CN116715912A - 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116715912A
CN116715912A CN202310742133.5A CN202310742133A CN116715912A CN 116715912 A CN116715912 A CN 116715912A CN 202310742133 A CN202310742133 A CN 202310742133A CN 116715912 A CN116715912 A CN 116715912A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
halogen
free low
retardant
cable material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310742133.5A
Other languages
English (en)
Inventor
吴保强
郭榜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angreen Dongguan New Materials Technology Co ltd
Original Assignee
Angreen Dongguan New Materials Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angreen Dongguan New Materials Technology Co ltd filed Critical Angreen Dongguan New Materials Technology Co ltd
Priority to CN202310742133.5A priority Critical patent/CN116715912A/zh
Publication of CN116715912A publication Critical patent/CN116715912A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08—Copolymers of ethene
    • C08L23/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869—Acids or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/22—Halogen free composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本申请涉及无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料领域，更具体地说，涉及一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法,无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料包括以下重量份的原料制备得到：聚乙烯20‑25份、乙烯‑丙烯酸甲酯共聚物20‑35份、乙烯辛烯共聚物10‑20份、丙烯酸树脂5‑10份、硅烷偶联剂2‑3份、相容剂2‑5份、改性阻燃剂5‑10份、润滑剂2‑6份；每份所述阻燃剂由以下重量份的组分制备得到：无机阻燃剂20‑30份、柠檬酸三丁酯5‑10份、蓖麻油10‑20份、质量分数为7‑15%的盐酸溶液6‑10份、3‑氨丙基三甲氧基硅烷5‑15份、质量分数为10‑15%的碳酸钠溶液10‑15份、茂金属线性低密度聚乙烯10‑20、硅烷偶联剂2‑5份，通过采用上述原料制备得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料具有良好的阻燃性、拉伸强度和抗撕裂强度。

Description

一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本申请涉及无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料技术领域，更具体地说，涉及一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯是电线电缆上应用最为广泛的塑料材料，该塑料是含卤材料，在燃烧时会释放出有毒有害气体并且发烟量大，易损及环境并且存在二次危害，例如在火灾现场有毒有害气体易引起人的窒息死亡。由于无卤低烟阻燃聚烯烃不含卤素而得以弥补聚氯乙烯的前述不足，因而逐渐受到业界的关注与青睐。
目前，在制备无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的过程中，为了提高阻燃性能，往往会将大量的无机阻燃剂添加至其中，如氢氧化镁、氢氧化铝以及氧化锑等，会大大降低了无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的机械物理性能，如抗拉强度、断裂伸长率和耐撕裂性等性能指标大幅下降，继而承受机械外力的能力下降。
发明内容
为了解决无机阻燃剂用量过大导致电缆的机械物理性能降低的问题，本申请提供一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，采用如下的技术方案：
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，所述无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料包括以下重量份的原料制备得到：
聚乙烯20-25份
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物20-35份
乙烯辛烯共聚物10-20份
丙烯酸树脂5-10份
硅烷偶联剂2-3份
相容剂5-10份
改性阻燃剂5-10份
润滑剂2-6份
每份所述阻燃剂由以下重量份的组分制备得到：
无机阻燃剂20-30份
柠檬酸三丁酯5-10份
蓖麻油10-20份
质量分数为7-15％的盐酸溶液6-10份
3-氨丙基三甲氧基硅烷5-15份
