輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料的製作方法

2023-06-03 10:00:51 1

專利名稱：輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種低煙無滷阻燃電纜材料，特別是涉及一種輻照交聯耐油型柔 軟低煙無滷阻燃電纜材料。
背景技術：
低煙無滷阻燃電纜材料因具備環保，低煙，阻燃等優越的性能，在電線電纜行業中 越來越受到歡迎與重視，很多廠家都把它看做聚氯乙烯材料的潛在替換者。但現有常規的 低煙無滷電纜材料中均添加了大量的無機阻燃劑，在具有高阻燃特性的同時很大程度上損 失了材料的機械性能，電氣性能以及材料的柔軟性，抗低溫開裂性，從而限制了產品更廣泛 的使用。無滷電纜材料從結構上分主要有熱塑型和交聯型兩種，熱塑型材料具有可回收利 用的優點，主要應用於電力電纜、控制電纜、通訊電纜，作為該類電纜的絕緣和護套層。交聯 型低煙無滷材料主要為電子束輻照交聯料，具有優異的機械性能和耐熱性，主要用於船用 電纜、核工業電纜，機車電纜，汽車電線及電器裝備用電線中。隨著時代的進步，無滷電纜材 料的要求越來越高，產品逐漸向高阻燃性，耐高低溫性，耐油性，柔軟度等方向發展，客戶更 青睞於集多種功能於一身的低煙無滷產品。國內近幾年也有相關產品的開發專利報導，具體有中國專利CN101397380A —種 耐高溫柔軟低煙無滷阻燃聚烯烴電纜料，中國專利CN101817952A:柔軟型低煙無滷阻燃聚 烯烴電纜料及其製備方法，中國專利CN 101225224A 柔軟型線材用低煙無滷阻燃熱塑性 彈性體合金及其製備方法，中國專利CN101508806A 耐油型低煙無滷阻燃電纜材料。產品 均只有一個方面的特性，前三個專利產品均為柔軟低煙無滷阻燃材料，產品硬度低，可用於 替代柔軟聚氯乙烯材料，但不能用在耐油場合，而專利CN101508806A涉及的是一種耐油低 煙無滷阻燃電纜材料，但其硬度在普通低煙無滷阻燃電纜材料的範圍之內，無法滿足柔軟 耐油的要求。

發明內容
本發明提出的是一種輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料及製備方法，其 目的旨在克服現有技術所存在的上述缺陷，具有優越的阻燃性能(可過單根垂直燃燒)，優 良的機械性能尤其是高的柔軟度和耐油、耐高低溫性能(可在-40°C 125°C範圍內使用)， 產品硬度具有可調節性(邵氏A硬度在80-90之間)，且低煙低毒，加工性能優異。本發明的技術解決方案輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵是 組分及重量份基礎樹脂60-90份，丁腈橡膠0-20份，界面相容劑10_30份，阻燃劑80-130份，阻 燃增效劑2-15份，抗氧劑0. 5-1. 0份，交聯敏化劑1-2份，潤滑劑0. 5-1. 0份。所述的丁腈橡膠是由丙烯腈和丁二烯共聚而成，其中丙烯腈的重量百分含量為 28 40%，與本發明所用的基礎樹脂共混可以明顯改進本發明所製備的材料的耐油性能。所述的界面相容劑包括馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物或者馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，其邵氏A硬度在55 85之間，對降 低產品的硬度，提高產品的機械性能有顯著作用。所述的阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或兩種，粉狀的氫氧化鋁或氫氧化 鎂在高速攪拌機中經過表面改性處理，改性劑選用矽烷偶聯劑。阻燃增效劑包超高分子量矽酮、矽橡膠、經過微膠囊化處理的紅磷或經過表面處 理的三氧化二銻、硼酸鋅中的一種或兩種，選用兩種時他們的比例為1 1或1 2。所述抗氧劑選用酚類抗氧劑、胺類抗氧劑、硫代雙酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧 劑中的一種或兩種復配，復配比例為1 1或1 2。抗氧劑的作用在於抑制或延緩聚合物 的氧化降解反應，消除氧化反應中的過氧化游離基，還原烷氧基或烴基游離基，從而終止氧 化鏈反應，達到防止聚合物氧化降解的目的。所述交聯敏化劑選用多官能團的丙烯酸酯類，如三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)或 三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯(TMPTMA)中的一種。交聯敏化劑具有多官能團單體的不飽和 結構，在輻照過程中可進行自由基反應，使單體自由基和基礎樹脂發生接枝交聯，降低材料 輻照時需要的吸收劑量，減少材料因輻照而產生電氣、物理機械性能方面的負面影響。輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料的製備方法，包括如下工藝步驟一、無機阻燃劑的表面處理將無機阻燃劑倒入高速攪拌機中，在高速攪拌(速度 為430 475轉/分鐘)的情況下用霧化裝置均勻噴入佔無機阻燃劑質量1-2%的矽烷，噴 完後繼續高速攪拌30秒左右，使其充分被無機阻燃劑粉體吸收；二、各原料按照組分配比進行配料，然後倒入高速混合機中，以430 475轉/分 鐘的速度攪拌1分鐘，攪拌混勻後，投入雙螺杆擠出機中或者密煉機中進行混煉，雙螺杆擠 出轉速為150 200轉/分鐘，密煉溫度至130-150°C，再經單螺杆擠出機擠出造粒，切粒方 式可採用拉條水冷或水環切粒；螺杆溫度設置加料段90-120°C，壓縮段115-125 ，均化 段 120-140°C，機頭溫度 130-145°C。本發明的優點通過選擇不同硬度，不同醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物進行復配，並與丁腈橡膠複合，同時選擇低硬度的乙烯-辛烯共聚物，三元乙丙橡膠和界 面相容劑，與經表面處理的阻燃劑粉體，阻燃增效劑組合，製得了具有較好耐油性能的輻照 交聯柔軟低煙無滷阻燃電纜材料。與傳統的低煙無滷阻燃電纜材料相比較，本發明的產品 具有較好的柔軟性，耐油性，優良的機械性能，阻燃性能以及耐高低溫性能，可用於替代柔 軟聚氯乙烯材料，也可用於製造適用於耐油場合的電線電纜，集多種功能於一身。
具體實施例方式本發明將通過下述的實施例進行進一步的闡述，各實施例的具體配方見表1。在實施例1中，選用醋酸乙烯含量分別為觀％的和50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，二者重量比例為1 1，界面相容劑選用馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，其邵氏A硬度 為84，無機阻燃劑選用矽烷處理的氫氧化鎂粉末，細度為5000目左右，阻燃增效劑選用高 分子量矽酮母粒，潤滑劑選用聚乙烯蠟，抗氧劑選擇四[甲基_(3，5-二叔丁基-4-羥基 苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯復配體系，比例為1:2。實施例2中，選用醋酸乙烯含量分別為33%的和50%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，二者比例為2 1，界面相容劑選用馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物，其邵氏A硬度為63，無機阻燃劑選用矽烷處理的氫氧化鎂和氫氧化鋁，二者比例為2 1，細度均為5000目， 阻燃增效劑選用紅磷和高分子量矽酮母粒，潤滑劑選用氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鎂，抗氧劑 選擇四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和三[2. 4-二叔丁 基苯基]亞磷酸酯復配體系，比例同實例1。實施例3中，選用醋酸乙烯含量分別為33%的和40%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，二者比例為1 2，界面相容劑選用馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，其邵氏A硬度為 78，無機阻燃劑選用矽烷處理的氫氧化鎂和氫氧化鋁，二者比例為2 1。細度均為5000 目，阻燃增效劑選用紅磷和矽橡膠，潤滑劑選用氧化聚乙烯蠟和石蠟，抗氧劑選擇硫代雙酚 類抗氧劑。實施例4中，選用醋酸乙烯含量分別為的和33%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，二者比例為1 1，界面相容劑選用馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物，邵氏A硬度為63， 無機阻燃劑選用矽烷處理的氫氧化鎂和氫氧化鋁，二者比例為2 1。細度均為5000目，阻 燃增效劑選用矽酮母粒和矽橡膠母粒，潤滑劑選用氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鎂，抗氧劑選擇 硫代雙酚類抗氧劑。實施例5中，選用醋酸乙烯含量分別為的和40%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物，二者比例為3 2，界面相容劑選用馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、馬來酸酐接枝乙 烯-丙烯共聚物1 1混合，邵氏A硬度分別為80和63，無機阻燃劑選用矽烷處理的氫氧 化鋁，粒徑在0. 8-1. 2 μ m，阻燃增效劑選用矽橡膠，潤滑劑選用氧化聚乙烯蠟和硬脂酸鎂， 抗氧劑選擇硫代雙酚類抗氧劑。表1輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料的配方
