專利名稱：：柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無(wú)鹵阻燃材料領(lǐng)域，特別是一種柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有常規(guī)的無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料是通過(guò)添加大量無(wú)機(jī)阻燃劑的方法達(dá)到高的阻燃性能，但是在大量添加阻燃劑的同時(shí)會(huì)影響材料本身的力學(xué)、電氣性能，使得材料缺乏柔軟性，易開(kāi)裂，表現(xiàn)為抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率顯著下降；體積電阻率、擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降，介質(zhì)損耗大幅度升高等。這些綜合性能的降低限制了無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料在電纜材料中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決現(xiàn)有無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料所存在的阻燃效果高但力學(xué)、電氣性能顯著降低的問(wèn)題，為此提供一種阻燃性能高且力學(xué)、電氣性能好的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料。本發(fā)明的另一目的是提供一種柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的制備方法。一種柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于由下列質(zhì)量份數(shù)組份組成乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物8090，線性低密度聚乙烯1020，經(jīng)表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑65130，增效劑1030，高分子相容劑1020，抗氧劑0.91.5，加工助劑12。所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為1228%。所述的增效劑是由乙烯_醋酸乙烯酯共聚物、有機(jī)硅高分子化合物和金屬化合物組成，各組成成分質(zhì)量百分比為乙烯_醋酸乙烯酯共聚物2025%，有機(jī)硅高分子化合物2025%，金屬化合物4060%，所述的金屬化合物是指二氧化硅、氧化鎳、氧化鎂、氧化鋅、二茂鐵、硬脂酸鎂中一種或幾種組成的混合物。有機(jī)硅高分子化合物的加入既有利于阻燃劑的分散，又能阻止基體樹(shù)脂熱熔化后的滴流，同時(shí)能在燃燒時(shí)與氫氧化鎂生成玻璃狀的無(wú)機(jī)層，阻隔熱和氧的傳輸，從而抑制燃燒；金屬化合物在含吸熱氫氧化物的阻燃體系中作為催化劑，能促進(jìn)阻燃劑與被阻燃聚合物間的化學(xué)反應(yīng)，加速氫氧化物脫水和降低脫水溫度，催化聚合物脫氫碳化。有機(jī)硅與金屬化合物的阻燃協(xié)效作用大幅度提高了材料的氧指數(shù)。所述增效劑中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為40%。所述的無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、水滑石中的一種或兩種。所述高分子相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯中的一種。所述抗氧劑為四[β_(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、叔辛胺三嗪與乙二胺哌啶的聚合物、4，4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一種或兩種并用。所述加工助劑選自硬脂酸鋅、高分子蠟、乙撐雙硬脂酰胺的一種。制備本發(fā)明所述柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的方法包括以下步驟1)制備基體樹(shù)脂將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與線性低密度聚乙烯按質(zhì)量組份(8090)(1020)配比比例加入單螺桿擠出機(jī)共混、造粒，作為基體樹(shù)脂；2)無(wú)機(jī)阻燃劑的表面處理將無(wú)機(jī)阻燃劑及占其質(zhì)量12%的表面處理劑加入高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面改性處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸中的一種；3)各原料按照組份配比的質(zhì)量份數(shù)進(jìn)行配料，放入高速混合機(jī)中，在室溫下低速攪拌23分鐘，待物料混勻后，放入脈動(dòng)式單螺桿往復(fù)機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行混合，再經(jīng)單螺桿擠出造粒，螺桿各段溫度為加料段115125°C，輸送段125130°C，熔融段130145°C，機(jī)頭1351400Cο與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特性優(yōu)越的阻燃性能(氧指數(shù)達(dá)36)；優(yōu)異的韌性、耐彎曲性；低密度(密度僅為1.28g/cm3)、低煙、低腐蝕、低毒、環(huán)境友好等，且具有良好的加工性能，擠出物表面光亮。本發(fā)明所提供的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料是一種突破性的技術(shù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品是以共混改性的聚烯烴作基料，以無(wú)機(jī)阻燃劑和增效劑填充復(fù)合而成，獨(dú)特的配方實(shí)現(xiàn)了低填充情況下的高效阻燃，本發(fā)明的重要貢獻(xiàn)在于發(fā)明人經(jīng)過(guò)數(shù)年研究得到的增效劑及其獨(dú)特配方。