用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料的製作方法
2023-11-09 11:08:57 1
本發明涉及一種阻燃電纜料，尤其涉及一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料。
背景技術：
隨著人們對環保和安全意識的增強，對電纜護套料的要求越來越高，不僅要有優異的物理機械性能，而且還要有較高的阻燃性能，根據相關文獻統計數據顯示，在火災中絕大多數人並非燒死，而是由於大量的煙、有毒氣體導致的窒息失去逃生的機會，最終失去生命。因此，用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料作為一種環保的產品正在逐漸取代傳統的PVC電纜護套料。自2008年「中國FTTH元年」以來，中國電信等國內運營商大力推進「光進銅退」，這給多芯室（局）內光纜帶來了廣闊的市場，也給多芯室（局）內光纜所需的抗粘連的低煙無滷阻燃護套料帶來了廣闊的市場。
根據公開的中國專利CN 1445793A[一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料及其製備方法]和CN 1796450A[一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料及其製備方法]表明製備無滷阻燃聚烯烴電纜採用的基體材料為乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）和高密度聚乙烯（HDPE），添加大量的無機氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑，另外添加聚乙烯蠟、抗氧劑、色母料等助劑。此類配方體系中存在以下幾點不足：一、添加大量的高密度聚乙烯使得產品的加工溫度（150℃~160℃）較高，易於線芯的子單元粘連，不能滿足多芯室（局）內光纜護套的要求；二、產品在加工過程中擠出不夠穩定，導致光纜的外徑波動較大。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，其解決了加工時與光纜線芯子單元粘連的技術問題，改善了產品的加工性能，使得光纜外徑均勻，從而保證了光纜芯的收縮完整性，信號在其中傳輸過程中不會出現大幅度衰減；同時，電纜拉伸強度≥13MPa，斷裂伸長率≥250%，氧指數≥34%，具有優異的機械性能。
為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，所述阻燃電纜絕緣料由以下重量份的組分組成：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 65~75份，
高壓茂金屬聚乙烯 20~30份，
改性聚乙烯 10~20份；
氫氧化鋁75份，氫氧化鎂30份，矽酮母料4.5份，聚乙烯蠟 1.8份，流動劑30份，抗氧劑0.45份，黑母料4份；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量在20~28%；
所述高壓茂金屬聚乙烯在190℃、2.16Kg下熔融指數≤3g/10min，密度小於0.92g/cm³；所述聚乙烯蠟軟化點≥90℃，母料炭黑含量45%~50%。
上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：
1. 上述方案中，所述氫氧化鋁、氫氧化鎂的比白度≥95%。
2. 上述方案中，所述氫氧化鋁、氫氧化鎂的比白度為98%，其粒徑為1~1.5μm。
由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：
1. 本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，解決產品在生產和使用過程中與線芯粘連和擠出不穩定導致光纜外徑波動的技術問題，目前生產的用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料採用乙烯-醋酸乙烯酯、高密度聚乙烯、氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑、聚乙烯蠟等潤滑劑、抗氧劑、色母料等助劑，而本發明採用乙烯-醋酸乙烯酯、特種改性聚乙烯、高壓茂金屬聚乙烯（EPPE）作為基體材料，在此基體材料中氫氧化鋁、氫氧化鎂為阻燃劑，再添加矽酮母料、聚乙烯蠟、流動劑、抗氧劑、色母料等助劑；本發明添加的特種改性聚乙烯除了作為基體外，還具有偶聯劑的作用，可以使無機阻燃劑與有機樹脂具有較好的相容性，從而可提高產品的物理機械性能，電纜拉伸強度≥13MPa，斷裂伸長率≥250%，氧指數≥34%；且添加的矽酮母料與特定復配基體協同作用，可持久進一步增加耐刮擦和耐磨性能，改善表面光澤度，提高塑料加工的流動性、降低扭矩、充模能力；提高樹脂在高溫複雜的模胚中脫模，在螺杆中不打滑，有利於擠出加工。
