CN115819868A - 一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用 Download PDF

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郎丹丹
王晓波
王胜男
王杰
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Abstract

本发明涉及一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用，属于应用电缆护套料技术领域。本发明的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料以硬度相对较大的聚乙烯树脂为主要基体，在保证产品力学性能大大优于常规电缆护套料的情况下，同时能够满足抗静电、耐110℃的高温压力、高力学，密度大大降低；且可以满足成束C等级的燃烧的需求。

Description

一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于应用电缆护套料技术领域，尤其涉及一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用。
背景技术
聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，无臭，无毒，手感似蜡，因具有耐低温、化学稳定性好、能耐大多数酸碱的侵蚀、电绝缘性优良等优点被广泛应用于生产加工电缆护套料。
但由于聚乙烯材料的体积电阻率高达1016Ω.cm～1017Ω.cm，因此聚乙烯的电绝缘性优良，但是采用聚乙烯材料在生产电缆管或者运输、使用电缆管的过程中会产生静电，一旦受到挤压和摩擦作用，容易产生和积累静电，而静电放电可引起火灾或爆炸，从而给人们的经济带来很大的损失。
由于矿用电缆在使用过程中，安全性能要求极高，且要避免在使用过程中与外部摩擦形成静电，并有极高的力学性能要求。因此有必要开发新的抗静电电缆线，以提高电缆线使用的安全性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法与应用。本发明的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料以硬度相对较大的聚乙烯树脂为主要基体，具有耐高温、高力学、高阻燃性能，且密度大大降低。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明第一个目的是提供一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000021
所述乙稀-醋酸乙烯酯的VA含量为10wt％～40wt％。
在本发明的一个实施例中，所述乙稀-醋酸乙烯酯的VA含量为18wt％～33wt％。
在本发明的一个实施例中，所述聚乙烯为高密度聚乙烯和/或低密度聚乙烯；所述高密度聚乙烯的密度为0.940g/cm3～0.976g/cm3；所述低密度聚乙烯的密度为0.915g/cm3～0.940g/cm3。
在本发明的一个实施例中，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝和硅系无机化合物中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述溴锑阻燃剂为环保型溴锑阻燃剂，是由溴系阻燃剂与三氧化二锑进行复配所得；所述溴系阻燃剂选自溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、聚丙烯酸五溴苄酯和二溴新戊二醇中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸和蒙旦蜡中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述抗静电剂选自乙氧基化脂肪族烷基胺、烷基苯磷酸酯二乙醇胺盐、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000022
Figure BDA0003973602340000031
在本发明的一个实施例中，所述硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺的质量比为0.5～1.5:0.5～1.5。
本发明第二个目的是提供所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将乙稀-醋酸乙烯酯、聚乙烯、无机阻燃剂、硅酮、润滑剂、溴锑阻燃剂和抗静电剂进行混合，得到混合组分；
(2)将步骤(1)所得混合组分，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，得到所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料。
本发明第三个目的是提供所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料在制备电缆线中的应用。
本发明中以乙稀-醋酸乙烯酯作为部分基体材料，乙稀-醋酸乙烯酯选用VA(醋酸乙烯酯)含量为18％与VA含量为33％复配，用来提高材料与无机粉体的相容性；高流动性高密度聚乙烯和高伸长率低密度聚乙烯可以提高材料的耐高温压力性能以及力学性能；环保型溴锑阻燃剂提高材料阻燃性能；乙氧基化脂肪族烷基胺保证材料的抗静电性能；硬脂酸改善材料的加工性能，使物料更容易脱模流动，且当硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺添加量为1：1时材料体积电阻率分别为2.5×109Ω。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明中硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺会产生一定的协效作用，当硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺添加量为1：1和0.8：1.2时，材料体积电阻率分别为2.5×109Ω和7.2×109Ω。添加的硅酮可以降低材料表面摩擦系数，降低摩擦产生静电的可能。
(2)本发明的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料以硬度相对较大的聚乙烯树脂为主要基体，在保证产品力学性能大大优于常规电缆护套料的情况下，同时能够满足抗静电、耐110℃的高温压力、高力学，密度大大降低；且可以满足成束C等级的燃烧的需求。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例提供了一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000041
