CN104177695A - 一种交联无卤阻燃电缆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交联无卤阻燃电缆料，包括：线性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、无机阻燃剂、阻燃增效剂、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物和交联剂。本发明的交联无卤阻燃电缆料在燃烧时具有较高的氧指数，并具有优良的加工性能、力学性能和阻燃性能。

Description

一种交联无卤阻燃电缆料
技术领域
本发明涉及一种电缆料，具体涉及一种交联无卤阻燃电缆料。
背景技术
电线电缆常因在传输电能中自身发热或外部火灾而引起燃烧。为了改善电线电缆的阻燃性，最初添加含有卤素的阻燃剂，此类电线电缆在燃烧过程中释放出大量的烟雾和卤化氢气体，火灾中容易使人窒息而死，同时对仪器设备腐蚀较大。因此，低烟、低卤及无卤阻燃材料的研制和使用已是国内外电缆及其它领域的发展方向。
交联的无卤阻燃电缆料能大幅度地提高其耐环境应力性能和耐热性能，可延长电线电缆的使用寿命并提高其耐热等级。然而，目前的无卤阻燃电缆料常以氢氧化铝、氢氧化镁等无机氧化物的水合物为阻燃剂，其缺点是填充量大，与基体树脂间的界面相容性差而导致材料的物理性能恶化和加工性能变劣。
发明内容
本发明的目的在于提出一种交联无卤阻燃电缆料；该交联无卤阻燃电缆料在燃烧时具有较高的氧指数，并具有优良的加工性能、力学性能和阻燃性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种交联无卤阻燃电缆料，包括：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、无机阻燃剂、阻燃增效剂、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物和交联剂。
作为优选，所述线性低密度聚乙烯与乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1：(3～5)、优选为1:4。
作为优选，所述无机阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁；
优选地，按重量百分比计，所述无机阻燃剂在所述交联无卤阻燃电缆料中的含量为45％～55％、优选为50％。
作为优选，所述阻燃增效剂为有机硅。
发明人通过多次试验发现，随着有机硅用量的增加，可交流无卤阻燃电缆料的力学性能略有下降，而氧指数则随着有机硅用量的增加而大幅度提高。与大量填充无机阻燃剂来提高氧指数的体系相比，力学性能的损失几乎可以忽略不计。由此可见，有机硅是无机阻燃剂优良的阻燃协效剂，使用少量的有机硅可以有效地改善共混体系的阻燃性能。此外，从燃烧现象还可以观察到添加有机硅的共混体系中无机阻燃剂分散均匀，结晶水容易析出，燃烧均匀且无滴落现象，燃烧残渣是玻璃态的无机物，起到隔绝空气中的氧气的作用。而未添加有机硅的共混体系燃烧时会产生“爆裂”现象，且有燃烧残渣以及白色粉末状滴落。
优选地，所述有机硅在交联无卤阻燃电缆料中的含量为2％-4％、优选为3％-4％。
本发明以马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯作为相容剂，相容剂的大分子链能与基体树脂的大分子链相互缠结，马来酸酐与无机阻燃剂反应并牢固结合，从而明显改善了基体树脂与无机阻燃剂的界面亲和性，使无机阻燃剂在复合材料中实现了均匀分散；在加工过程中，随着马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯的增加，界面柔性层的脱黏现象很明显，从而可改善因大量填充无机阻燃剂而使复合材料力学性能劣化的状况。
作为优选，按重量百分比计，所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物在交联无卤阻燃电缆料中的含量为6％～12％、优选为8％～10％。
作为优选，所述交联剂为邻苯二甲酸二壬酯；
优选地，按重量百分比计，所述交联剂在交联无卤阻燃电缆料中的含量为0.8％～1.2％、优选为1％。
最优选地，本发明所述交联无卤阻燃电缆料包括：
第二方面，本发明提供了如第一方面所述的高交联无卤阻燃电缆料的加工工艺，将所述重量份的各原料熔融共混，再将该共混料在平板硫化机上热压成型。
本发明以有机硅作为阻燃增效剂，能改善无机阻燃剂在基体树脂中的分散性，在燃烧时又能促进玻璃态无机炭化物层隔氧膜的形成，可以有效地提高共混物的氧指数；以马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物为相容剂，可改善电缆料的力学性能和阻燃性能。
综上，本发明通过选择合适的基体树脂，以无机阻燃剂为主阻燃剂，有机硅为阻燃增效剂，邻苯二甲酸二壬酯为交联剂，可以制备综合性能优良的交联无卤阻燃电缆料。所制备的交联无卤阻燃电缆料在燃烧时具有较高的氧指数，并具有优良的加工性能、力学性能和阻燃性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。应当理解，本发明的实施并不局限于以下实施例，本领域技术人员可以以此为基础进行各种改进，这些也均落入本发明的保护范围。
实施例1
按以下配方将所有原料进行熔融共混：
具体地，将基体树脂、无机阻燃剂、阻燃增效剂、相容剂及交联剂等按比例称取，经混合后，加入双辊开炼机熔融混炼，混炼温度控制在125℃以下，混炼时间5min，出片备用。
取上述共混物模压成片并于180℃硫化15min，制样；最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数，结果如表1所示：
表1、实施例1所制电缆料的性能数据
性能 测试方法 测试结果
拉伸强度/MPa GB/T1040-1992 11.2
断裂伸长率/％ GB/T1040-1992 350
氧指数 GB/T2406-1993 32
实施例2
按以下配方将所有原料进行熔融共混：
具体地，将基体树脂、无机阻燃剂、阻燃增效剂、相容剂及交联剂等按比例称取，经混合后，加入双辊开炼机熔融混炼，混炼温度控制在125℃以下，混炼时间5min，出片备用。
取上述共混物模压成片并于180℃硫化15min，制样；最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数，结果如表2所示：
表2、实施例2所制电缆料的性能数据
性能 测试方法 测试结果
拉伸强度/MPa GB/T1040-1992 12
断裂伸长率/％ GB/T1040-1992 360
氧指数 GB/T2406-1993 36
实施例3
按以下配方将所有原料进行熔融共混：
具体地，将基体树脂、无机阻燃剂、阻燃增效剂、相容剂及交联剂等按比例称取，经混合后，加入双辊开炼机熔融混炼，混炼温度控制在125℃以下，混炼时间5min，出片备用。
取上述共混物模压成片并于180℃硫化15min，制样；最后按国家标准测试所得成品的机械性能、氧指数，结果如表3所示：
表3、实施例3所制电缆料的性能数据
性能 测试方法 测试结果
拉伸强度/MPa GB/T1040-1992 11.8
断裂伸长率/％ GB/T1040-1992 356
氧指数 GB/T2406-1993 33
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明，但本发明并不局限于上述，即不意味着本发明必须依赖上述才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括：线性低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、无机阻燃剂、阻燃增效剂、马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物和交联剂。 
2.根据权利要求1所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯与乙烯醋酸乙烯共聚物的重量比为1：(3～5)、优选为1:4。 
3.根据权利要求1或2所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述无机阻燃剂为氢氧化铝和/或氢氧化镁； 
优选地，按重量百分比计，所述无机阻燃剂在所述交联无卤阻燃电缆料中的含量为45％～55％、优选为50％。 
4.根据权利要求1-3任一项所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃增效剂为有机硅； 
优选地，所述有机硅在交联无卤阻燃电缆料中的含量为2％-4％、优选为3％-4％。 
5.根据权利要求1-4任一项所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，按重量百分比计，所述马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物在交联无卤阻燃电缆料中的含量为6％～12％、优选为8％～10％。 
6.根据权利要求1-5任一项所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述交联剂为邻苯二甲酸二壬酯； 
优选地，按重量百分比计，所述交联剂在交联无卤阻燃电缆料中的含量为0.8％～1.2％、优选为1％。 
7.根据权利要求1-6任一项所述的交联无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括： 
。
8.如权利要求1-7任一项所述的高交联无卤阻燃电缆料的加工工艺，其特征在于，将所述重量份的各原料熔融共混，再将该共混料在平板硫化机上热压成型。 
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