2. 本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，放棄了現有技術中的高密度聚乙烯降低了產品的加工溫度（135℃~145℃），選用特定含量的多種組分作為基材，提高了高溫時的熔體強度，改善因相容性差而出現的熔體破裂問題，進而改善擠出護套表面的光滑度，高壓茂金屬聚乙烯EPPE是一種密度小於0.92g/cm3,，熔融指數小於3g/10min的聚乙烯，其使得本發明產品具有良好的加工性能，降低螺杆剪切時的阻力，減小了螺杆的電流，使得產品在高溫擠出時出膠穩定，流動劑加入使得產品具有一定的阻燃性，可替代阻燃劑如氫氧化鋁，同時具有一定潤滑效果，可降低產品在擠出時的流動性，提高產品加工性能。
3. 本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，同時添加抗粘連流動劑從而解決了護套與線芯子單元粘連的技術問題，通過添加矽酮母料、聚乙烯蠟、流動劑等有效提高了產品的加工性能，使得擠出穩定產品表面光滑，外徑均勻。通過添加矽酮母料和流動劑還與氫氧化鋁、氫氧化鎂具有一定的協同阻燃效果，提高了產品的阻燃性能；其次，本產品所用材料均不含有滷素，因此環保燃燒時發煙量較小。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述：
所述高壓茂金屬聚乙烯在190℃、2.16Kg下熔融指數≤3g/10min，密度小於0.92g/cm³。
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA含量在20~28%；
黑母料 4份；
抗氧劑 0.45份，
流動劑 30份，
聚乙烯蠟 1.8份，
矽酮母料 4.5份，
氫氧化鎂 30份，
氫氧化鋁 75份，
改性聚乙烯 15份，
高壓茂金屬聚乙烯 21份，
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 69份，
實施例：一種用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，所述阻燃電纜絕緣料由以下重量份的組分組成：
上述流動劑為海門新龍翔特種塑料有限公司生產。
上述氫氧化鋁、氫氧化鎂的比白度≥95%，最好為98%，其粒徑為1~1.5μm。
上述聚乙烯蠟軟化點≥90℃，母料炭黑含量45%~50%。
上述改性聚乙烯的馬來酸酐接枝率選擇0.5~1。
用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料製備過程如下：按照產品的配方組分精確稱量各組分的重量，精確到±1%，將稱量準確的原材料加入到塑膠捏合機（密煉機）中進行混煉，時間約為12~15min，溫度為150~160℃，使得各組分混合均勻，完全塑化。再將其經過雙階擠出機組擠出造粒，造粒採用風冷熱切的方式，然後經過輸送管道送至旋風分離器、成品料倉後包裝。
性能檢測結果：
綜上，本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，解決產品在生產和使用過程中與線芯粘連和擠出不穩定導致光纜外徑波動的技術問題，目前生產的用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料採用乙烯-醋酸乙烯酯、高密度聚乙烯、氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑、聚乙烯蠟等潤滑劑、抗氧劑、色母料等助劑，而本發明採用乙烯-醋酸乙烯酯、特種改性聚乙烯、高壓茂金屬聚乙烯（EPPE）作為基體材料，在此基體材料中氫氧化鋁、氫氧化鎂為阻燃劑，再添加矽酮母料、聚乙烯蠟、流動劑、抗氧劑、色母料等助劑；本發明添加的特種改性聚乙烯除了作為基體外，還具有偶聯劑的作用，可以使無機阻燃劑與有機樹脂具有較好的相容性，從而可提高產品的物理機械性能，電纜拉伸強度≥13MPa，斷裂伸長率≥250%，氧指數≥34%。其次，本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，放棄了現有技術中的高密度聚乙烯降低了產品的加工溫度（135℃~145℃），選用特定含量的多種組分作為基材，提高了高溫時的熔體強度，改善因相容性差而出現的熔體破裂問題，進而改善擠出護套表面的光滑度，高壓茂金屬聚乙烯EPPE是一種密度小於0.92g/cm3,，熔融指數小於3g/10min的聚乙烯，其使得本發明產品具有良好的加工性能，降低螺杆剪切時的阻力，減小了螺杆的電流，使得產品在高溫擠出時出膠穩定。再次，本發明用於高速擠出的阻燃電纜絕緣料，同時添加抗粘連流動劑從而解決了護套與線芯子單元粘連的技術問題，通過添加矽酮母料、聚乙烯蠟、流動劑等有效提高了產品的加工性能，使得擠出穩定產品表面光滑，外徑均勻。通過添加矽酮母料和流動劑還與氫氧化鋁、氫氧化鎂具有一定的協同阻燃效果，提高了產品的阻燃性能；其次，本產品所用材料均不含有滷素，因此環保燃燒時發煙量較小。
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。