质量分数为10-15％的碳酸钠溶液10-15份
茂金属线性低密度聚乙烯10-20份
硅烷偶联剂2-5份。
通过采用上述技术方案，制备得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料用于制备电缆，该电缆具有良好的阻燃性、拉伸强度、抗撕裂强度和适中的断裂伸长率。其中，聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂共同搭配使用，能提高电缆的拉伸强度、抗撕裂强度，但是，阻燃性差。进一步通过改性阻燃剂的加入减少无机阻燃剂大量加入，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的拉伸强度和抗撕裂强度，同时也能提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的阻燃效果。
通过采用本申请中的改性阻燃剂，在提高电缆的阻燃性和抑烟性的同时也能降低阻燃剂的用量，防止因使用大量阻燃剂导致电缆的抗撕裂性能、拉伸强度等机械性能降低。通过柠檬酸三丁酯、蓖麻油、盐酸溶液、3-氨丙基三甲氧基硅烷、碳酸钠溶液、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联剂对无机阻燃剂进行改进，提高无机阻燃剂的阻燃性能、相容性和分散性。
优选的，无机阻燃剂为氢氧化镁或/和氢氧化铝。
通过采用上述技术方案，提高改性无机阻燃剂的阻燃性能，同时有利于与柠檬酸三丁酯、蓖麻油、盐酸溶液、3-氨丙基三甲氧基硅烷发生反应进行改性。氢氧化镁和氢氧化铝具有良好的阻燃、抑烟作用，用于制备改性无机阻燃剂，那你提高无机阻燃剂的阻性效果。
优选的，所述改性无机阻燃剂是由以下制备方法制备得到：
1)将柠檬酸三丁酯和蓖麻油混合，加入质量分数为7-15％的盐酸溶液，升温至80-100℃，加入无机阻燃剂和3-氨丙基三甲氧基硅烷，进行研磨，研磨4-5h，加入质量分数为10-15％的碳酸钠溶液，离心过滤，得到初品；
2)将初品、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联剂混合，挤出制粒，研磨至平均粒径为100-300um，得到改性无机阻燃剂。
通过采用上述技术方案，对无机阻燃剂进行改性，使得无机阻燃剂的阻燃效果提高，同时提高改性无机阻燃剂的相容性，减少无机阻燃剂在无卤低烟阻燃聚烯烃分布不均的可能。
一般地，无机阻燃剂通常呈现粉状，与聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂的相容性较差，通过本申请制备的改性阻燃剂，能提高无机阻燃剂与上述有机共聚物相容性，使得无机阻燃剂能均匀分布于无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料体系中。而直接通过将无机阻燃剂与硅烷偶联剂、聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂等高分子材料混合制备无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其效果不是很好。
对此，本申请中柠檬酸丁酯可溶解于蓖麻油中，在与盐酸溶液混合，加入无机阻燃剂和3-氨丙基三甲氧基硅烷，进行研磨，反应，对无机阻燃剂进行改性，再通过碳酸溶液进行洗涤，调节酸性。在碳酸溶液的作用下，将其盐酸进行综合，再经离心过滤，去除氯离子。再通过将初品、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联剂混合，挤出，研磨，研磨得到改性无机阻燃剂，具有良好相容性。且通过试验证明，通过本申请制备方法制备得到的改性无机阻燃剂，不需要加入大量，避免由于加入大量无机阻燃填料导致无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的拉伸强度和抗撕裂强度降低的可能性。
优选的，所述相容剂包括PE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯-己烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝的线性低密度聚乙烯或马来酸酐接枝的乙烯醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
通过采用上述相容剂，提高聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂的相容性，进一步提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的拉伸强度和抗撕裂强度。本申请中存在多种高分子聚合物，聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂是比较难相容物质。因此，需要选择一种适用于上述高分子相容的相容剂，提高上述高分子共聚物的混合均匀度，减少应混合不均导致拉伸强度、抗撕裂强度等机械性能下降的可能。
优选的，所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的含量为9-25wt％，熔融指数190℃*2.16kg 50-100g/10min，其熔点为85-90℃，其软化点为40-70℃。
通过采用上述技术方案，优化乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的性能参数，进一步提高无卤低烟阻燃电缆的断裂伸长率和抗撕裂性能，提高无卤低烟阻燃电缆承受机械外力的能力。
优选的，所述乙烯辛烯共聚物熔融指数190℃*2.16kg 1-30g/10min。
通过采用上述技术方案，优化乙烯辛烯共聚物的性能参数，使得乙烯辛烯共聚物与聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸树脂混合更均匀，得到的无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的韧性提高，进一步提高无卤低烟阻燃电缆承受机械外力的能力。
优选的，所述丙烯酸树脂的分子量为8万-10万。
通过采用上述技术方案，优化丙烯酸树脂的分子量，进一步提高无卤低烟阻燃电缆的拉伸强度、抗冲击性能、耐溶剂以及耐腐蚀性能。
