阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途
【專利摘要】本申請涉及一種阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途，特別涉及其用于節能燈電源線的用途，屬于阻燃絕緣材料領域。所述電纜料用于節能燈電源線時，可在125℃下長期使用，且在高溫(150℃)下短期使用時表面不粘連在一起，而且具有燃燒發煙量低、環保、阻燃的特性。
【專利說明】阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途
【技術領域】
[0001]本申請涉及一種阻燃聚烯烴電纜料、其的制備方法和用途，特別涉及其用于節能燈電源線的用途，屬于阻燃絕緣材料領域。
【背景技術】
[0002]中國是全世界照明光源和燈具的第一生產大國，但以前主要是生產中低端產品，市場份額僅占世界份額的18%。因此，發展半導體照明設備，提升產業的國際競爭力，意義重大。目前，中國的LED產業已經初步形成了包括外延片的生產、芯片的制備和封裝，以及LED產品應用在內的較為完整的產業鏈。
[0003]隨著中國LED產業的提升和轉型，以前使用的PVC電線在用作節能燈電源線時存在顯著的缺點:(I)在高亮度LED中發熱量過大，造成電線使用環境溫度升高，而PVC電線的最高使用溫度為105°C，不能滿足耐高溫的需要；(2)電線在使用過程中有可能會瞬間溫度升高至150°C，然而PVC在此溫度下會熔化，導致電源線短路，使LED出現故障；(3)在發生火災時PVC燃燒發出大量黑煙，且伴有HCl氣體，對救援、人員逃生造成影響，因此存在重大安全環保隱患。基于此，用傳統的PVC材料作為絕緣電線已不能滿足現有的技術要求和使用條件。
【發明內容】
_4] 發明要解決的問 題
[0005]本申請的目的在于開發一種滿足現有的技術要求和使用條件的阻燃聚烯烴電纜料。所述電纜料用于節能燈電源線時，可在125°C下長期使用，且在高溫(150°C )下短期使用時表面不粘連在一起，而且具有燃燒發煙量低、環保、阻燃的特性。
[0006]用于解決問題的方案
[0007]本申請提供一種阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分:
[0008](a) 100質量份的基體樹脂，
[0009]其中基體樹脂由25-65質量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-40質量份的茂金屬線型低密度聚乙烯和10-35質量份的界面相容劑組成；
[0010](b) 80-220質量份，優選120-160質量份的阻燃劑，
[0011 ] (c) 0-2質量份的潤滑劑，
[0012](d) 1.5-2.5質量份的抗氧劑。
[0013]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為4_6g/10min，并且共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質量％。
[0014]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述茂金屬線型低密度聚乙烯按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為2_4g/10min。
[0015]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質量份數為35-55質量份。
[0016]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述茂金屬線型低密度聚乙烯的質量份數為15-30質量份。
[0017]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑的質量份數為15-25質量份。
[0018]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來酸酐接枝物；優選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來酸酐接枝物。
[0019]根據本申請所述的電纜料，其特征在于，所述阻燃劑由50-120質量份，優選60-110質量份的氫氧化鋁和30-100質量份，優選40-80質量份的氫氧化鎂組成。
[0020]本申請還提供一種根據本申請所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入密煉機，混合塑化均勻后再經過螺桿機造粒，制得電纜料。
[0021]本申請還提供根據本申請所述的電纜料用于節能燈電源線的用途。
[0022]發明的效果
[0023]本申請的電纜料滿足JB/T10436-2004中YJZDF-125的各項性能要求，且能滿足電源線的加工工藝條件，以及電源線在150°C下放置I小時后彼此表面不粘連的特性。
【具體實施方式】
[0024]本申請提供一種阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分:
[0025](a) 100質量份的基體樹脂，
[0026]其中基體樹脂由25-65質量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-40質量份的茂金屬線型低密度聚乙烯和10-35質量份的界面相容劑組成；
[0027](b) 80-220質量份，優選120-160質量份的阻燃劑，
[0028] (c) 0-2質量份的潤滑劑，
[0029](d) 1.5-2.5質量份的抗氧劑。
