CN115746448A - 一种低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阻燃绝缘材料技术领域,具体涉及一种低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺。基料包括以下组分:基础树脂80‑120质量份;相容剂5‑30质量份;阻燃剂10‑15质量份;协效剂5‑8质量份;硅烷偶联剂3‑12质量份;引发剂0.3‑2.0质量份;抗氧剂5‑10质量份;润滑剂1‑6质量份;催化剂0.5‑2.0质量份;调和剂0.5‑1.5质量份。本发明方案采用硅烷交联,免了辐照过程对产品的损伤;采用调和剂2‑乙基‑1‑己醇,能够促进阻燃剂及协效剂在基础树脂中的良好分散并加强与基础树脂的结合,从而在阻燃剂和协效剂在低于常规添加量的前提下获得了较高的阻燃性能;制得的材料具有良好的机械性能,同时也提高了材料的使用寿命。

Description

一种低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺
技术领域
本发明属于阻燃绝缘材料技术领域,具体涉及一种低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺。
背景技术
电线电缆是工农业生产和现代生活中不可或缺的重要材料,我国是全世界最大的电线电缆生产国家,电线电缆行业在我国的国民经济中占有非常重要的地位。
电缆护套是电缆的重要组成部分,保障电缆的绝缘性。然而电缆护套由高分子材料制成,常规高分子材料受热易燃烧,并且燃烧产生大量有毒烟气。为了提高电缆护套的阻燃性能,需要在电缆护套中添加大量阻燃剂,目前常用的电缆护套中,阻燃剂和阻燃协效剂总的占比普遍达20-55%。然而,随着阻燃剂的添加,阻燃性能得到提升的同时,材料的机械性能也随之下降,导致材料耐磨性、耐老化性能减弱,影响使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺,本发明的目是要在减少阻燃剂用量的前提下探寻并开发一种兼具高阻燃性能和高机械性能的低烟无卤阻燃电缆护套基料。
本发明的第一方面是提供一种低烟无卤阻燃电缆护套基料,包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000021
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,调和剂为2-乙基-1-己醇,其分子结构如图1所示。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,基础树脂为EVA树脂。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,相容剂为马来酸酐接枝物,选自LDPE、HDPE、EVA、EPDM中的一种或多种。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐中的任意一种或多种。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,协效剂为碳酸钙、二氧化硅、硼酸锌、氧化锌、氧化镁、氧化铝中的任意一种或多种。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂171、硅烷偶联剂172、硅烷偶联剂151中的任意一种或多种;
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,引发剂为无味DCP;所述催化剂为有机锡催化剂,优选辛酸亚锡。
进一步地,上述低烟无卤阻燃电缆护套基料中,抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1024中的任意一种或多种;所述润滑剂为硅橡胶、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的任意一种或多种。
本发明的第二方面是提供一种低烟无卤阻燃电缆护套基料的制备工艺,将基础树脂、阻燃剂、协效剂、抗氧剂、润滑剂用计量称加入到低速混合机预混合2-6min,再喂料进双螺杆挤出机;将剩余组分混合后从双螺杆挤出机第3节注入;挤出造粒得到低烟无卤阻燃电缆护套基料;双螺杆挤出机所有温区设置温度80-190℃,主机转速100-200RPM。
与现有技术相比,本发明提供的低烟无卤阻燃电缆护套基料及制备工艺具有如下多方面的有益效果。
1.采用硅烷交联,相对于辐照交联避免了辐照过程对产品的损伤,保障树脂分子链结构完好,阻燃剂、抗氧剂等组分的功能的发挥。
2.发现特定的调和剂2-乙基-1-己醇能够促进阻燃剂及协效剂在基础树脂中的良好分散并加强与基础树脂的结合,从而在阻燃剂和协效剂在低于常规添加量的前提下获得了较高的阻燃性能。
3.本方案阻燃剂和协效剂含量低,对机械性能的影响小,因此制得的材料具有良好的机械性能,同时也提高了材料的使用寿命。
4.本方案通过对硅烷偶联剂、引发剂及其副产物的严格控制和对生产工艺的精确控制,使制备的材料具有低VOC的优点,不良气味小,环保性佳。
5.使用高扭低速长程加工方式,有效提高了各组分的分散性,同时也利于温度的精确控制,使不同批次制备的材料在性能上具有良好的一致性。
附图说明
图1为调和剂的结构式。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明,这些实施例是示例性的,旨在说明问题和解释本发明,并不是一种限制。
实施例1
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000041
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为LDPE。
本实施例中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝。
本实施例中,协效剂为碳酸钙。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂171。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例中,所述润滑剂为硅橡胶。
实施例2
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000051
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为LDPE。
本实施例中,阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
本实施例中,协效剂为二氧化硅。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂172。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1035。
本实施例中,所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡。
实施例3
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000061
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为EVA。
