烧无滴落，应用在线缆上通过了GB/T 31247B1等级。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims

1.一种B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：28-40份乙烯-醋酸乙烯共聚物，30-40份MLLDPE，12-15份PE-g-MAH，3-10份乙烯-辛烯共聚物，100-120份无机阻燃剂，10-12份高效有机阻燃剂，5-6份三聚氰胺，0.5-1份抗氧剂，5-6份成炭剂，以及2-3份润滑剂。

2.根据权利要求1所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：32-35份乙烯-醋酸乙烯共聚物，30-35份MLLDPE，10-12份PE-g-MAH，5-6份乙烯-辛烯共聚物，110-120份无极阻燃剂，10-12份高效有机阻燃剂，5-6份三聚氰胺，0.5-1份抗氧剂，5-6份成炭剂，以及2-3份润滑剂。

3.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌的混合物，所述氢氧化铝、三氧化二锑以及硼酸锌的质量比为5:3:1。

4.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述高效有机阻燃剂为二乙基次膦酸铝，其中磷含量大于15％。

5.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中任意一种。

6.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述成炭剂为焦哌和二氧化硅的混合物，焦哌和二氧化硅的质量比为2:1。

7.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮母粒和高分子聚乙烯蜡的质量比为4:1的混合物。

8.根据权利要求2所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料，其特征在于，于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物之中，醋酸乙烯含量大于26％，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的断裂伸长率大于800％；所述MLLDPE密度为0.918-0.935g/cm³；熔融指数为2-3.5g/10min。

9.一种如权利要求1-8任一所述的B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，具体如下：将按照重量比例提供各原材料按配比在高速混合机中均匀混合，在120-150℃的温度区间下经密炼机密炼，双螺杆挤出，经下机单螺杆挤出切造粒，旋风分离机送料，振动筛筛分然后包装，即成B1级无滴落物低烟无卤聚烯烃电缆料成品。