CN103724788A - 一种线缆外皮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氢氧化镁、氢氧化铝、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、硅酮、硅烷、填充剂、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油、色粉以及聚乙烯。本发明通过将EVA和PE进行复合，使线缆外皮具有优异的柔韧性、耐冲击性、耐环境应力等特点，不会出现裂纹以致开裂，同时为了克服其易燃的缺点，添加了氢氧化铝、氢氧化镁等一系列助剂。提高了线缆外皮的阻燃特性，同是不添加含卤化物的材料，使线缆外皮无卤。添加了填充剂，使线缆外皮热稳定性能良好，能够在105℃的环境下使用。

Description

一种线缆外皮及其制备方法

技术领域

    本发明属于线缆生产技术领域，特别涉及一种线缆外皮及其制备方法。

背景技术

线缆是光缆、电缆等物品的统称。线缆的用途有很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，是日常生活中常见而不可缺少的一种东西。

由于要长期使用，其工作环境的温度会很高，因此需要线缆的外皮具有耐高温的特性。

同时，现有的线缆外皮多含有卤化物，在火中，含卤线缆燃烧会消耗大量的氧气，释放大量的一氧化碳、二氧化碳等大量烟雾和酸性、有毒气体，有损现场人员的鼻子、嘴和喉咙，烟雾还使受害者容易迷失方向，难以逃离大火现场，是火灾中人类生命面对的最大威胁。

综上，制造能够耐高温，低烟无卤且具有阻燃功能的线缆外皮成为本领域中的技术难题。

发明内容

本发明的目的为提供能够耐高温，低烟无卤且具有阻燃功能的一种线缆外皮及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物             80-120份，

氢氧化镁                           70-90份，

氢氧化铝                           70-90份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 30-40份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 30-40份，

硼酸锌                             20-30份，

硅酮                               5-8份，

硅烷                               5-8份，

填充剂                             40-60份，

抗氧剂1010                        1-2份，

氧化锌                             1-2份

氧化铁                             1-2份，

环氧大豆油                         3-5份，

色粉                               2-3份，

聚乙烯                             5-8份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为25-30%。

所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、陶土、白炭黑或蒙脱土中一种或几种混合物。

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(EVA)具有良好的填料包容性、可交联性、柔软性、耐冲击性、耐环境应力开裂性、光学以及耐低温特性。EVA和聚乙烯(PE)复合材料具有优异的柔韧性、耐冲击性、耐环境应力等一系列优异特点。但容易燃烧且燃烧时释放具有毒性气体的黑烟，因此需要在其中添加具有阻燃成分的材料。本发明以EVA为基础材料，复合PE，并且添加其他的成分，制作成线缆外皮。

当线缆外皮燃烧时，氢氧化铝和氢氧化镁能够分解吸收热量，同时还释放出结晶水，从而抑制了线缆外皮的温度的上升，进而延缓线缆外皮的热分解并降低燃烧速度；分解过程中释放出的结晶水在较高温下变为水蒸气，降低了线缆外皮表面附近氧气和可燃气体的浓度，一定程度上阻止线缆外皮表面的燃烧；其次，氢氧化铝和氢氧化镁能在线缆外皮表面形成炭化层，阻止氧气和热量的进入；同时分解生成的氧化铝和氧化镁产物也是良好的耐火材料，提高线缆外皮抵抗火焰的能力，起到隔绝空气阻止燃烧的目的，氧化铝和氧化镁并用可以起协同阻燃的作用，因此氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。

氢氧化铝和氢氧化镁添加量小导致材料的价格高阻燃性能差，但是其添加量过大时往往导致材料的力学性能和加工性能受损严重，因此为了降低线缆外皮成本，提高阻燃能力，本发明添加了氢氧化铝和氢氧化镁各70-90份，并添加了其他成分，以提高线缆外皮的力学性能和加工性能。

为了使氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃效果更好，本发明对氢氧化铝和氢氧化镁通过硅烷偶联剂进行表面改性，可以既达到改善氢氧化镁表面性能的目的，又能在线缆外皮燃烧时形成良好的碳化结构，进一步提高了线缆外皮的阻燃及机械力学性能。

为了进一步提高氢氧化铝和氢氧化镁的阻燃效果，增加了辅助阻燃剂氧化锌和氧化铁。

硼酸锌和硅酮对线缆外皮阻燃作用主要是由于这两种物质在燃烧时可以形成玻璃态物质覆盖在体系表面，有助于提高体系形成致密性的炭层，更为有效地隔绝可燃物质的传递，加强了体系的炭化和抑烟作用，从而使体系的阻燃性能提高。硼酸锌和硅酮对提高体系的阻燃性能具有协同增效作用。

同时硅酮和硅烷在含有氢氧化铝和氢氧化镁的吸热体系中，能促进EVA的分解以及氢氧化铝和氢氧化镁脱水，降低开始分解脱水温度。

为了增加线缆外皮的材料之间的共混效果，添加了马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂。    

添加了填充剂，增加了线缆外皮的高温热稳定性，同时降低线缆外皮的成本。

加人抗氧剂后，抗氧剂可以捕捉因受热导致分子链断裂而产生的自由基。

环氧大豆油可作为增塑剂添加到线缆外皮的制备材料中，能够增强柔韧性，容易加工。

色粉的添加，可以满足线缆外皮对不同颜色的需要。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀5-10min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、填充剂、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀15-20min，然后加入聚乙烯，混匀15-20min，所述高速混合机的转速为900-1000rpm，温度为120-150℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

