CN104987644A - 一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及配线材料技术领域，尤其是一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料及其制备方法。其中，其组分及重量配比如下：苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：20％～40％、酯类聚合物：5％～15％、聚丙烯：5％～20％、石蜡油：10％～30％、次磷酸类阻燃剂：10％～30％、协效剂：5％～15％、相容剂：4％～10％、润滑剂：0.5％～3％、抗氧剂：0.1％～0.5％。本发明形成一种以SEBS为基体树脂的无卤阻燃TPE电线电缆料，在保证材料原有特性和机械性能的同时，能够获得较快的成碳速度，通过组分间的复配达到良好的阻燃效果和耐迁移效果，其不含卤素、重金属，无磷化氢气体产生，符合ROHS、Reach等环保要求。

Description

一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及配线材料技术领域，尤其是一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料及其制备方法。
背景技术
传统的阻燃类电线电缆料主要以聚氯乙烯(PVC)为基材，配合含卤素的溴-锑阻燃剂及其他助剂制得。随着电线电缆料阻燃技术的发展以及世界各国对环保的日益重视，PVC电线电缆正逐渐被以SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)为基材的无卤TPE电线电缆取代。现有的无卤阻燃TPE电线电缆料主要由SEBS、白油、阻燃剂、热塑性树脂及其他助剂复配而成，在行业内通常会以氢氧化镁(MH)、磷氮类(如MCA)或者高聚磷酸铵(APP)类阻燃剂进行阻燃。
然而，单一的无机类阻燃剂(如MH)的阻燃效率较低，较高的添加量会严重降低材料的机械性能；而传统的磷氮类阻燃剂则存在热稳定性较差、易析出、易产生磷化氢气体等问题。由于磷化氢为剧毒物质，随着电线电缆行业的发展，胶料中由阻燃剂产生的磷化氢也已经被列入有害物质管控范围。
因此，寻找一种在保证材料原有特性和机械性能的同时，能获得较快的成碳速度并且耐迁移、不产生磷化氢气体的阻燃材料成为行业内亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的一个目的在于提供一种阻燃性能显著、成碳速度快、不含卤素及重金属、符合环保要求的不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料；本发明的另一个目的在于提供一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料的制备方法，其具有工艺流程简单、成本低廉的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其组分及重量配比如下：
优选地，所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的苯乙烯的重量含量为30％～40％。
优选地，所述酯类聚合物为乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸丁酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶中的一种，所述酯类聚合物的熔融指数为1-5g/10min。
优选地，所述次磷酸盐类阻燃剂中的磷的重量含量大于30％，所述次磷酸盐类阻燃剂的热分解温度大于250℃。
优选地，所述协效剂为可膨胀石墨、硼酸锌、纳米蒙脱土、氧化硅、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝SEBS中的一种。
优选地，所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸类抗氧剂的混合物。
一种制备上述不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料的制备方法，它包括以下步骤：
S1、依据重量比将各组分称量备用；
S2、将苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和石蜡油在混合机中搅拌40min；
S3、加入酯类聚合物、聚丙烯、次磷酸类阻燃剂、协效剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂再搅拌15min后出料备用；
S4、利用双螺杆挤出机对步骤S3中的出料原料进行挤出造粒及干燥处理，即得到电线电缆料。
优选地，在步骤S4中，对双螺杆挤出机的温度设置如下：加料段160℃～170℃，混炼段180℃～200℃，计量段180℃～190℃，机头170℃-190℃。
由于采用了上述方案，本发明形成一种以SEBS为基体树脂的无卤阻燃TPE电线电缆料，在保证材料原有特性和机械性能的同时，能够获得较快的成碳速度，通过组分间的复配达到良好的阻燃效果和耐迁移效果，其不含卤素、重金属，无磷化氢气体产生，符合ROHS、Reach等环保要求；而采用的制备方法，不但能够保证最终出料的性能，而且工艺流程简单，有利于降低生产成本。
具体实施方式
以下结合对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本实施例提供的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其组分及重量配比如下：
作为一个优选方案，本实施例的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的苯乙烯的重量含量为30％～40％；其优选美国科腾公司生产的G-1651、G-1650、G-1654中的一种。
作为一个优选方案，本实施例的酯类聚合物为乙烯丙烯酸乙酯(即：EEA)、乙烯丙烯酸甲酯(即：EMA)、乙烯丙烯酸丁酯(即：EBA)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(即：TPU)中的一种，其熔融指数(MI)控制在1-5g/10min。
作为一个优选方案，本实施例的次磷酸盐类阻燃剂中的磷的重量含量大于30％，次磷酸盐类阻燃剂的热分解温度大于250℃。
作为一个优选方案，本实施例的协效剂为可膨胀石墨(即：EG)、硼酸锌(即：ZnB)、纳米蒙脱土、氧化硅、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。
作为一个优选方案，本实施例的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯(如PP-g-MH)或马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(如POE-g-MH、EVA-g-MH)或者马来酸酐接枝SEBS(即SEBS-G-MH)。
作为一个优选方案，本实施例的润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种。
作为一个优选方案，本实施例的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸类抗氧剂的混合物，优选1010型抗氧剂与168型抗氧剂的混合物，两者最佳混合比例为1:2。
另外，本实施例的聚丙烯的熔融指数(MI)控制在3-8g/10min，石蜡油选用的参数为：40℃时的运动粘度为45mm2/S。
基于上述电线电缆料，本实施例还提供了一种制备上述不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料的制备方法，它包括以下步骤：
S1、依据重量比将各组分称量备用；
S2、将苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和石蜡油在混合机中搅拌40min；
S3、加入酯类聚合物、聚丙烯、次磷酸类阻燃剂、协效剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂再搅拌15min后出料备用；
S4、利用双螺杆挤出机对步骤S3中的出料原料进行挤出造粒及干燥处理，即得到电线电缆料。
为保证挤出造粒及干燥的效果，在步骤S4中，对双螺杆挤出机的温度设置如下：加料段160℃～170℃，混炼段180℃～200℃，计量段180℃～190℃，机头170℃-190℃。
具体实施例1-2如下表所示：
实施例1和实施例2在依据上述方法所制得的电线电缆料，可被广泛应用于手机数据线、充电器线、通信电缆、控制电缆或信号光缆等线材的保护层，经过检测，两种实施例均不含磷化氢，保护层表面光滑、无颗粒、力学性能可达到10Mpa、伸长率可达到300％以上；其中，由实施例1所形成的线材保护层可通过UL1581 VW-1阻燃测试，实施例2所形成的线材保护层可通过UL1581 FT-2阻燃测试；而两个实施例所形成的线材保护层在压片后水煮(标准为75℃X5天)检测时，表面无出油、无出粉等异常问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：其组分及重量配比如下：
2.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的苯乙烯的重量含量为30%～40%。
3.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述酯类聚合物为乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸丁酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶中的一种，所述酯类聚合物的熔融指数为1-5g/10min。
4.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述次磷酸盐类阻燃剂中的磷的重量含量大于30%，所述次磷酸盐类阻燃剂的热分解温度大于250℃。
5.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述协效剂为可膨胀石墨、硼酸锌、纳米蒙脱土、氧化硅、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝SEBS中的一种。
7.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸类抗氧剂的混合物。
9.一种制备如权利要求1-8中任一项所述的不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、依据重量比将各组分称量备用；
S2、将苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和石蜡油在混合机中搅拌40min；
S3、加入酯类聚合物、聚丙烯、次磷酸类阻燃剂、协效剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂再搅拌15min后出料备用；
S4、利用双螺杆挤出机对步骤S3中的出料原料进行挤出造粒及干燥处理，即得到电线电缆料。
10.如权利要求9所述的一种不含磷化氢的耐析出无卤阻燃电线电缆料的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，对双螺杆挤出机的温度设置如下：加料段160℃～170℃，混炼段180℃～200℃，计量段180℃～190℃，机头170℃-190℃。
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