CN105733081B - 一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，包括如下重量份数的各组分：聚烯烃100份，相容剂5～20份，阻燃剂150～200份，高分子包覆剂5～40份，离子吸收剂10～20份，偶联剂1～5份，润滑剂1～5份。本发明还公开了该耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法。本发明和以往的热塑性低烟无卤电缆料相比，在保证材料制成电缆后的阻燃通过成束A的同时，可有效解决热塑性低烟无卤材料不耐酸碱的问题。室温条件下，本发明材料分别放置在10％浓度的盐酸和10％浓度的氢氧化钠溶液中30天后，其拉伸强度和断裂伸长率的变化率均小于20％。

Description

一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电缆料及其制备领域，具体涉及一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法。
背景技术
随着国家现代化进程的加快，作为国家未来主要发展方向的电力传输和数据传输行业，表现的越来越重要，其应用范围和使用数量也逐年增大。相应的，其对电缆料的要求也在逐年提高，目前，采用热塑性低烟无卤聚烯烃电缆料作为外护套的电缆，在使用时，往往由于外界环境酸碱度的存在，使材料中的阻燃剂产生了不利的副反应，从而使电缆的性能和寿命迅速降低，无法满足使用。采用耐腐蚀性较好的硅橡胶，成品又相对较高，而降低添加剂的含量，虽然可降低电缆的腐蚀程度，但阻燃方面又不能达到相应要求。因此发明一种其即可满足基本性能，同时又具有较好的耐腐蚀性的热塑性电缆料已迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于针对上述现有技术所存在的不足而提供一种保证材料制成电缆后的阻燃通过成束A的同时，可有效解决热塑性低烟无卤材料不耐酸碱的问题的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法。
作为本发明第一方面的一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，包括如下重量份数的各组分：
在本发明的一个优实施例中，所述聚烯烃为乙烯醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯辛烯共聚物中的一种或任意两种的混合。本发明所用聚烯烃为以GB/T3682-2000法测定的熔融指数为1～20g/10min，分子量大于2万的聚烯烃树脂，其与其它基体树脂相比，价格较低，可有效节约成本。
在本发明的一个优选实施例中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚乙烯中的一种或任意两种以上的混合。相容剂的加入可改善树脂之间的相容性，间接的增加材料的宏观性能。
在本发明的一个优选实施例中，所述阻燃剂为未改性的氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、红磷中的一种或任意两种以上的混合。所选的阻燃剂粒径均在2微米以下。
在本发明的一个优选实施中，所述高分子包覆剂为水滑石、水铝酸钙、金属皂类、脂肪酸酰胺、二羧酸酯中的一种或任意两种以上的混合。高分子包覆剂可包覆在阻燃剂外部，避免阻燃剂直接与腐蚀性试剂接触发生副反应。
在本发明的一个优选实施中，所述离子吸收剂为乙氧化烷胺、二乙醇胺、乙氧化醇、烷基羧酸盐、烷基磷酸盐中的一种或任意两种的混合。离子吸收剂可优先和腐蚀性试剂中的离子发生反应，进一步避免阻燃剂产生不必要的副反应。
在本发明的一个优选实施例中吗，所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、钛酸酯类硅烷中的一种或任意两种以上的混合。偶联剂的加入可增加树脂与助剂间的相容性，使两者结合的更紧密。
在本发明的一个优选实施例中，所述润滑剂为端基为乙烯基的硅胶、硅油、饱和脂肪酸中的一种或任意两种以上的混合。润滑剂的作用是降低加工时螺杆的内部压力，使材料能够更快的挤出。
作为本发明第二方面的一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1)先将阻燃剂放入加压浸渍转鼓中进行预热，预热温度为120℃，预热时间为15分钟；随后对加压浸渍转鼓进行抽真空处理，抽真空时间为15分钟，压力≤-0.05Mpa,待抽真空结束后，运用加压浸渍转鼓内部的负压，再将高分子包覆剂和离子吸收剂从加料口处吸入到加压浸渍转鼓中，并开始转动加压浸渍转鼓，使三种物料能够充分混合，混合时间为15分钟，随后通过真空泵对加压浸渍转鼓进行加压，加压时间为30分钟，压力≥0.4MPa，混合完毕后，放料，得到半成品A；该步骤中采用加压浸渍转鼓，可让 添加剂更好的进入到阻燃剂内部，抽真空可将阻燃剂内部空隙中的空气和杂质抽出，方便添加剂进入，加压是让附在阻燃剂表层的添加剂可进一步进入到阻燃剂内部，进行更好的完全包覆。
