CN1257513C - 一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法，该电缆料的原料包括以下组分及含量(重量份)：乙烯-醋酸乙酸共聚物65～75，高密度聚乙烯25～35，阻燃剂A90～140，阻燃剂B7～10，相容剂15～30，抗氧剂A1～2.5，抗氧剂B1～2.5，润滑剂1～1.5，交联剂4～5；该电缆料的制备方法包括配料、混合、造粒、干燥等工艺步骤；与现有技术相比，本发明具有机械及加工性能好、耐温等级高、燃烧时不易滴落等优点。

Description

一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物电缆料，尤其涉及一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及
其制备方法。
背景技术
电线电缆是国民经济各个部门(如：交通、运输、电站、通讯、地铁、高层建筑等)中不可缺少的大小动脉，同时也是失火成灾的祸源。因此自六十年代初以来世界各国竞相研制开发阻燃电线电缆产品。长期以来人们主要寄希望于卤素型阻燃剂，于是以PVC等为基材的电线电缆几乎垄断了主要市场。随着人们的环保意识的不断深入与增强，进入八十年代以后，各国政府对含卤体系燃烧时产生的二次污染(大量黑烟和酸雾)给予了空前的关注。这些烟雾足以使人因窒息而死，使重要设置(如计算机等)因腐蚀而瘫痪。因此如何设计满足低烟、低毒、低腐蚀的无卤阻燃电线电缆产品已成为全社会的当务之急。
要开发出满足要求的无卤阻燃电缆料，就必须在电缆料的基体树脂中加入大量的无机阻燃剂，而无机阻燃剂的大量添加势必大大降低材料的机械性能、加工性能，同时，还会降低材料的耐温度级，一旦材料在燃烧时易产生熔融滴落，从而加剧火势。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机械及加工性能好、耐温等级高、燃烧时不易滴落的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，该电缆料的原料包括以下组分及含量重量份：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)            65～75
高密度聚乙烯(HDPE)                    25～35
阻燃剂A                               115～130
阻燃剂B                               1.5、8～10
相容剂                                10、15～20
抗氧剂A                               1.5～2.5
抗氧剂B                               1.5～2.5、2.6
润滑剂                                3.1、3.5、4.5
交联剂                                7.5
所述的阻燃剂A选自氢氧化铝[Al(OH)3]、氢氧化镁[Mg(OH)2]中的一种或两种。
所述的阻燃剂B选自硼酸锌(ZnB)、聚磷酸铵(APP)中的一种或两种。
所述的相容剂选自乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物(EVA-g-MAH)、乙烯接枝马来酸酐共聚物(PE-g-MAH)中的一种。
所述的抗氧剂A选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(抗氧剂300)中的一种。
所述的抗氧剂B选自β，β′-硫化二丙酸二硬脂酸酯(PS802)、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)中的一种。
所述的润滑剂选自硬脂酸锌(Znste)、硅酮母料(MB50-002)中的一种或两种。
所述的交联剂选自三烯丙基异腈脲酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTM)中的一种。
一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤，首先将各原料按以下组分及含量(重量份)分别配料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65～75，高密度聚乙烯25～35，阻燃剂Al15～130，阻燃剂B1.5、8～10，相容剂10、15～20，抗氧剂A1.5～2.5，抗氧剂B1.5～2.5、2.6，润滑剂3.1、3.5、4.5，交联剂7.5；然后先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯投入高速混合机中，再投入阻燃剂A，最后投入其它所有组分；在常温下低速搅拌1～2分钟至原料混合均匀，将混合料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，螺杆各段温度如下：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃；造粒可用冷切或热切，然后干燥，干燥温度60～70℃，干燥时间0.5～1.5小时，最后称量包装得到产品。
与现有技术相比，本发明产品具有以下优点：
1.低烟特性，无论是在有焰燃烧还是在无焰燃烧时所产生的烟雾都极少，因此燃烧时对人的刺激极小。
2，低腐蚀性，由于被火烧时不产生卤化氢等腐蚀气体，因此不会危及人的性命或对机器设备构成腐蚀性损害。
3.低毒特性，材料不含卤素，且无铅、无硫、无锑等毒性物质，对环境产生污染小。
4.优越的阻燃特性，选用Al(OH)3/Mg(OH)2/ZnB或Al(OH)3/Mg(OH)2/ZnB/APP阻燃体系，可赋予材料优越的阻燃性能，而且可增加材料在燃烧时的成碳量，可有效地防止材料在燃烧时的滴落现象。此外，即使电缆在成束敷设状态下，也不会蔓延火灾，可以达到IEC332-3/IEEE-383、UL-1581/UL-1685、CSAFT-4等国际标准要求。
5.耐高温特性，选用抗氧剂A/抗氧剂B体系，能给予材料优秀的抗热、抗老化性能，使材料的耐温等级达到125℃。
6.机械、加工性能优异，由于所添加的大量无机填料与高分子聚合物的相容性很差，在添加了本发明相容剂(例如EVA-g-MAH)后，提高了材料的机械性能；此外，产品中还添加了加工助剂(例如MB50-002)，从而改善了物料的流动性，有效地降低了双螺杆的扭矩，提高了材料的加工性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其原材料配方如下：
原材料                    重量份数
EVA                       75
HDPE                      25
Al(OH)3                  50
Mg(OH)2                  65
EVA-g-MAH                 10
ZnB                       1.5
抗氧1010                  1.5
PS802                     2.6
TAIC                      7.5
Znste                     2.1
MB50-002                  1
上述电缆料的制备方法，其包括以下工艺步骤：
按总重量为40kg进行配料，将EVA和HDPE投入高速混合机中，再投入Al(OH)3和Mg(OH)2，然后投入其他所有助剂，在常温下低速搅拌1～2分钟至原料混合均匀，混合料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，温度如下：
加料段    输送段    熔融段    机头
120℃     130℃     140℃     145℃
造粒可用冷切，也可用热切，然后干燥，干燥温度60～70℃，干燥时间1小时左右，最后称量包装。
做性能检测试验，结果见表1。
实施例2
一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其原材料配方如下：
原材料                 重量份数
EVA                    70
HDPE                   30
Al(OH)3                  65
Mg(OH)2                  65
EVA-g-MAH                 20
ZnB                       8
抗氧1010                  1.5
PS802                     2.5
TAIC                      7.5
Znste                     2
MB50-002                  1.5
上述电缆料的制备方法与实施例1相同，做性能检测试验，结果见表1。
实施例3
一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其原材料配方如下：
原材料                    重量份数
EVA                       65
HDPE                      35
Al(OH)3                  65
Mg(OH)2                  50
EVA-g-MAH                 15
ZnB                       10
抗氧1010                  2.5
PS802                     1.5
TAIC                      7.5
Znste                     3
MB50-002                  1.5
上述电缆料的制备方法与实施例1相同，做性能检测试验，结果见表1。
                                                           表1
  性能   单位 实施例1 实施例2 实施例3
  密度   g/cm3 1.40 1.43 1.41
  拉伸强度   MPa 11.3 12.1 11.6
  断裂伸长率   ％   358   187   215
  老化性能   ℃×h   158×168   158×168   158×168
  拉伸强度变化率   ％   -1   -3   -6
  断裂伸长率变化率   ％   -18   -16   -19
  氧指数   ％   33   35   33.5
  体积电阻率(20℃)   Ω.m   9×1012   7.2×1012   7.7×1012
  介电强度   MV/m   29   29   29
  烟密度(有焰)   88   76   80
  烟密度(无焰)   137   122   140
  卤酸气体含量   mg/g   3.0   2.5   3.0
  毒性指数   2   2.1   1.6
  PH   5.0   5.6   5.5
  电导率   μs/mm   2.2   2.1   2.0