其中，所述溴锑阻燃剂由溴化环氧树脂与三氧化二锑进行复配所得。
本实施例矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：采用高混机混合塑化，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，风冷输送包装成品的生产流程。
实施例2
本实施例提供了一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000051
其中，所述溴锑阻燃剂由溴化环氧树脂与三氧化二锑进行复配所得。
本实施例矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：采用高混机混合塑化，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，风冷输送包装成品的生产流程。
实施例3
本实施例提供了一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000052
其中，所述溴锑阻燃剂由溴化环氧树脂与三氧化二锑进行复配所得。
本实施例矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：采用高混机混合塑化，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，风冷输送包装成品的生产流程。
实施例4
本实施例提供了一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000061
其中，所述溴锑阻燃剂由溴化环氧树脂与三氧化二锑进行复配所得。
本实施例矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法为：采用高混机混合塑化，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，风冷输送包装成品的生产流程。
对比例1
本对比例提供了一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，按重量份计，包含以下组分：
Figure BDA0003973602340000062
Figure BDA0003973602340000071
其中，所述溴锑阻燃剂由溴化环氧树脂与三氧化二锑进行复配所得。
本对比例矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料与实施例1的不同之处在于不添加乙氧基化脂肪族烷基胺，其制备方法为：采用高混机混合塑化，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，风冷输送包装成品的生产流程。
测试例：
为了对比说明本发明各实施例和对比例制备得到矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，对矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的拉伸强度、低冲脆化温度、密度、体积电阻率、断裂伸长率、高温高压和热老化后质量损失进行性能测试，对比结果见表1：
表1不同实施例与对比例的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的性能对比
Figure BDA0003973602340000072
由表1的数据明显可以看出，本发明制备得到的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料以硬度相对较大的聚乙烯树脂为主要基体，在保证产品力学性能大大优于常规电缆护套料的情况下，同时能够满足抗静电、耐110℃的高温压力、高力学，密度大大降低；且可以满足成束C等级的燃烧的需求。其中硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺会产生一定的协效作用，当硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺添加量为1：1和0.8：1.2时，材料体积电阻率分别为2.5×109Ω.cm和7.2×109Ω.cm。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
Figure FDA0003973602330000011
所述乙稀-醋酸乙烯酯的VA含量为10wt％～40wt％。
2.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述乙稀-醋酸乙烯酯的VA含量为18wt％～33wt％。
3.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯和/或低密度聚乙烯；所述高密度聚乙烯的密度为0.940g/cm3～0.976g/cm3；所述低密度聚乙烯的密度为0.915g/cm3～0.940g/cm3。
4.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝和硅系无机化合物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述溴锑阻燃剂为溴系阻燃剂与三氧化二锑进行复配所得；所述溴系阻燃剂选自溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、聚丙烯酸五溴苄酯和二溴新戊二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述抗静电剂选自乙氧基化脂肪族烷基胺、烷基苯磷酸酯二乙醇胺盐、三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，按重量份计，所述组合物包含以下组分：
Figure FDA0003973602330000021
8.根据权利要求7所述的矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于，所述硬脂酸与乙氧基化脂肪族烷基胺的质量比为0.5～1.5:0.5～1.5。
9.如权利要求1-8中任一所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将乙稀-醋酸乙烯酯、聚乙烯、无机阻燃剂、硅酮、润滑剂、溴锑阻燃剂和抗静电剂进行混合，得到混合组分；
(2)将步骤(1)所得混合组分，经过双螺杆挤出加工，然后经单螺杆挤出造粒，得到所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料。
10.由权利要求9所述矿用抗静电阻燃聚乙烯电缆料在制备电缆线中的应用。
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