[0030]在本申請所述電纜料中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為4-6g/10min，并且共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質量％。所述茂金屬線型低密度聚乙烯按照ASTM D1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為2-4g/10min。
[0031]在本申請所述電纜料中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質量份數優選為35-55質量份，所述茂金屬線型低密度聚乙烯的質量份數優選為15-30質量份，所述界面相容劑的質量份數優選為15-25質量份。
[0032]所述界面相容劑優選是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來酸酐接枝物；優選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來酸酐接枝物。
[0033]在本申請所述電纜料中，所述阻燃劑為80-220質量份，優選為120-160質量份，其可以為130份、145份、150份等。優選地，所述阻燃劑由50-120質量份(優選60-110質量份)的氫氧化鋁和30-100質量份(優選40-80質量份)的氫氧化鎂組成。所述氫氧化鋁優選為經表面改性劑改性的化學法合成氫氧化鋁(例如美國雅寶公司生產的104LE0)，所述氫氧化鎂為粒徑小于2 μ m的化學法合成氫氧化鎂(例如美國雅寶公司生產的H5IV)。
[0034]在本申請所述電纜料中，所述潤滑劑為0-2質量份，優選為0.5-1.5質量份，其優選為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、聚乙烯蠟中的一種或多種。
[0035]在本申請所述電纜料中，所述抗氧劑為1.5-2.5質量份，其可以為抗氧劑1010，168，DSTP，300等，優選地，所述抗氧劑由0.5_1質量份的抗氧劑1010(化學名稱:四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和1-1.5質量份的抗氧劑168(化學名稱:三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)組成。
[0036]在本申請中，使用的上述各組分均是市售產品，可以容易地商購獲得。
[0037]本申請還提供根據本申請所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入密煉機，混合塑化均勻后再經過螺桿機造粒，制得電纜料。其中，密煉、造粒過程中熔體溫度范圍為 140-160°C。
[0038]本申請還提供根據本申請所述的電纜料用于節能燈電源線的用途。
[0039]本申請的特點:
[0040](I)本申請使用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的熔體流動指數為4_6g/10min，茂金屬線型低密度聚乙烯的熔體流動指數為2-4g/10min，該熔體流動指數有利于材料的高速擠出，且有利于輻照交聯。
[0041 ] (2)本申請采用經過表面處理的化學法合成氫氧化鋁以及化學法合成氫氧化鎂，它們能與基體樹脂更好的 結合，保證了材料的機械性能與電性能；同時化學法合成的氫氧化鋁與氫氧化鎂的雜質含量低，保證了材料可以很好地通過158°C X168h的高溫老化實驗。
[0042](3)本申請采用輻照交聯的方式制造線纜，避免了化學交聯中容易出現焦燒以及硅烷交聯中容易出現凝膠的情況，并且可以通過控制輻照劑量而方便地控制交聯度。
[0043](4)輻照交聯后的材料的耐高溫等級提高，可以在125°C下長期使用，且在150°C的環境中短時間內電源線表面不粘連，大大提高了 LED的功率及使用壽命。
[0044](5)由于使用氫氧化鋁和氫氧化鎂作為阻燃劑，因此材料在燃燒時的發煙量、煙氣的PH值及毒性指數均大大降低。
[0045]實施例
[0046]在實施例中，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是EVA6110MC，揚子巴斯夫公司生產；茂金屬線型低密度聚乙烯是mLLDPE3518CB，美國埃克森美孚石化公司生產；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物是250D，美國杜邦公司生產；氫氧化鋁是LE0104，美國雅寶公司生產；氫氧化鎂是H5IV，雅寶公司生產；硬脂酸鎂為市售，抗氧劑1010、168均為寧波金海雅寶公司生產。
[0047]實施例1
[0048]按質量份數計，稱取50份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔融指數為6g/10min，共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26質量％ )，30份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔融指數為3.6g/10min)，20份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物，100份的氫氧化招，60份的氫氧化鎂，1份的硬脂酸鎂，0.5份的抗氧劑1010，1份的抗氧劑168。
[0049]將上述各組分投入密煉機，混合塑化均勻后再經過雙螺桿、單螺桿雙階機造粒，生產得到成品材料。其中密煉出料溫度為1500C，雙螺桿、單螺桿雙階造粒機中膠料溫度在140-160°C 范圍內。
[0050]將所述成品材料在300m/min的速度下擠出成電線，得到導體橫截面積為0.2mm2的電源線，所述電源線的表面光滑細膩。
[0051]經檢測，所述電源線的性能如下:(按照JB/T10436-2004標準檢測)
[0052]拉伸強度11.6MPa，斷裂伸長率220% ； 150°C X Ih不粘連；極限氧指數35% ;試樣經158±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強度和斷裂伸長率的變化率為14% ;熱延伸率35% ;無焰燃燒煙密度為185，煙氣pH值為5.7，毒性指數為1.2，均符合行業標準要求。
[0053]實施例2
[0054]按質量份數計，稱取50份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔融指數為6g/10min，共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26質量％ )，30份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔融指數為3.6g/10min),20份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物，80份的氫氧化鋁，40份的氫氧化鎂,0.5份的硬脂酸鎂，1份的抗氧劑1010，1.5份的抗氧劑168。
[0055]將上述各組分投入密煉機，混合塑化均勻后再經過雙螺桿、單螺桿雙階機造粒，生產得到成品材料。其中密煉出料溫度為1500C，雙螺桿、單螺桿雙階造粒機中膠料溫度在140-160°C 范圍內。
[0056]將所述成品材料在300m/min的速度下擠出成電線,得到導體橫截面積為0.2mm2的電源線，所述電源線的表面光滑細膩。
[0057]經檢測，所述電源線的性能如下:(按照JB/T10436-2004標準檢測)
[0058]拉伸強度13.8MPa，斷裂伸長率320% ； 150°C X Ih不粘連；極限氧指數33% ;試樣經158±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強度和斷裂伸長率的變化率為12% ;熱延伸率35% ;無焰燃燒煙密度為198，煙氣pH值為5.3，毒性指數為1.1，均符合行業標準要求。
[0059]實施例3
[0060]按質量份數計，稱取55份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(熔融指數為6g/10min，共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26質量％ )，30份的茂金屬線型低密度聚乙烯(熔融指數為3.6g/10min)，15份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的馬來酸酐接枝物，70份的氫氧化鋁，60份的氫氧化鎂，1份的硬脂酸鎂，1份的抗氧劑1010，1份的抗氧劑168。
[0061]將上述各組分投入密煉機，混合塑化均勻后再經過雙螺桿、單螺桿雙階機造粒，生產得到成品材料。其中密煉出料溫度為1500C，雙螺桿、單螺桿雙階造粒機中膠料溫度在140-160°C 范圍內。
[0062]將所述成品材料在300m/min的速度下擠出成電線,得到導體橫截面積為0.2mm2的電源線，所述電源線的表面光滑細膩。
[0063]經檢測，所述電源線的性能如下:(按照JB/T10436-2004標準檢測)
[0064] 拉伸強度10.85MPa，斷裂伸長率280%;150°C X Ih不粘連；極限氧指數34%;試樣經158±2°C X 168h熱空氣老化后，拉伸強度和斷裂伸長率的變化率為8%;熱延伸率35%;無焰燃燒煙密度為190，煙氣pH值為5.5，毒性指數為1.1，均符合行業標準要求。
【權利要求】
1.一種阻燃聚烯烴電纜料，其特征在于，包含以下組分: (a)100質量份的基體樹脂， 其中基體樹脂由25-65質量份的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10-40質量份的茂金屬線型低密度聚乙烯和10-35質量份的界面相容劑組成； (b)80-220質量份，優選120-160質量份的阻燃劑， (c)0-2質量份的潤滑劑， (d)1.5-2.5質量份的抗氧劑。
2.根據權利要求1所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為4_6g/10min，并且共聚物中乙酸乙烯酯單體單元的含量為26-28質量％。
3.根據權利要求1或2所述的電纜料，其特征在于，所述茂金屬線型低密度聚乙烯按照ASTMD1238-2004在190°C和2.16kg載荷下測量的熔體流動指數為2_4g/10min。
4.根據權利要求1-3任一項所述的電纜料，其特征在于，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的質量份數為35-55質量份。
5.根據權利要求1-4任一項所述的電纜料，其特征在于，所述茂金屬線型低密度聚乙烯的質量份數為15-30質量份。
6.根據權利要求1-5任一項所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑的質量份數為15-25質量份。
7.根據權利要求1-6任一項所述的電纜料，其特征在于，所述界面相容劑是乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯、丁烯、己烯或辛烯中的一種單體的共聚物的馬來酸酐接枝物；優選為聚乙烯-乙酸乙烯酯的馬來酸酐接枝物。
8.根據權利要求1-7任一項所述的電纜料，其特征在于，所述阻燃劑由50-120質量份，優選60-110質量份的氫氧化鋁和30-100質量份，優選40-80質量份的氫氧化鎂組成。
9.一種根據權利要求1-8任一項所述的電纜料的制備方法，其特征在于，將各組分放入密煉機，混合塑化均勻后再經過螺桿機造粒，制得電纜料。
10.根據權利要求1-8任一項所述的電纜料用于節能燈電源線的用途。
【文檔編號】H01B7/29GK104004263SQ201410263812
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】任政, 齊興國, 金曙霖, 程林鶴 申請人:浙江萬馬高分子材料有限公司