一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料的製作方法

2023-04-29 03:14:41

本發明屬於電纜材料技術領域，涉及一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料。

背景技術：

隨著經濟的發展和人們環保意識的增強，各領域對電線電纜的質量和性能要求越來越高，傳統的含滷素電纜料因其燃燒發煙量大，產生有毒致癌物質等，已逐步被無滷低煙電纜料所取代。現有的無滷低煙電纜料一類是，聚烯烴添加無機阻燃劑氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑，但要想達到較好的阻燃效果需要至少添加到60％以上，這樣就大大降低了電纜料的機械性能，影響擠出性能。尤其是此類電纜料在用於電線時阻燃通不過VW-1垂直燃燒實驗。另一類是，聚烯烴中添加磷氮膨脹型阻燃劑，此類電纜料要達到較好的阻燃性能也需要添加量大，一是成本高，二是易析出，大大影響阻燃性能。

因此，如何開發一種阻燃劑添加量低，阻燃性能好，絕緣性能優越，而且用於生產電線符合UL1581標準的VW-1垂直燃燒實驗要求的無滷低煙電纜料是本發明研究的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種機械性能和阻燃性能佳的無滷低煙電纜料，其目的是解決現有低煙無滷電纜料阻燃劑添加量大、自熄性能差的問題。

為了實現本發明的目的，採用如下技術方案：

一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料，所述電纜料包括以下重量份的原料：聚烯烴85--95份、相容劑5-15份、無機阻燃劑80-100份、有機磷氮阻燃劑20-50份；

其中，所述聚烯烴選自熱塑性彈性體、茂金屬線性低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物的一種或多種；

所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。

優選地，所述無機阻燃劑選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、聚磷酸銨、微膠囊化聚磷酸銨的一種或多種。

優選地，所述有機磷氮阻燃劑選自有機含磷阻燃劑和有機含氮阻燃劑的混合物、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽的一種或多種；所述有機含磷阻燃劑選自有機次磷酸鋁、磷酸三苯酯、季戊四醇磷酸酯的一種或多種；所述有機含氮阻燃劑選自三聚氰胺和氰尿酸三聚氰胺中的一種或兩種。

進一步地，所述電纜料還包括滑石粉30份、潤滑劑1-3份、抗氧劑0.5-3份、輻照交聯助劑2-3份、改性劑2-4份。

優選地，所述潤滑劑選自聚乙烯蠟、矽酮粉、甲基矽油的一種或多種。

優選地，所述抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯的一種或兩種。

優選地，所述輻照交聯助劑為三烯丙基異氰脲酸酯。

優選地，所述改性劑選自γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、聚矽氧烷、鈦酸酯偶聯劑的一種或多種。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

本發明通過無機阻燃劑與有機磷氮阻燃劑的復配，大大減少了無機阻燃劑的用量，不僅解決了因只添加無機阻燃劑，需要量大，機械性能差，難以達到VW-1級垂直燃燒試驗；並且解決了因只添加有機磷氮阻燃劑，需要量大，成本高，易析出的問題。本發明的電纜料拉伸強度大於等於13MPa，斷裂伸長率大於170％，阻燃性能通過1.6mmUL94V-0級垂直燃燒實驗，LOI大於等於35％。本發明的電纜料用於生產電線後能通過VW-1垂直燃燒實驗，20℃體積電阻率高，是一種機械性能好的含磷氮高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料，可廣泛應用於船艦、地鐵、力纜、控制電纜等領域。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。

實施例1

一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料，由下列重量份的原料組成：熱塑性彈性體35份、茂金屬線性低密度聚乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、馬來酸酐接枝聚乙烯15份、氫氧化鋁100份、氰尿酸三聚氰胺20份、有機次磷酸鋁15份、滑石粉30份、聚乙烯蠟2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、輻照交聯劑三烯丙基異氰脲酸酯2份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷2份。

將上述原料配比後在密煉機或擠出機中混煉均勻至145-155℃，擠出造粒；然後將電纜料擠出包覆電線電纜導電線芯上，最後以高能電子束或鈷源以120KGy的劑量進行輻照交聯。交聯後對其性能進行測試，結果如表1所示：

表1

實施例2

一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料，由下列重量份的原料組成：熱塑性彈性體40份、線性低密度聚乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、馬來酸酐接枝聚乙烯10份、氫氧化鎂70份、聚磷酸銨20份、氰尿酸三聚氰胺10份、季戊四醇磷酸酯25份、滑石粉30份、矽酮粉2份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、輻照交聯劑三烯丙基異氰脲酸酯2份、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷2份。

製備工藝同實施例1。交聯後對其性能進行測試，結果如表2所示：

表2

實施例3

一種磷氮復配高阻燃輻照交聯無滷低煙電纜料，由下列重量份的原料組成：熱塑性彈性體40份、茂金屬線性低密度聚乙烯20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、馬來酸酐接枝聚乙烯10份、氫氧化鋁60份、氫氧化鎂20份、聚磷酸銨10份、氰尿酸三聚氰胺15份、有機次磷酸鋁20份、滑石粉30份、矽酮粉3份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、硫代二丙酸二硬脂醇酯1份、輻照交聯劑三烯丙基異氰脲酸酯2份、聚矽氧烷2份。

製備工藝同實施例1。交聯後對其性能進行測試，結果如表3所示：

表3

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。