优选的，所述聚乙烯由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯按照重量份比为(4-10)：3混合制备得到。
通过采用上述技术方案，优化高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的用量，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的体积电阻率，使其导电性降低。通过利用低密度聚乙烯具有良好柔软性和延伸性，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的柔软性，利用高密度聚乙烯的拉伸强度好的特性，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的拉伸强度。
优选的，所述聚乙烯、所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、所述乙烯辛烯共聚物和所述丙烯酸树脂的重量份比为20:26:18:7。
通过采用上述技术方案，优化聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂的用量，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的拉伸强度和抗撕裂强度。
第二方面，本申请提供一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，采用如下技术方案：
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、按照重量份计，将聚乙烯、丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、润滑剂和改性阻燃剂混合，挤出制粒，得到混合物A；
S2、按照重量份计，将乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物、相容剂和抗氧化剂混合密炼后，经线缆挤出机挤出，得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料。
通过采用上述技术方案，制备得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后具有良好的阻燃性和机械物理力学性能，且外观光滑。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过采用聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物、丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、相容剂、改性阻燃剂和润滑剂制备无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，可以减少无机阻燃剂的用量，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的阻燃性、拉伸强度、抗撕裂强度等性能。其中，改性无机阻燃剂是由无机阻燃剂、柠檬酸三丁酯、蓖麻油、质量分数为7-15％的盐酸溶液、3-氨丙基三甲氧基硅烷、质量分数为10-15％的碳酸钠溶液、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联共用制备得到；
通过先将柠檬酸三丁酯、蓖麻油、质量分数为7-15％的盐酸溶液、3-氨丙基三甲氧基硅烷和无机阻燃剂研磨反应，对无机阻燃剂进行改性，调剂酸值，得到初品，提高无机阻燃剂的阻燃性能。再将初品茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联混合挤出，研磨。得到改性无机阻燃剂，提高改性无机阻燃剂的相容性，以便于与聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物、丙烯酸树脂相结合，提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制备成电缆后的阻燃性、拉伸强度、抗撕裂强度等性能。
具体实施方式
实施例
实施例1
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，由以下方法制备得到：
S1、将聚乙烯0.25Kg、丙烯酸树脂0.05Kg、硅烷偶联剂0.02Kg(KH-550)、润滑剂0.06Kg(甲基丙烯酸甲酯)和改性阻燃剂0.15Kg混合，挤出制粒，得到混合物A；
S2、将乙烯-丙烯酸甲酯共聚物0.10Kg、乙烯辛烯共聚物0.05Kg、相容剂0.05Kg(PE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)和抗氧化剂0.01Kg(三乙二醇醚二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯)混合密炼后，经线缆挤出机挤出，得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料。
聚乙烯分子量为6万，熔点为100℃。
丙烯酸树脂的分子量为8万。
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的含量为5％wt,熔融指数190℃*2.16kg40g/10min，其熔点为80℃，其软化点为30℃。
乙烯辛烯共聚物的熔融指数190℃*2.16kg 1g/10min，玻璃化转温度-52℃。
其中，改性阻燃剂由以下方法制备得到：
1)将柠檬酸三丁酯0.05Kg和蓖麻油0.20Kg混合，加入质量分数为15％的盐酸溶液0.10Kg，升温至80℃，加入无机阻燃剂0.30Kg和3-氨丙基三甲氧基硅烷0.15Kg，进行研磨，研磨4h，加入质量分数为15％的碳酸钠溶液0.15Kg，离心过滤，得到初品；
2)将初品、茂金属线性低密度聚乙烯0.2Kg和硅烷偶联剂0.02Kg(KH-550)混合，挤出制粒，研磨至平均粒径为100um，得到改性无机阻燃剂。
实施例2-3与实施例1的不同之处在于，改性阻燃剂的部分原料用量和试验数据不同，具体差异如下，如表1所示：