本发明采用以上技术方案，通过将EVA和PE进行复合，使线缆外皮具有优异的柔韧性、耐冲击性、耐环境应力等特点，不会出现裂纹以致开裂，同时为了克服其易燃的缺点，添加了氢氧化铝、氢氧化镁等一系列助剂。提高了线缆外皮的阻燃特性，同是不添加含卤化物的材料，使线缆外皮无卤。添加了填充剂，使线缆外皮热稳定性能良好，能够在105℃的环境下使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物            80-120份，

氢氧化镁                          70-90份，

氢氧化铝                          70-90份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物30-40份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 30-40份，

硼酸锌                             20-30份，

硅酮                               5-8份，

硅烷                               5-8份，

填充剂                             40-60份，

抗氧剂1010                        1-2份，

氧化锌                             1-2份，

氧化铁                             1-2份，

环氧大豆油                         3-5份，

色粉                               2-3份，

聚乙烯                             5-8份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为25-30%。

所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、陶土、白炭黑或蒙脱土中一种或几种混合物。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀5-10min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、填充剂、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀15-20min，然后加入聚乙烯，混匀15-20min，所述高速混合机的转速为900-1000rpm，温度为120-150℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

实施例1

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料构成：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物              80份，

氢氧化镁                            70份，

氢氧化铝                            70份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物  30份，

马来酸酐接枝聚乙烯                  30份，

硼酸锌                              20份，

硅酮                               5份，

硅烷                               5份，

碳酸钙                             40份，

抗氧剂1010                        1份，

氧化锌                             1份，

氧化铁                             1份，

环氧大豆油                         3份，

色粉                               2份，

聚乙烯                             5份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为25%。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀5min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、碳酸钙、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀15min，然后加入聚乙烯，混匀15min，所述高速混合机的转速为900rpm，温度为120℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

实施例2

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料构成：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物             120份，

氢氧化镁                           90份，

氢氧化铝                           90份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 40份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 40份，

硼酸锌                             30份，

硅酮                               8份，

硅烷                               8份，

蒙脱土                             60份，

抗氧剂1010                         2份，

氧化锌                             2份

氧化铁                             2份，

环氧大豆油                         5份，

色粉                               3份，

聚乙烯                             8份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为30%。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀10min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、蒙脱土、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀20min，然后加入聚乙烯，混匀20min，所述高速混合机的转速为1000rpm，温度为150℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

实施例3

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料构成：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物             100份，

氢氧化镁                           80份，

氢氧化铝                           80份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 35份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 35份，

硼酸锌                             25份，

硅酮                               6份，

硅烷                               6份，

滑石粉                             50份，

抗氧剂1010                         1.5份，

氧化锌                             1.5份，

氧化铁                             1.5份，

环氧大豆油                         4份，

色粉                               2.5份，

聚乙烯                             6份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为27%。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀8min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、滑石粉、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀17min，然后加入聚乙烯，混匀17min，所述高速混合机的转速为950rpm，温度为130℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

实施例4

一种线缆外皮，所述的线缆外皮包含以下重量份的材料构成：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物             90份，

氢氧化镁                           85份，

氢氧化铝                           85份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 30份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 30份，

硼酸锌                             30份，

硅酮                               7份，

硅烷                               7份，

陶土                               45份，

抗氧剂1010                         1份，

氧化锌                             2份，

氧化铁                             2份，

环氧大豆油                         4份，

色粉                               2份，

聚乙烯                             7份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为28%。

一种线缆外皮的制备方法，其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀6min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、陶土、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀18min，然后加入聚乙烯，混匀18min，所述高速混合机的转速为980rpm，温度为140℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。

Claims (4)

1.一种线缆外皮，其特征在于：所述的线缆外皮包含以下重量份的材料：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物               80-120份，

氢氧化镁                             70-90份，

 氢氧化铝                             70-90份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物   30-40份，

马来酸酐接枝聚乙烯                   30-40份，

硅酮                                 5-8份，

硅烷                                 5-8份，

填充剂                               40-60份，

抗氧剂1010                           1-2份，

氧化锌                                1-2份，

氧化铁                                1-2份，

环氧大豆油                            3-5份，

色粉                                  2-3份，

聚乙烯                                5-8份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为25-30%。

2.根据权利要求1所述的一种线缆外皮，其特征在于：所述的线缆外皮包含以下重量份的材料：

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物            100份，

氢氧化镁                           80份，

氢氧化铝                           80份，

马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 35份，

马来酸酐接枝聚乙烯                 35份，

硼酸锌                             25份，

硅酮                               6份，

硅烷                               6份，

填充剂                             50份，

抗氧剂1010                        1.5份，

氧化锌                             1.5份，

氧化铁                             1.5份，

环氧大豆油                         4份，

色粉                               2.5份，

聚乙烯                             6份，

所述乙烯—醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为27%。

3.根据权利要求1或2所述的一种线缆外皮，其特征在于：所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、陶土、白炭黑或蒙脱土中一种或几种混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种线缆外皮的制备方法，其特征在于：其包含以下步骤：

配料：按重量份数配备原料；

混料：在高速混合机内加入氢氧化镁、氢氧化铝、硅酮、硅烷混匀5-10min，再加入乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、填充剂、抗氧剂1010、氧化锌、氧化铁、环氧大豆油和色粉，混匀15-20min，然后加入聚乙烯，混匀15-20min，所述高速混合机的转速为900-1000rpm，温度为120-150℃；

切粒：原料混匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒，然后进行包装。