CN101486815A - 热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料及其制备方法。基本配方及质量百分比组成为：乙烯－醋酸乙烯共聚物：10－25％；低密度聚乙烯：5－15％；乙烯弹性体：6－25％；氢氧化铝：59－77％；阻燃剂：1－3％；抗氧剂：0.2－1％；润滑剂：0.5－1.5％；交联剂：0.1－4％；表面活性剂：0.2－1％。加工步骤为：经过原料预处理、加料、加温与剪切分散、包装，其中在分散过程中，在进料断和塑化段采用螺杆组合对物料进行剪切分散，在进入分散之前应该使物料在螺杆中结团。本发明的优点的有益效果是：低烟、无毒、抗滴性好、优异的介电性能、产品抗开裂性能优异，燃烧结壳，阻燃性好，主要用于核电站、船缆、力缆、控制电缆。

Description

热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料及其制备方法。

背景技术

目前电线电缆所用的聚合物大多为PVC或含卤素类阻燃剂的聚合物。由于含卤素类聚合物材料在燃烧时形成黑色的有毒烟雾，同时释放出含卤的衍生化学物，给火灾营救工作带来了前所未有的困难，同时也污染了环境。近年来火灾严重，而电线电缆又是导致火灾的主要因素之一。因此世界各国加紧研制环境友好、低烟、无毒、抗滴性、优异的介电性能的阻燃材料。

目前大多低烟无卤阻燃材料采用无机阻燃剂，由于无机阻燃剂阻燃效率低，因此需要大量添加，从而导致机械性能变差，不能满足加工性能、热变形差等缺点。

发明内容

为了克服上述电线电缆所用的聚合物性能上的不足，本发明提供了一种既满足机械性能，又满足材料的加工性能，同时提高了材料的热变形温度的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，以及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，基本配方及质量百分比组成为：乙烯-醋酸乙烯共聚物：10-25％；低密度聚乙烯：5-15％；乙烯弹性体：6-25％；氢氧化铝：59-77％；阻燃剂：1-3％；抗氧剂：0.2-1％；润滑剂：0.5-1.5％；交联剂：0.1-4％；表面活性剂：0.2-1％。

具体地：

所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯(LLDPE)。

所述阻燃剂为硼酸锌、三氧化二锑中的一种或任意组合。

所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯或β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或任意组合。

所述润滑剂为硬脂酸锌、EBS(N，N’-亚乙基双硬脂酰胺)中的一种或任意组合。

所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯或双二肟中的一种或任意组合。

所述表面活性剂为乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。

一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料的制备方法，其特征在于采用如下步骤：

原料预处理：主要是针对氢氧化铝用表面活性剂进行预处理，在高速混合机内用表面活性剂进行喷覆处理，然后高速混合至温度90-100度，进行脱水；

加料：添加氢氧化铝，然后加入偶联剂，等温度升到80度以上，再加乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、弹性体、抗氧剂、润滑剂，最后添加交联剂；

加温与剪切分散：进料段90-100度，塑化段120-130度，计量段90-110度，模头温度140-150度；在进料断和塑化段采用螺杆组合对物料进行剪切分散，在进入分散之前应该使物料在螺杆中结团，以便于分散；

包装：采用铝塑包装或内包装为聚乙烯袋，同时抽真空，袋口采用热封的方式，并且热封的宽度不小于10mm。

由于该产品采用的是无机填充剂，填充量必须很大，才能达到阻燃的效果，所以分散是致关重要的，目前一般采用二次分散的原理进行分散，同时还体现在螺杆的组合上，也是十分重要。相容剂和交联剂的选择也是关键点，所选择的相容剂和交联剂必须符合配方体系，才能达到最佳的效果。

本发明的优点的有益效果是：产品抗开裂性能优异，燃烧结壳，阻燃性好，主要用于核电站、船缆、力缆、控制电缆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地说明。

实例一、

乙烯-醋酸乙烯共聚物：80

LLDPE：20

氢氧化铝：160

EBS：0.8

硬脂酸锌：0.4

抗氧剂1010：1

交联剂：0.2

实例二、

乙烯-醋酸乙烯共聚物：60

LLDPE：20

弹性体：20

氢氧化铝：160

EBS：0.8

硬脂酸锌：0.4

抗氧剂1010：1

交联剂：0.2

实例三、

乙烯-醋酸乙烯共聚物：60

LLDPE：20

弹性体：20

氢氧化铝：160

表面活性剂：2

EBS：0.8

硬脂酸锌：0.4

抗氧剂1010：1

交联剂：0.2

该产品最主要的指标为高温压力：一般测试标准为GB8815，而这里的要求为GB2951。这两个标准后者在受压的面积和负载都比前者要高，所以要求提高了很多。

通过三个实施例最后的测试结果可以看出，实施例三为本发明所要保护的组分配方，其最后产品的综合性能最佳。

其中：添加表面活性剂主要是降低材料的扭矩，改善产品的加工性能。添加弹性体主要是提高材料的断裂伸长率。以增大材料的使用范围。

通过按本发明述的配方及制备方法制得的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，具有抗开裂性能优异，燃烧结壳，阻燃性好，核电站、船缆、力缆、控制电缆上用。

Claims (8)

1.一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于基本配方及质量百分比组成为：

乙烯-醋酸乙烯共聚物：10-25％；

低密度聚乙烯：5-15％；

乙烯弹性体：6-25％；

氢氧化铝：59-77％；

阻燃剂：1-3％；

抗氧剂：0.2-1％；

润滑剂：0.5-1.5％；

交联剂：0.1-4％；

表面活性剂：0.2-1％。

2.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述阻燃剂为硼酸锌、三氧化二锑中的一种或任意组合。

4.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯或β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或任意组合。

5.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌、EBS(N，N’-亚乙基双硬脂酰胺)中的一种或任意组合。

6.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯或双二肟中的一种或任意组合。

7.根据权利要求1所述的热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料，其特征在于：所述表面活性剂为乙烯基三甲氧乙氧基硅烷。

8.一种热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃材料的制备方法，其特征在于采用如下步骤：

原料预处理：主要是针对氢氧化铝用表面活性剂进行预处理，在高速混合机内用表面活性剂进行喷覆处理，然后高速混合至温度90-100度，进行脱水；

加料：添加氢氧化铝，然后加入偶联剂，等温度升到80度以上，再加乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、弹性体、抗氧剂、润滑剂，最后添加交联剂；

加温与剪切分散：进料段90-100度，塑化段120-130度，计量段90-110度，模头温度140-150度；在进料断和塑化段采用螺杆组合对物料进行剪切分散，在进入分散之前应该使物料在螺杆中结团，以便于分散；

包装：采用铝塑包装或内包装为聚乙烯袋，同时抽真空，袋口采用热封的方式，并且热封的宽度不小于10mm。