实施例2中氢氧化镁为0.15Kg和氢氧化铝0.10Kg。
实施例4-5与实施例1的不同之处在于：制备无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料部分原料的种类、用量以及试验参数不同，具体差异如下，如表2所示
实施例6
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的含量为9wt％，熔融指数190℃*2.16kg 50g/10min，其熔点为85℃，其软化点为40℃，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
实施例7
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的含量为25wt％，熔融指数190℃*2.16kg 100g/10min，其熔点为90℃，其软化点为70℃，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
实施例8
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：聚乙烯是由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯按照重量比为4：3混合制备得到，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
其中，高密度聚乙烯的分子量为8万，低密度聚乙烯的分子量为6万。
实施例9
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例7的不同之处在于：聚乙烯是由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯按照重量比为10：3混合制备得到，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例7一致。
其中，高密度聚乙烯的分子量为8万，低密度聚乙烯的分子量为6万。
实施例10
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物和丙烯酸树脂的重量比为20:26:18:7，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
对比例
对比例1
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：将改性阻燃剂替换成等量的氢氧化镁和氢氧化铝，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
对比例2
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：将改性阻燃剂替换成氢氧化镁和氢氧化铝，且氢氧化镁和氢氧化铝中重量为改性阻燃剂重量的4倍，为0.60Kg，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
对比例3
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：将丙烯酸树脂替换成等量聚丙烯酸树脂，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
聚丙烯酸树脂分子量为8万。
对比例4
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：在制备改性无机阻燃剂的过程中，将质量分数为15％的盐酸溶液替换成等质量15％的氢氧化钠溶液，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
对比例5
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：在制备改性无机阻燃剂的过程中，将蓖麻油替换成等质量的茶籽油，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
茶籽油中不饱和脂肪酸含量为90％。
对比例6
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：在制备改性无机阻燃剂的过程中，将柠檬酸三丁酯替换成等量的丙烯酸叔丁酯，其余原料的种类、用量以及实验步骤均与实施例1一致。
对比例7
一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，本实施例与实施例1的不同之处在于：将无机阻燃剂0.30Kg、硅烷偶联剂0.02Kg(KH-550)、茂金属线性低密度聚乙烯0.2Kg，混合，挤出制粒，研磨至平均粒径为100um，得到改性无机阻燃剂。
性能检测试验
对实施例1-10和对比例1-7中制得无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料进行抗张强度、断裂伸长率、极限氧指数、烟密度、阻燃等级、老化试验性能和体积电阻率。
检测方法/试验方法老化试验：将实施例1-10和对比例1-7中制得无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料制成无卤低烟阻燃聚烯烃电缆进行裁样，将其放入空气烘箱中老化，温度设置为100℃，时间为168h，比较老化前和老化后的拉伸强度和断裂伸长率变化。
拉伸强度(MPa)：参照GB/T 2951测试。
断裂伸长率(％)：参照GB/T 2951测试。
体积电阻率：先采用体积电阻率测试实施例1-10和对比例1-7中制得无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的体积电阻率，再将实施例1-10和对比例1-7中制得无卤低烟阻燃聚烯烃电缆浸泡于水中24h，干燥，采用体积电阻率进行测试浸水后的体积电阻率。试验数据如表3所示：
表3性能检测实验数据
氧指数(％)：参照GB/31247-2014。
烟密度：参照GB/T17651的成束燃烧方法测试实施例1-10和对比例1-7中制得无卤低烟阻燃聚烯烃电缆后的透光率。
阻燃等级：参照GB/31247-2014，试验数据如表3所示：
