輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料及其製備方法
2023-06-02 15:39:16
輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料及其製備方法。其特點是所述輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料是用線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、高粘度有機矽混合物、硬脂酸鎂、含磷無滷阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑等原料，經密閉式混煉機混煉後，再用六溫度段雙螺杆擠出機擠制而成。採用本發明作為絕緣層製成的電線電纜，不僅具有阻燃性好、透光率高、電氣絕緣性好、耐水性好等優點，而且具有耐溫等級高（可在105℃環境下長期使用）、絕緣層機械物理性能好等特點。可用作低煙無滷高阻燃電線絕緣層的原料。
【專利說明】輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料及其製備方法
【技術領域】 [0001]本發明涉及一種塑料粒子及其製備方法。具體說，是用來製作低煙無滷高阻燃電線絕緣層的原料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國冶金、電力、電子、自動化及信息化網絡等行業的迅猛發展，使得與之配套的阻燃電線電纜以及電力電纜、控制電纜、信號電纜、儀器儀表電纜、計算機電纜等電線電纜的用量急劇增加。
[0003]傳統的阻燃電纜大都採用聚氯乙烯作為絕緣或護套。雖然聚氯乙烯具有阻燃好、價廉、擠出工藝好等特點，但由於其含有滷素，遇到火災燃燒時會釋放大量滷化氫氣體和濃煙，造成火災的「二次危害」，從而加大了火災的損失。經科學研究證實，滷化物對人體健康與環境所造成的危害已愈來愈嚴重，人們越來越重視環保，歐盟等都提出了對聚氯乙烯限制使用的條例。在國內，北京市供電局1998年3月即發文規定禁止聚氯乙烯類電線電纜在該局系統內使用，2002年華東建築設計研究院推出的《民用建築電線電纜防火設計規程》明確提出了使用低煙無滷電線電纜的要求。以上這些，使得低煙無滷阻燃電線電纜得到廣泛使用並呈現出很大的發展潛力，特別是在地鐵、高層建築、各種場館建築等人口密集場合都要求使用低煙無滷阻燃電線電纜。但目前市場上的低煙無滷阻燃聚烯烴電纜料存在阻燃性不高、電氣絕緣性能較差、耐水性不良等缺陷，難以滿足B類阻燃要求及有較潮溼場合使用的低煙無滷阻燃建築布電線的要求。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的一個問題是提供一種輻照交聯低煙無滷聚烯烴高阻燃電纜料。採用本發明作為絕緣層製成的電線電纜，不僅具有阻燃性好(可通過單根垂直阻燃和B類成束阻燃)、透光率高(≥80%)、電氣絕緣性好、耐水性好(可用於地下室等潮溼場合)等優點，而且具有耐溫等級高(可在105°C環境下長期使用)、絕緣層機械物理性能好等特點。
[0005]本發明要解決的另一個問題是提供一種製備輻照交聯低煙無滷聚烯烴高阻燃電纜料的方法。
[0006]為解決上述問題，採取以下技術方案:
本發明的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料特點是包括以下重量份數的原料:
線型低密度聚乙烯樹脂20-25重量份；
乙烯醋酸乙烯共聚物35~45重量份；
乙烯丙烯酸乙酯共聚物45~30重量份；
氫氧化鋁80-90重量份；
氫氧化鎂70~60重量份；
3.5水硼酸鋅10-20重量份；
高粘度有機矽混合物15~20重量份；硬脂酸鎂5~8重量份；
含磷無滷阻燃劑15~20重量份；
聚乙烯蠟0.5~1.0重量份；
抗氧劑0.8 -1.2重量份；
交聯劑0.7~1.0重量份。
[0007]其中:
所述線型低密度聚乙烯樹脂的熔融指數為1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量為28%，熔融指數為4飛g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量為15~19%，熔融指數為
0.5~5dg/min ；
所述高粘度有機矽混合物是GE東芝有機矽有限公司生產的SFR 100型高粘度有機矽混合物；
所述含磷無滷阻燃劑是德國科萊恩公司出品的OP 935型高效無滷阻燃劑，其磷含量約為23~24重量％ ；
所述抗氧劑是2，2』-硫代雙[3- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]或四[β(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交聯劑是三聚氰酸三烯丙酯。
[0008]製備所述輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料的方法特點是依次包括以下步驟:
先將線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、硬脂酸鎂、含磷無滷阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑一起投入溫度為135~145°C的密閉式混煉機中，混煉8~10分鐘，得到團狀物料；
然後，將高粘度有機矽混合物加入到上述溫度為135~145°C的密閉式混煉機中，與所述團狀物料一起繼續混煉4飛分鐘，得到料坯；
最後，將所述料坯投入六溫度段雙螺杆擠出機中，擠製成顆粒，得到輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料；其中，所述劉溫度段雙螺杆擠出機的六個溫度段溫度分別為135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0009]採用上述方案,具有如下優點:
由於本發明的原料中含有乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯醋酸乙烯共聚物，通過乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯醋酸乙烯共聚物兩者的配合，均能填充大量無滷阻燃劑。其中，前者具有更高的熱穩定性，使得本發明能適應的加工條件範圍更寬，且在遇到火災燃燒時對於防滴落有明顯的貢獻。另外，前者電絕緣性好，使得本發明具有較好的電氣絕緣性能。後者具有較好的流動性能，有助於改善擠出加工`時的流動性。
[0010]又由於本發明的原料中含有高粘度有機矽混合物和硬脂酸鎂，二者協同配合後，有助於氫氧化鋁/氫氧化鎂阻燃體系形成極佳的碳層，大大提高了本發明的阻燃性能。
[0011]由於本發明採用的含磷無滷阻燃劑抗水解性能出色，作為高效磷活性元素能顯著提高本發明遇火燃燒時的自熄性能。而高粘度有機矽混合物的加入，會使含磷無滷阻燃劑的熱穩定性得到提高，有助於改進本發明的體系阻燃效果。
[0012]另外，聞粘度有機娃混合物的加入，還提聞了本發明的耐水性。【具體實施方式】
[0013]以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0014]實施例一
先選取20重量份的線型低密度聚乙烯樹脂、35重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、45重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、80重量份的氫氧化鋁、70重量份的氫氧化鎂、10重量份的3.5水硼酸鋅、15重量份的高粘度有機矽混合物、5重量份的硬脂酸鎂、15重量份的含磷無滷阻燃劑、0.5重量份的聚乙烯蠟、0.8重量份的抗氧劑、0.7重量份的交聯劑。
[0015]然後，將線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、硬脂酸鎂、含磷無齒阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑一起投入溫度為135°C的密閉式混煉機中，混煉8分鐘，得到團狀物料。
[0016]之後，將高粘度有機矽混合物加入到上述溫度為135°C的密閉式混煉機中，與所述團狀物料一起繼續混煉4分鐘，得到料坯。
[0017]最後，將所述料坯投入六溫度段雙螺杆擠出機中，擠製成顆粒，得到輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料。其中，所述劉溫度段雙螺杆擠出機的六個溫度段溫度分別為135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0018]本實施例中:
所述線型低密度聚乙烯樹脂的熔融指數為1.0-2.0g/10min ； 所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量為28%，熔融指數為4飛g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量為15-19%，熔融指數為
0.5-5dg/min ；
所述高粘度有機矽混合物是GE東芝有機矽有限公司生產的SFR 100型高粘度有機矽混合物；
所述含磷無滷阻燃劑是德國科萊恩公司出品的OP 935型高效無滷阻燃劑，其磷含量約為23-24重量％ ；
所述抗氧劑是2，2』 -硫代雙[3- (3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯];
所述交聯劑是三聚氰酸三烯丙酯。
[0019]實施例二
先選取22重量份的線型低密度聚乙烯樹脂、40重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、38重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、85重量份的氫氧化鋁、65重量份的氫氧化鎂、15重量份的3.5水硼酸鋅、17重量份的高粘度有機矽混合物、7重量份的硬脂酸鎂、18重量份的含磷無滷阻燃劑、0.7重量份的聚乙烯蠟、1.0重量份的抗氧劑、0.8重量份的交聯劑。
[0020]然後，將線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、硬脂酸鎂、含磷無齒阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑一起投入溫度為140°C的密閉式混煉機中，混煉9分鐘，得到團狀物料。
[0021]之後，將高粘度有機矽混合物加入到上述溫度為140°C的密閉式混煉機中，與所述團狀物料一起繼續混煉5分鐘，得到料坯。
[0022]最後，將所述料坯投入六溫度段雙螺杆擠出機中，擠製成顆粒，得到輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料。其中，所述劉溫度段雙螺杆擠出機的六個溫度段溫度分別為135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0023]本實施例中:
所述線型低密度聚乙烯樹脂的熔融指數為1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量為28%，熔融指數為4-6g/10min ；所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量為15-19%，熔融指數為0.5-5dg/min ；
所述高粘度有機矽混合物是GE東芝有機矽有限公司生產的SFR 100型高粘度有機矽混合物；
所述含磷無滷阻燃劑是德國科萊恩公司出品的OP 935型高效無滷阻燃劑，其磷含量約為23-24重量％ ；
所述抗氧劑是四[β (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交聯劑是三聚氰酸三烯丙酯。
[0024]實施例三
先選取25重量份的線型低密度聚乙烯樹脂、45重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、30重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、90重量份的氫氧化鋁、60重量份的氫氧化鎂、20重量份的
3.5水硼酸鋅、20重量份的高粘度有機矽混合物、8重量份的硬脂酸鎂、20重量份的含磷無滷阻燃劑、1.0重量份的聚乙烯蠟、1.2重量份的抗氧劑、1.0重量份的交聯劑。
[0025]然後，將線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、硬脂酸鎂、含磷無齒阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑一起投入溫度為145°C的密閉式混煉機中，混煉10分鐘，得到團狀物料。
[0026]之後，將高粘度有機矽混合物加入到上述溫度為145°C的密閉式混煉機中，與所述團狀物料一起繼續混煉6分鐘，得到料坯。
[0027]最後，將所述料坯投入六溫度段雙螺杆擠出機中，擠製成顆粒，得到輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料。其中，所述劉溫度段雙螺杆擠出機的六個溫度段溫度分別為135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0028]本實施例中:
所述線型低密度聚乙烯樹脂的熔融指數為1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量為28%，熔融指數為4飛g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量為15-19%，熔融指數為
0.5-5dg/min ；
所述高粘度有機矽混合物是GE東芝有機矽有限公司生產的SFR 100型高粘度有機矽混合物；
所述含磷無滷阻燃劑是德國科萊恩公司出品的OP 935型高效無滷阻燃劑，其磷含量約為23-24重量％ ；
所述抗氧劑是四[β (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交聯劑是三聚氰酸三烯丙酯。
【權利要求】
1.輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於包括以下重量份數的原料: 線型低密度聚乙烯樹脂20-25重量份； 乙烯醋酸乙烯共聚物35~45重量份； 乙烯丙烯酸乙酯共聚物45~30重量份； 氫氧化鋁80-90重量份； 氫氧化鎂70~60重量份； 3.5水硼酸鋅10-20重量份； 高粘度有機矽混合物15~20重量份； 硬脂酸鎂5~8重量份； 含磷無滷阻燃劑15~20重量份； 聚乙烯蠟0.5~1.0重量份； 抗氧劑0.8-1.2重量份； 交聯劑0.7~1.0重量份。
2.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述線型低密度聚乙烯樹脂的熔融指數為1.0-2.0g/10min。
3.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量為28%，熔融指數為4-6g/10min。
4.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量為15~19%，熔融指數為0.5飛dg/min。
5.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述高粘度有機矽混合物是GE東芝有機矽有限公司生產的SFR 100型高粘度有機矽混合物。
6.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述含磷無滷阻燃劑是德國科萊恩公司出品的OP 935型高效無滷阻燃劑，其磷含量約為23~24重量％。
7.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述抗氧劑是2,2，-硫代雙[3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸乙酯]或四[β (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
8.如權利要求1所述的輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料，其特徵在於所述交聯劑是三聚氰酸三烯丙酯。
9.製備權利要求1所述輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料的方法，其特徵在於依次包括以下步驟: 先將線型低密度聚乙烯樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、3.5水硼酸鋅、硬脂酸鎂、含磷無滷阻燃劑、聚乙烯蠟、抗氧劑和交聯劑一起投入溫度為135~145°C的密閉式混煉機中，混煉8~10分鐘，得到團狀物料； 然後，將高粘度有機矽混合物加入到上述溫度為135~145°C的密閉式混煉機中，與所述團狀物料一起繼續混煉4飛分鐘，得到料坯； 最後，將所述料坯投入六溫度段雙螺杆擠出機中，擠製成顆粒，得到輻照交聯低煙無滷高阻燃聚烯烴電纜料；其中，所述劉溫度段雙螺杆擠出機的六個溫度段溫度分別為135°C、145 °C、155 °C、160 °C、160 °C、155 °C。
【文檔編號】C08K3/22GK103450552SQ201310416252
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】遊泳, 祁建強, 環徵程 申請人:無錫傑科塑業有限公司