本產(chǎn)品極限氧指數(shù)彡35，斷裂伸長(zhǎng)率彡500%，密度<1.3g/cm3，適用于生產(chǎn)柔軟的建筑用電纜，也可用于機(jī)械安裝用電纜、控制電纜、小同軸電纜等。該電纜料具有以下特性優(yōu)越的阻燃性能；優(yōu)異的韌性、耐彎曲性；低密度、低煙、低腐蝕、低毒、環(huán)境友好等，且具有良好的加工性能，擠出物表面光亮。圖1為本發(fā)明柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料熱老化前(a)和熱老化后(b)斷面形貌的SEM照片，老化條件為100°CX168h；圖2為普通型無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料熱老化前(a)和熱老化后(b)斷面形貌的SEM照片，老化條件為100°CX168h。具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例，其原材料配方見(jiàn)表1。表1柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料配方<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其中實(shí)施例1無(wú)機(jī)阻燃劑采用氫氧化鎂，高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯；抗氧劑采用4，4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)，加工助劑采用硬脂酸鋅。不增加任何增效材料。實(shí)施例2無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂。高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝乙烯_醋酸乙烯酯；增效劑組成(質(zhì)量百分比)為硅橡膠20%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為40%)25%，二氧化硅25%，氧化鎳10%，硬脂酸鎂20%?？寡鮿┎捎盟腫β_(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；加工助劑采用高分子蠟。實(shí)施例3無(wú)機(jī)阻燃劑采用氫氧化鎂75份和水滑石20份(質(zhì)量份數(shù))并用；高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯；增效劑組成(質(zhì)量百分比)為硅橡膠20%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為40%)20%，二氧化硅20%，二茂鐵15%，硬脂酸鎂25%；抗氧劑采用四[β-(3.5-二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和叔辛胺三嗪與乙二胺哌啶的聚合物并用；加工助劑采用乙撐雙硬脂酰胺。實(shí)施例4無(wú)機(jī)阻燃劑采用氫氧化鎂50份和氫氧化鋁15份(質(zhì)量份數(shù))并用；高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯；增效劑組成(質(zhì)量百分比)為硅橡膠25%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為40%)25%，二氧化硅20%，氧化鎂15%，氧化鎳15%；抗氧劑采用4，4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)和硫代二丙酸二硬脂醇酯并用。加工助劑采用硬脂酸鋅。實(shí)施例5無(wú)機(jī)阻燃劑采用氫氧化鋁；高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯；阻燃增效劑組成(質(zhì)量百分比)為硅橡膠25%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20%，二氧化硅15%，氧化鋅20%，硬脂酸鎂20%。抗氧劑采用四[β-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。加工助劑采用高分子蠟。實(shí)施例6無(wú)機(jī)阻燃劑采用氫氧化鎂50份和氫氧化鋁30份(質(zhì)量份數(shù))并用；高分子相容劑采用馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯；抗氧劑采用4，4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)和硫代二丙酸二硬脂醇酯并用。加工助劑采用乙撐雙硬脂酰胺。添加硅粉作為增效材料。表1中六種電纜護(hù)套料的制備方法相同，包括以下工藝步驟1)制備基體樹(shù)脂將乙烯_醋酸乙烯酯共聚物與線性低密度聚乙烯按重量組份(8090)(2010)配比比例加入單螺桿擠出機(jī)共混、造粒，作為基體樹(shù)脂；2)無(wú)機(jī)阻燃劑的表面處理將無(wú)機(jī)阻燃劑及占其質(zhì)量12%的表面處理劑加入高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面改性處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸中的一種；按總重量50kg進(jìn)行配料，將共混改性好的聚烯烴基體樹(shù)脂，抗氧劑，高分子相容齊U，表面處理后的阻燃增效劑加入到高速混合機(jī)中，再加入無(wú)機(jī)阻燃劑和高分子蠟，在室溫下低速攪拌23分鐘。待物料混勻后，放入往復(fù)機(jī)進(jìn)行混合，經(jīng)單螺桿擠出，風(fēng)冷切粒，螺桿各段的溫度如下位置加料段輸送段熔融段機(jī)頭溫度120°C130°C145°C140°C各實(shí)施例制備得到的電纜料性能列于表2中。表2不同實(shí)施例電纜料的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根據(jù)實(shí)施例2生產(chǎn)的成品材料經(jīng)國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行全面性能檢測(cè)，其結(jié)果列于表3。表3柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于由下列質(zhì)量份數(shù)組份組成乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80～90，線性低密度聚乙烯10～20，經(jīng)表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑65～130，增效劑10～30，高分子相容劑10～20，抗氧劑0.9～1.5，加工助劑1～2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為1228%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述的增效劑是由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有機(jī)硅高分子化合物和金屬化合物組成，各組成成分質(zhì)量百分比為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物2025%，有機(jī)硅高分子化合物2025%，金屬化合物4060%，所述的金屬化合物是指二氧化硅、氧化鎳、氧化鎂、氧化鋅、二茂鐵、硬脂酸鎂中一種或幾種組成的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述增效劑中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中醋酸乙烯酯的質(zhì)量百分比含量為40%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂、水滑石中的一種或兩種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述高分子相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述抗氧劑為四[β-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、叔辛胺三嗪與乙二胺哌啶的聚合物、4，4'-硫代雙(6-特丁基間甲酚)、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一種或兩種并用。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于所述加工助劑選自硬脂酸鋅、高分子蠟、乙撐雙硬脂酰胺的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求18中任一所述的柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于由下列質(zhì)量份數(shù)組份組成乙烯_醋酸乙烯酯共聚物90，線性低密度聚乙烯10，經(jīng)表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑95，增效劑15，高分子相容劑15，抗氧劑1，加工助劑2；其中無(wú)機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂，高分子相容劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯，抗氧劑為四[β_(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，加工助劑為高分子蠟，增效劑質(zhì)量百分比組成為硅橡膠20%，含質(zhì)量百分比40%醋酸乙烯酯的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25%，二氧化硅25%，氧化鎳10%，硬脂酸鈣20%。10.一種制備權(quán)利要求1所述柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料的方法，其特征在于包括以下步驟1)制備基體樹(shù)脂將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物與線性低密度聚乙烯按重量組份(8090)(1020)配比比例加入單螺桿擠出機(jī)共混、造粒，作為基體樹(shù)脂；2)無(wú)機(jī)阻燃劑的表面處理將無(wú)機(jī)阻燃劑及占其質(zhì)量12%的表面處理劑加入高速混合機(jī)中高速攪拌進(jìn)行表面改性處理，所述表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或硬脂酸中的一種；3)各原料按照組份配比的質(zhì)量份數(shù)進(jìn)行配料，放入高速混合機(jī)中，在室溫下低速攪拌23分鐘，待物料混和均勻后，放入脈動(dòng)式單螺桿往復(fù)機(jī)或密煉機(jī)中進(jìn)行混合，再經(jīng)單螺桿擠出造粒，螺桿各段溫度為加料段115125°C，輸送段125130°C，熔融段130145°C，機(jī)頭1351400Cο全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種柔軟型低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料及其制備方法，該電纜料的組成(質(zhì)量份數(shù)比)為乙烯-醋酸乙烯酯的共聚物80～90，線性低密度聚乙烯10～20，經(jīng)表面處理的無(wú)機(jī)阻燃劑65～130，高效阻燃增效劑10～30，高分子相容劑10～20，抗氧劑0.9～1.5，加工助劑1～2；該電纜料的制備方法包括樹(shù)脂的共混擠出、無(wú)機(jī)阻燃劑的表面處理、配料、混合、擠出造粒等工藝步驟；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特性優(yōu)越的阻燃性能(氧指數(shù)達(dá)36)；優(yōu)異的韌性、耐彎曲性；低密度(密度僅為1.28g/cm3)、低煙、低腐蝕、低毒、環(huán)境友好等，且具有良好的加工性能，擠出物表面光亮。文檔編號(hào)C08K13/06GK101817952SQ201010176709公開(kāi)日2010年9月1日申請(qǐng)日期2010年5月19日優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日發(fā)明者徐曼,曹曉瓏,李作強(qiáng),李秀峰,楊培杰,沈曉剛,謝大榮,韋志強(qiáng)申請(qǐng)人:西安交通大學(xué);山東安瀾高分子材料有限公司