2)将聚烯烃、相容剂在高速混合机中进行混合，混合时间为5分钟，速度为300r/min，随后加入偶联剂和润滑剂，混合时间为5分钟，速度为300r/min，得到半成品B；
3)将半成品A和半成品B按照比例在双螺杆挤出机中进行熔融、混炼，切粒、包装，双螺杆设定温度为130～160℃，产量为350kg/h。
在发明的一个优选实施例中，所述的加压浸渍转鼓的转动速度为5～10r/min。
在发明的一个优选实施例中，所述的加压浸渍转鼓的容积2000L，全身采用厚度为20mm的不锈钢材质制备而成。
本发明与以往的热塑性电缆料相比，在保证了材料高阻燃性能的基础上，又增加了材料本身的耐腐蚀性能，本发明材料分别放置在10％浓度的盐酸和10％浓度的氢氧化钠溶液中30天后，其拉伸强度和断裂伸长率的变化率均小于20％。本发明不采用价格较高的硅橡胶作为主要材料，可节约50％以上的生产成本；本发明不含有防腐蚀性较好，但燃烧时会放出有害物质的卤素类阻燃剂，保证了产品本身的环保性；本产品采用的新的制造工艺技术，可使包覆剂及离子吸收剂更好的贴附在阻燃剂分子上，保证了产品的耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
因以往的热塑性电缆料在使用时，往往由于外界环境酸碱度的存在，使材料中的阻燃剂产生了不利的副反应，从而使电缆的性能和寿命迅速降低，无法满足使用。采用耐腐蚀性较好的硅橡胶，成品又相对较高，而降低添加剂的含量，虽然可降低电缆的腐蚀程度，但阻燃方面又不能达到相应要求。因此发明一种其即可满足基本性能，同时又具有较好的耐腐蚀性的热塑性电缆料已迫在眉睫，由此形成的技术方案及重量份数配方组成是：
本发明获得的材料分别放置在10％浓度的盐酸和10％浓度的氢氧化钠溶液中30天后，其拉伸强度和断裂伸长率的变化率均小于20％。
具体的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料及其制备方法见以下各实施例，下面实施例中使用的加压浸渍转鼓的容积2000L，全身采用厚度为20mm的不锈钢材质制备而成。加压浸渍转鼓的转动速度为5～10r/min。
实施例1
一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，包含的原料成分及重量份如下：
该耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1)先将氢氧化铝、碳酸钙放入加压浸渍转鼓中进行预热，预热温度为120℃，预热时间为15分钟；随后对加压浸渍转鼓进行抽真空处理，抽真空时间为15分钟，压力≤-0.05Mpa,待抽真空结束后，运用加压浸渍转鼓内部的负压，再将水滑石、脂肪酸酰胺、乙氧化烷胺、乙氧化醇从加料口处吸入到加压浸渍转鼓中，并开始转动加压浸渍转鼓，使它们能够充分混合，混合时间为15分钟，随后通过真空泵对加压浸渍转鼓进行加压，加压时间为30分钟，压力≥0.4MPa，混合完毕后，放料，得到半成品A；
2)将乙烯醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸接枝聚乙烯在高速混合机中进行混合，混合时间为5分钟，速度为300r/min，随后加入乙烯基硅烷、钛酸酯类硅烷、饱和脂肪酸、硅油，混合时间为5分钟，速度为300r/min，得到半成品B；
3)将半成品A和半成品B按照比例在双螺杆挤出机中进行熔融、混炼，切粒、包装，双螺杆设定温度为130～160℃，产量为350kg/h。
实施例2
一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，包含的原料成分及重量份如下：
该耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1)先将氢氧化镁、红磷放入加压浸渍转鼓中进行预热，预热温度为120℃，预热时间为15分钟；随后对加压浸渍转鼓进行抽真空处理，抽真空时间为15分钟，压力≤ -0.05Mpa,待抽真空结束后，运用加压浸渍转鼓内部的负压，再将水铝酸钙、金属皂类、二乙醇胺、烷基磷酸盐从加料口处吸入到加压浸渍转鼓中，并开始转动加压浸渍转鼓，使它们能够充分混合，混合时间为15分钟，随后通过真空泵对加压浸渍转鼓进行加压，加压时间为30分钟，压力≥0.4MPa，混合完毕后，放料，得到半成品A；
2)将高密度聚乙烯、乙烯丙烯酸甲酯、丙烯酸接枝聚乙烯在高速混合机中进行混合，混合时间为5分钟，速度为300r/min，随后加入氨基硅烷、硅胶、硅油，混合时间为5分钟，速度为300r/min，得到半成品B；
3)将半成品A和半成品B按照比例在双螺杆挤出机中进行熔融、混炼，切粒、包装，双螺杆设定温度为130～160℃，产量为350kg/h。
实施例3
一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，包含的原料成分及重量份如下：
该耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法，包括如下步骤：
1)先将氢氧化铝、氢氧化镁放入加压浸渍转鼓中进行预热，预热温度为120℃，预热时间为15分钟；随后对加压浸渍转鼓进行抽真空处理，抽真空时间为15分钟，压力≤-0.05Mpa,待抽真空结束后，运用加压浸渍转鼓内部的负压，再将二羧酸酯、烷基羧酸盐从加料口处吸入到加压浸渍转鼓中，并开始转动加压浸渍转鼓，使它们能够充分混合，混合时间为15分钟，随后通过真空泵对加压浸渍转鼓进行加压，加压时间为30分钟，压力≥0.4MPa，混合完毕后，放料，得到半成品A；
2)将乙烯辛烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯在高速混合机中进行混合，混合时间为5分钟，速度为300r/min，随后加入乙烯基硅烷、饱和脂肪酸、硅胶，混合时间为5分钟，速度为300r/min，得到半成品B；
3)将半成品A和半成品B按照比例在双螺杆挤出机中进行熔融、混炼，切粒、包装，双螺杆设定温度为130～160℃，产量为350kg/h。
对比例
本对比例为不耐腐蚀的高阻燃热塑性低烟无卤聚烯烃产品。
以上实施例1～3以及对比例进行检测后，结果见下表1。
表1实施例、对比例性能测试结果
由表1可知，实施例的数据要明显好于对比例的数据，说明采用本发明中的工艺及助剂可有效的提高材料的耐腐蚀性能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述电缆料包括如下重量份数的各组分：
所述高分子包覆剂为水滑石、水铝酸钙、金属皂类、脂肪酸酰胺、二羧酸酯中的一种任意两种以上的混合；
所述离子吸收剂为乙氧化烷胺、二乙醇胺、乙氧化醇、烷基羧酸盐、烷基磷酸盐中的一种或任意两种以上的混合。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所用聚烯烃为以GB/T3682-2000法测定的熔融指数为1～20g/10min，分子量大于2万的聚烯烃树脂。
3.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯辛烯共聚物中的一种或任意两种以上的混合。
4.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚乙烯中的一种或任意两种以上的混合。
5.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为未改性的氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、红磷中的一种或任意两种以上的混合。
6.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、钛酸酯类硅烷中的一种或任意两种以上的混合。
7.如权利要求1所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料，其特征在于，所述润滑剂为端基为乙烯基的硅胶、硅油、饱和脂肪酸中的一种或任意两种以上的混合。
8.一种权利要求1至7任一项权利要求所述的耐腐蚀高阻燃热塑性低烟无卤电缆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将阻燃剂放入加压浸渍转鼓中进行预热，预热温度为120℃，预热时间为15分钟；随后对加压浸渍转鼓进行抽真空处理，抽真空时间为15分钟，压力≤-0.05Mpa,待抽真空结束后，运用加压浸渍转鼓内部的负压，将高分子包覆剂和离子吸收剂从加料口处吸入到加压浸渍中，并开始转动加压浸渍转鼓，使三种物料能够充分混合，混合时间为15分钟，随后通过真空泵对加压浸渍转鼓进行加压，加压时间为30分钟，压力≥0.4MPa，混合完毕后，放料，得到半成品A；
2)将聚烯烃、相容剂在高速混合机中进行混合，混合时间为5分钟，速度为300r/min，随后加入偶联剂和润滑剂，混合时间为5分钟，速度为300r/min，得到半成品B；
3)将半成品A和半成品B按照比例在双螺杆挤出机中进行熔融、混炼，切粒、包装，双螺杆设定温度为130～160℃，产量为350kg/h。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的加压浸渍转鼓的转动速度为5～10r/min。
10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的加压浸渍转鼓的容积2000L，全身采用厚度为20mm的不锈钢材质制备而成。
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