權利要求
1. 一種輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵是組分及重量份數為基礎樹脂60-90 份，丁腈橡膠0-20 份，界面相容劑10-30 份，阻燃劑80-130 份，阻燃增效劑2-15 份，抗氧劑0. 5-1. 0 份，交聯敏化劑1-2 份，潤滑劑0. 5-1. 0 份；其製備方法包括如下工藝步驟一、無機阻燃劑的表面處理將無機阻燃劑倒入高速攪拌機中，在攪拌速度為430 475轉/分鐘的情況下用霧化裝置均勻噴入佔無機阻燃劑質量1-2%的矽烷，噴完後繼續高 速攪拌30秒左右，使其充分被無機阻燃劑粉體吸收；二、各原料按照組分配比進行配料，然後倒入高速混合機中，以430 475轉/分鐘的 速度攪拌1分鐘，攪拌混勻後，投入雙螺杆擠出機中或者密煉機中進行混煉，雙螺杆擠出轉 速為150 200轉/分鐘，密煉溫度至130-150°C，再經單螺杆擠出機擠出造粒，切粒方式 可採用拉條水冷或水環切粒；螺杆溫度設置加料段90-120°C，壓縮段115-125 ，均化段 120-140°C，機頭溫度 130-145°C。
2.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵是基礎 樹脂為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和三元乙丙橡膠，其中乙烯-醋酸乙烯 酯共聚物中醋酸乙烯的重量百分含量為26 50%，乙烯-辛烯共聚物選用邵氏A硬度不大 於85的牌號，三元乙丙橡膠選用乙烯含量大於70%，門尼粘度小於25的牌號。
3.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵是丁腈 橡膠是丙烯腈和丁二烯共聚而成，其中，丙烯腈的重量百分含量為觀 40%。
4.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵是界面 相容劑是馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物或者馬 來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，其邵氏A硬度在55 85之間。
5.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵在於阻 燃劑為經過表面處理的氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或兩種。
6.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵在於所 述的阻燃增效劑為超高分子量矽酮，矽橡膠，經過微膠囊化處理的紅磷或經過表面處理的 三氧化二銻、硼酸鋅中的一種或兩種。
7.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵在於所 述抗氧劑選用酚類抗氧劑、胺類抗氧劑、硫代雙酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑的一種或 兩種復配。
8.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵在於所 述的交聯敏化劑為多官能團的丙烯酸酯類，選用三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)或三甲基丙 烯酸三羥甲基丙酯(TMPTMA)中的一種。
9.根據權利要求1所述的輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其特徵在於所 述的潤滑劑選用硬脂酸鹽、石蠟、氧化聚乙烯蠟或聚乙烯蠟中的一種或幾種。
全文摘要
本發明是輻照交聯耐油型柔軟低煙無滷阻燃電纜材料，其組成按重量份數計算包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，三元乙丙橡膠，乙烯-辛烯共聚物共60-90份，丁腈橡膠0-20份，界面相容劑10-30份，阻燃劑80-130份，阻燃增效劑2-15份，抗氧劑0.5-1.0份，交聯敏化劑1-2份，潤滑劑0.5-1.0份。本發明的電纜材料製備方法主要由阻燃劑的矽烷表面改性處理，雙螺杆混煉擠出機組或密煉機機組的混煉擠出，拉條水冷或水環切粒等步驟組成，優點電纜材料具有優越的阻燃性能(可過單根垂直燃燒)，優良的機械性能尤其是高的柔軟度和耐油、耐高低溫性能(可在-40℃～125℃範圍內使用)，低煙低毒，且加工性能優異。
文檔編號C08L51/06GK102070821SQ201010587420
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者張麗本, 張建耀, 戴紅兵, 李小剛, 陳敏, 顧金雲 申請人:江蘇德威新材料股份有限公司