一種ul高溫電子線用125℃輻照交聯pe電纜料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電纜料的制備，特別是一種UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] UL電子線是通過UL認證的電子線的統稱，是符合歐盟ROHS環保要求的電子線， 一般是用于弱電工程，如電子、電器設備內部連接線等。UL電子線對電纜料的拉伸強度、斷 裂伸長率、防火等性能有著很高的要求，如UL3173高溫電子線標準規定：125°C輻照交聯PE 電子線輻照后拉伸強度彡1.41kgf/mm2、斷裂伸長率彡300%，阻燃通過VW-I實驗。目前國 內聚烯烴電纜料主要采用氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、硼酸鋅等無機氫氧化物為阻燃劑，然 而這類阻燃劑阻燃效率不高，填充量足夠大才能起到一定的阻燃效果；眾所周知，填充量大 必然會降低電纜料的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能。這一問題已成為國內眾多電纜料 生產廠家的一個技術瓶頸，UL高溫電子線生產廠家只能選用價格昂貴的進口電纜料來滿足 自身需要，如何解決上述問題已成為電纜料生產領域的重要研宄課題。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料及其制備 方法，利用其生產的UL高溫電子線在拉伸強度、斷裂伸長率、防火等性能指標上符合相應 的標準要求。
[0004] 本發明的整體技術解決方案是：
[0005] 一種UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，它由如下質量份數的組份制成： 基體樹脂35-55份，相容劑5-15份，溴系阻燃劑30-60份，無機阻燃劑5-30份，硅烷偶聯 劑0. 7-1. 8份，潤滑劑1-2份，抗氧劑0. 6-1. 2份，抗紫外線劑0. 4-0. 9份，輻照交聯助劑 〇· 8-1. 7 份；
[0006] 所述基體樹脂由質量百分含量為33% -38%線性低密度聚乙烯A、47% -52%線性 低密度聚乙烯B以及10% -20%的乙烯-辛烯共聚物組成。
[0007] 一種制備權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料的方法，包 括如下步驟：
[0008] a、阻燃劑的表面活化處理：將溴系阻燃劑、無機阻燃劑分別倒入帶有噴霧裝置的 高速攪拌機中高速攪拌10-15分鐘，攪拌的同時噴灑硅烷偶聯劑，其中硅烷偶聯劑的添加 量分別為溴系阻燃劑及無機阻燃劑質量的2% ;
[0009] b、按配方稱取其余物料，倒入密煉機中攪拌3-5分鐘后將加壓蓋放下進行密煉， 在料溫為l〇〇°C -105°c、110°c _115°C、120°C -125°c時將物料各進行一次翻動，待料溫達到 135°C _140°C時放料；
[0010] c、通過傳送裝置將密煉后的物料置于雙螺桿雙階擠出機中進行擠出造粒，螺桿各 區溫度為120-155°C。
[0011] 本發明的具體工藝條件還有：
[0012] 所述的線性低密度聚乙烯A在190 °C、2. 16Kg的條件下熔融指數為 0. 2-0. 5g/10min，線性低密度聚乙烯B在190°C、2. 16Kg的條件下熔融指數為2-3g/10min， 乙烯-辛烯共聚物在190°C、2. 16Kg的條件下熔融指數為3-4g/10min，邵氏硬度彡85A。
[0013] 相容劑選用馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物的一種或其結 合。
[0014] 所述的溴系阻燃劑由十溴二苯乙烷和三氧化二銻組成，二者質量比為十溴二苯乙 烷：三氧化二銻=3:1。
[0015] 所述無機阻燃劑由氫氧化鋁和硼酸鋅組成，其中氫氧化鋁及硼酸鋅的粒徑均 < 3 μ m〇
[0016] 所述潤滑劑由硅酮母粒和聚乙烯蠟組成，其中硅酮母粒中的硅氧烷質量百分含量 為 50%。
[0017] 所述抗氧劑由主抗氧劑2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚和輔助抗氧劑硫代二丙酸二 月桂酯組成，二者的質量比為2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚：硫代二丙酸二月桂酯=1:1。
[0018] 所述抗紫外線劑為2-(2-羥基-3, 5-二叔戊基苯基）苯并三唑。
[0019] 所述輻照交聯助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
[0020] 本發明所具備的實質性特點和取得的顯著技術進步在于：
[0021] 1、本發明將兩種不同熔融指數的聚乙烯搭配使用。由于UL電子線對電纜料的拉 伸強度、斷裂伸長率等力學性能有著很高的要求，如UL3173高溫電子線標準規定：125°C輻 照交聯PE電子線輻照后拉伸強度彡1.41kgf/mm 2、斷裂伸長率彡300%，因此電纜料中樹脂 的比例較大，阻燃劑的比例較小，這就使得電纜料的黏度偏小，從而造成電子線表面不光滑 的問題；而通過加入一定量熔融指數低的聚乙烯可以起到有效調節電纜料的黏度，增加電 子線表面光潔度的作用。
[0022] 2、在基體樹脂中加入一定量的乙烯-辛烯共聚物。這不僅可以大大提高電纜料的 斷裂伸長率，而且可以提高電子線表面光潔度。
[0023] 3、選用十溴二苯乙烷和三氧化二銻作為主要阻燃劑，且將二者比例設定為3:1。 UL電子線均需通過VW-I單根燃燒試驗，這就要求電纜料有著極強的自熄能力。十溴二苯乙 烷具有很強的自熄能力且環保、高效；三氧化二銻自身的阻燃能力差，但是將其于十溴二苯 乙烷復配使用，可以大大提高電纜料的阻燃性能。
[0024] 4、在基體樹脂中加入一定量的無機阻燃劑。溴系阻燃劑雖然高效、環保，但是價格 高，全部使用不具有價格優勢；而氫氧化鋁、硼酸鋅雖然阻燃效率不高，但是價格低。通過調 節基體樹脂、溴系阻燃劑、無機阻燃劑、相容劑等物料的配比，使得本發明電纜料在滿足阻 燃要求的同時，又能大大降低成本。市場同類產品售價為65元/公斤左右，且依賴進口，而 本發明電纜料成本價僅為25元/公斤左右。
[0025] 5、本發明電纜料性能優異，如用本發明電纜料生產的16AWG電子線各項性能指標 均高于UL3173電子線標準。
【具體實施方式】
[0026] 以下結合實施例對本發明作進一步描述，但不作為對本發明的限定，本發明的保 護范圍以權利要求記載的內容為準，任何依據本說明書所作出的等效技術手段替換，均不 脫離本發明的保護范圍。
[0027] 實施例1-5中的各原料配比如下：
【主權項】
1. 一種UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于它由如下質量份數的 組份制成：基體樹脂35-55份，相容劑5-15份，溴系阻燃劑30-60份，無機阻燃劑5-30份， 硅烷偶聯劑0. 7-1. 8份，潤滑劑1-2份，抗氧劑0. 6-1. 2份，抗紫外線劑0. 4-0. 9份，輻照交 聯助劑0. 8-1. 7份； 所述基體樹脂由質量百分含量為33 % -38 %線性低密度聚乙烯A、47 % -52 %線性低密 度聚乙烯B以及10% -20%的乙烯-辛烯共聚物組成。
2. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述的線性低密度聚乙烯A在190°C、2. 16Kg的條件下熔融指數為0. 2-0. 5g/10min，線性低密 度聚乙烯B在190°C、2. 16Kg的條件下熔融指數為2-3g/10min，乙烯-辛烯共聚物在190°C、 2. 16Kg的條件下恪融指數為3-4g/10min，邵氏硬度彡85A。
3. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于相 容劑選用馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物的一種或其結合。
4. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述的溴系阻燃劑由十溴二苯乙烷和三氧化二銻組成，二者質量比為十溴二苯乙烷：三氧化 二鋪=3:1〇
5. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述無機阻燃劑由氫氧化鋁和硼酸鋅組成，其中氫氧化鋁及硼酸鋅的粒徑均< 3 ym。
6. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述潤滑劑由硅酮母粒和聚乙烯蠟組成，其中硅酮母粒中的硅氧烷質量百分含量為50%。
7. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述抗氧劑由主抗氧劑2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚和輔助抗氧劑硫代二丙酸二月桂酯組成， 二者的質量比為2, 6-二叔丁基-4-甲基苯酚：硫代二丙酸二月桂酯=1:1。
8. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述抗紫外線劑為2-(2-羥基-3, 5-二叔戊基苯基）苯并三唑。
9. 根據權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯PE電纜料，其特征在于所 述輻照交聯助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯。
10. -種制備權利要求1所述的UL高溫電子線用125°C輻照交聯TO電纜料的方法，其 特征在于包括如下步驟： a、 阻燃劑的表面活化處理：將溴系阻燃劑、無機阻燃劑分別倒入帶有噴霧裝置的高速 攪拌機中高速攪拌10-15分鐘，攪拌的同時噴灑硅烷偶聯劑，其中硅烷偶聯劑的添加量分 別為溴系阻燃劑及無機阻燃劑質量的2% ; b、 按配方稱取其余物料，倒入密煉機中攪拌3-5分鐘后將加壓蓋放下進行密煉，在 料溫為100°C -105°C、110°C -115°C、120°C -125°C時將物料各進行一次翻動，待料溫達到 135°C -140°C時放料； c、 通過傳送裝置將密煉后的物料置于雙螺桿雙階擠出機中進行擠出造粒，螺桿各區溫 度為 120-155°C。
【專利摘要】本發明屬于電纜料的制備，特別是一種UL高溫電子線用125℃輻照交聯PE電纜料及其制備方法。本發明采用有效數量的基體樹脂、相容劑、溴系阻燃劑、無機阻燃劑、硅烷偶聯劑、潤滑劑、抗氧劑、抗紫外線劑、輻照交聯助劑經阻燃劑的表面活化處理、密煉機密煉、造粒等步驟制備而成，其中基體樹脂由線性低密度聚乙烯A、線性低密度聚乙烯B以及乙烯-辛烯共聚物組成。本發明解決了現有技術存在的阻燃劑填充量大必然會降低電纜料的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能的缺陷，具有所制備的電子線拉伸強度、斷裂伸長率等技術指標均高于現有標準、產品阻燃性能及表面光潔度好、成本低等優點，打破了UL高溫電子線生產廠家只能選用價格昂貴的進口電纜料來滿足自身需要的局面。
【IPC分類】C08K9-06, C08K3-22, C08K13-06, C08L83-04, C08L23-08, C08L23-06, C08K3-38, C08K5-03, H01B3-44
【公開號】CN104530545
【申請號】CN201410801929
【發明人】李兵, 任路賓, 胡廣青
【申請人】廊坊新湖中利高分子材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月22日