Claims (2)

1.一种低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于，该电缆料的原料包括以下组分及含量重量份：
    乙烯-醋酸乙烯酯共聚物               65～75
    高密度聚乙烯                        25～35
    阻燃剂A                             115-130
    阻燃剂B                             1.5、8～10
    相容剂                              10、15～20
    抗氧剂A                             1.5～2.5
    抗氧剂B                             1.5～2.5、2.6
    润滑剂                              3.1、3.5、4.5
    交联剂                              7.5
所述的阻燃剂A选自氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种；
所述的阻燃剂B选自硼酸锌、聚磷酸铵中的一种或两种；
所述的相容剂选自乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物、乙烯接枝马来酸酐共聚物中的一种；
所述的抗氧剂A选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的一种；
所述的抗氧剂B选自β，β′-硫化二丙酸二硬脂酸酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种；
所述的润滑剂选自硬脂酸锌、硅酮母料中的一种或两种；
所述的交联剂选自三烯丙基异腈脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种。
2.一种权利要求1所述的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤，首先将各原料按权利要求1所述的组分及含量重量份分别配料；然后先将乙烯一醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯投入高速混合机中，再投入阻燃剂A，最后投入其它所有组分；在常温下低速搅拌1～2分钟至原料混合均匀，将混合料下放至双螺杆加料槽，经双螺杆造粒，螺杆各段温度如下：加料段115～125℃，输送段125～135℃，熔融段135～145℃，机头140～150℃；造粒可用冷切或热切，然后干燥，干燥温度60～70℃，干燥时间0.5～1.5小时，最后称量包装得到产品。
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