表3性能检测实验数据
实施例或对比例 氧指数(％) 烟密度(％) 阻燃等级
实施例1 36.3 61 A
实施例2 36.9 62 A
实施例3 37.1 61 A
实施例4 36.8 63 A
实施例5 36.5 61 A
实施例6 37.5 63 A
实施例7 37.2 63 A
实施例8 38.1 65 A
实施例9 38.2 64 A
实施例10 39.6 68 A
对比例1 30 50 B1
对比例2 36.4 60 A
对比例3 31 52 A
对比例4 30 51 B2
对比例5 30 52 B2
对比例6 30 53 B2
对比例7 29 50 B2
由实施例1-10和对比例1-7，并结合表3和表4，可知通过本申请制备的无卤低烟阻燃聚烯烃电缆具有良好的阻燃性和力学机械性能。
实施例1和对比例1相比较，对比文件1中并没有使用改性无机阻燃剂，其拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率、氧指数、烟密度以及阻燃等级均低于实施例1，说明通过本申请的配方制备得到改性无机阻燃剂，能够提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率以及阻燃性能。
实施例1和对比例2相比较，对比例2中的氧指数、烟密度和阻燃等级与实施例1的基本相同，但是，对比例2中的拉伸强度、断裂伸长率明显低于实施例1，说明通过增大无机阻燃剂用量能提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的阻燃性但会导致其机械性能降低，而使用本申请减少了无机阻燃剂的用量，依旧能保持良好的阻燃性能和机械性能。
实施例1和对比例3相比，说明，通过添加丙烯酸树脂能提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的拉伸强度、断裂伸长率和体积电阻率。
实施例1和对比例4-7相比较，通过采用本申请无机阻燃剂、柠檬酸三丁酯、蓖麻油、质量分数为7-15％的盐酸溶液、3-氨丙基三甲氧基硅烷、质量分数为10-15％的碳酸钠溶液、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联共用制备改性无机阻燃剂，能够提高无卤低烟阻燃聚烯烃电缆的拉伸强度、断裂伸长率、体积电阻率以及阻燃性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，所述无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料包括以下重量份的原料制备得到：
聚乙烯20-25份
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物20-35份
乙烯辛烯共聚物10-20份
丙烯酸树脂5-10份
硅烷偶联剂2-3份
相容剂2-5份
改性阻燃剂5-10份
润滑剂2-6份
每份所述阻燃剂由以下重量份的组分制备得到：
无机阻燃剂20-30份
柠檬酸三丁酯5-10份
蓖麻油10-20份
质量分数为7-15%的盐酸溶液6-10份
3-氨丙基三甲氧基硅烷5-15份
质量分数为10-15%的碳酸钠溶液10-15份
茂金属线性低密度聚乙烯10-20份
硅烷偶联剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，所述改性无机阻燃剂是由以下制备方法制备得到：
将柠檬酸三丁酯和蓖麻油混合，加入质量分数为7-15%的盐酸溶液，升温至80-100℃，加入无机阻燃剂和3- 氨丙基三甲氧基硅烷，进行研磨，研磨4-5h，加入质量分数为10-15%的碳酸钠溶液，离心过滤，得到初品；
将初品、茂金属线性低密度聚乙烯和硅烷偶联剂混合，挤出制粒，研磨至平均粒径为100-300um，得到改性无机阻燃剂。
3.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述相容剂包括 PE 接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯-己烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝的线性低密度聚乙烯或马来酸酐接枝的乙烯醋酸乙烯共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中丙烯酸甲酯的含量为9-25wt%，熔融指数 190℃*2.16kg 50-100g/10min，其熔点为85-90℃，其软化点为40-70℃。
5.根据权利要求4所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述乙烯辛烯共聚物熔融指数 190℃*2.16kg 1-30g/10min，玻璃化转温度-52~-10℃。
6.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述丙烯酸树脂的分子量为8万-10万。
7.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化镁或/和氢氧化铝。
8.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述聚乙烯由高密度聚乙烯和低密度聚乙烯按照重量份比为（4-10）：3混合制备得到。
9.根据权利要求1所述的一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于：所述聚乙烯、所述乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、所述乙烯辛烯共聚物和所述丙烯酸树脂的重量份比为20:26:18:7。
10.一种如权利要求1-9任一项所述无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、按照重量份计，将聚乙烯、丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、润滑剂和改性阻燃剂混合，挤出制粒，得到混合物A；