本实施例中,阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
本实施例中,协效剂为硼酸锌。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂151。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1024。
本实施例中,所述润滑剂为硬脂酸。
实施例4
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000071
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为EPDM。
本实施例中,阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
本实施例中,协效剂为氧化锌。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂151。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例中,所述润滑剂为硬脂酸镁。
实施例5
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000081
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为EVA。
本实施例中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝。
本实施例中,协效剂为氧化镁。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂172。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1024。
本实施例中,所述润滑剂为硬脂酸钙。
实施例6
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000091
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为EPDM。
本实施例中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝。
本实施例中,协效剂为氧化铝。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂151。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1024。
本实施例中,所述润滑剂为硬脂酸锌。
实施例7
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000101
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为LDPE。
本实施例中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝。
本实施例中,协效剂为碳酸钙。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂171。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例中,所述润滑剂为硅橡胶。
实施例8
低烟无卤阻燃电缆护套基料包括以下组分:
Figure BDA0003982535600000111
本实施例中,调和剂为2-乙基-1-己醇。
本实施例中,基础树脂为EVA树脂。
本实施例中,相容剂为EPDM。
本实施例中,阻燃剂为二乙基次膦酸铝。
本实施例中,协效剂为氧化锌。
本实施例中,硅烷偶联剂为硅烷偶联剂151。
本实施例中,引发剂为无味DCP。
本实施例中,催化剂为有机锡催化剂辛酸亚锡。
本实施例中,抗氧剂为抗氧剂1024。
本实施例中,所述润滑剂为硅橡胶硬脂酸锌。
性能测试
按照各实施例的物料配比,使用高扭矩双螺杆挤出机(φ75),双螺杆长径比64:1,将基础树脂、阻燃剂、协效剂、抗氧剂、润滑剂用计量称加入到低速混合机预混合2-6min,再喂料进双螺杆挤出机;将剩余组分混合后从双螺杆挤出机第3节注入;挤出造粒得到低烟无卤阻燃电缆护套基料;双螺杆挤出机所有温区设置温度80-190℃,主机转速100-200RPM。对制得的各样品进行性能测试,结果如表1和表2所示。
表1性能测试结果
Figure BDA0003982535600000121
Figure BDA0003982535600000131
表2性能测试结果
Figure BDA0003982535600000132
以上实施方式是示例性的,其目的是说明本发明的技术构思及特点,以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:包括以下组分:
Figure QLYQS_1
2.根据权利要求1所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述调和剂为2-乙基-1-己醇,其分子结构如式Ⅰ所示
Figure QLYQS_2
3.根据权利要求1或2所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述基础树脂为EVA树脂。
4.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述相容剂为马来酸酐接枝物,选自LDPE、HDPE、EVA、EPDM中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述阻燃剂为二乙基次膦酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐中的任意一种或多种。
6.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述协效剂为碳酸钙、二氧化硅、硼酸锌、氧化锌、氧化镁、氧化铝中的任意一种或多种。
7.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂171、硅烷偶联剂172、硅烷偶联剂151中的任意一种或多种。
8.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述引发剂为无味DCP;所述催化剂为有机锡催化剂,优选辛酸亚锡。
9.根据权利要求3所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1035、抗氧剂1024中的任意一种或多种;所述润滑剂为硅橡胶、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1至9任一项所述的低烟无卤阻燃电缆护套基料的制备工艺,其特征在于:将基础树脂、阻燃剂、协效剂、抗氧剂、润滑剂用计量称加入到低速混合机预混合2-6min,再喂料进双螺杆挤出机;将剩余组分混合后从双螺杆挤出机第3节注入;挤出造粒得到低烟无卤阻燃电缆护套基料;双螺杆挤出机所有温区设置温度80-190℃,主机转速100-200RPM。
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