S2、按照重量份计，将乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯辛烯共聚物、相容剂和抗氧化剂混合密炼后，经线缆挤出机挤出，得到无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料。
CN202310742133.5A 2023-06-21 2023-06-21 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 Pending CN116715912A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310742133.5A CN116715912A (zh) 2023-06-21 2023-06-21 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310742133.5A CN116715912A (zh) 2023-06-21 2023-06-21 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116715912A true CN116715912A (zh) 2023-09-08

Family

ID=87867688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310742133.5A Pending CN116715912A (zh) 2023-06-21 2023-06-21 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116715912A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101041731A (zh) * 2007-04-26 2007-09-26 江苏三角洲塑化有限公司 一种低烟无卤高阻燃弹性聚烯烃电缆料
CN101319065A (zh) * 2007-06-08 2008-12-10 日立电线株式会社 耐辐射非卤素阻燃树脂组合物及用该组合物的电线、电缆
CN102731891A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 苏州德尔泰高聚物有限公司 一种热塑性耐油无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101041731A (zh) * 2007-04-26 2007-09-26 江苏三角洲塑化有限公司 一种低烟无卤高阻燃弹性聚烯烃电缆料
CN101319065A (zh) * 2007-06-08 2008-12-10 日立电线株式会社 耐辐射非卤素阻燃树脂组合物及用该组合物的电线、电缆
CN102731891A (zh) * 2012-06-20 2012-10-17 苏州德尔泰高聚物有限公司 一种热塑性耐油无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102250409B (zh) 一种协效阻燃的低烟无卤聚烯烃电缆料及其制备方法
CN102209752B (zh) 抗开裂、阻燃、无卤素的缆材组合件和涂料组合物
CN101817952B (zh) 柔软型低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN103044758A (zh) 一种热塑性耐水低烟无卤阻燃电缆料及其制造方法
CN109627567A (zh) 一种b1级阻燃辐照交联低烟无卤绝缘电缆料及其制备方法
CN108017826A (zh) 一种阻燃聚乙烯护套料及其制备方法
US20100101822A1 (en) Stress/Thermal Cracking Resistant Cable Sheath Material
CN104177695A (zh) 一种交联无卤阻燃电缆料
CN104693604A (zh) 一种无卤阻燃玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
WO2019001003A1 (zh) 一种新能源汽车高压线用高阻燃复合材料及其制备方法
CN101659765A (zh) 一种无卤阻燃电缆护套料及其制造方法
EP2343334A2 (en) Clean flame retardant compositions for flame retardancy and enhancing mechanical properties to insulate wire and cable
CN105348630B (zh) 一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法
CN104292601A (zh) 一种耐油低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法
CN104744791B (zh) 一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN103739928A (zh) 一种硅树脂增效的高性能低烟无卤电力电缆护套料及其制造方法
CN100363415C (zh) 低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电子线料及其制备方法
CN111378222A (zh) B1级阻燃105℃辐照交联无卤低烟绝缘电缆料及其制备方法
CN103756119A (zh) 一种陶土改性的低烟无卤电力电缆护套料及其制造方法
CN102260387B (zh) 125℃耐候交联低烟无卤聚烯烃电缆料
CN110655707A (zh) 一种新型低烟无卤阻燃电缆料
CN111303528A (zh) 一种电力电缆用无卤低烟高阻燃高隔氧电缆料及其制备方法
CN116715912A (zh) 一种无卤低烟阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
CN114702742A (zh) 电线电缆用阻燃聚乙烯电缆料
CN114874532A (zh) 一种高性能光缆热塑性护套料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination