CN106336562B - 一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，阻燃聚乙烯电缆料的原料包括如下组分：线性低密度聚乙烯40～80份，改性线性低密度聚乙烯20～60份，相容剂5～15份，硅酮母粒3～10份，炭黑3～5份，氢氧化铝50～60份，氢氧化镁10～30份，复合阻燃协效剂2～4份，抗氧剂0.6～1份，润滑剂1～3份；所述份数为质量份数；其中，复合阻燃协效剂为沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂的混合物。本发明阻燃聚乙烯电缆料通过对各原料组分及用量的选择，大幅度降低了阻燃剂的使用量，在保证电缆料阻燃效果的同时保证了电缆料的力学性能、加工性能、耐环境应力开裂等性能；制备方法简单易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，属于电缆料领域。
背景技术
聚乙烯(PE)具有优异的加工性能、机械物理性能和电气绝缘性能，广泛应用于电缆行业。但PE耐燃性差，制作的电缆在高压、发热、放电等条件下，很容易燃烧引起火灾，所以需对PE塑料进行阻燃处理，使之达到难燃。研究表明，材料的拉升强度、断裂伸长率、耐环境应力开裂性能等性能随阻燃剂用量的增加而逐渐降低，而阻燃剂用量少达不到理想的阻燃效果。
发明内容
本发明提供一种阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法，可同时兼顾电缆料的阻燃性能及力学性能、加工性能、耐环境应力开裂等性能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种阻燃聚乙烯电缆料，其原料包括如下组分：线性低密度聚乙烯40～80份，改性线性低密度聚乙烯20～60份，相容剂5～15份，硅酮母粒3～10份，炭黑3～5份，氢氧化铝50～60份，氢氧化镁10～30份，复合阻燃协效剂2～4份，抗氧剂0.6～1份，润滑剂1～3份；所述份数为质量份数；其中，复合阻燃协效剂为沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂的混合物。
为了有更好的机械性能，减少阻燃剂的用量，本发明采用复合阻燃协效剂，通过对组分沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷及它们用量的选择，使各组分之间的协同效应发挥到最佳，既保证了材料的阻燃性能，同时又降低了阻燃剂的添加量，提高材料机械性能。
本申请阻燃聚乙烯电缆料通过对各原料组分及用量的选择，大幅度降低了阻燃剂的使用量，在保证电缆料阻燃效果的同时保证了电缆料的力学性能、加工性能、耐环境应力开裂等性能。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，增强阻燃效果，减少阻燃剂用量，优选，沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂的质量比为10：10：2：2：0.3，偶联剂为钛酸酯偶联剂。
为了进一步同时保证电缆料的阻燃效果及机械性能，优选，沸石粉的粒径为900-1100目，凹凸棒土的粒径为900-1100目，硼酸锌的粒径为1900-2100目。
为了进一步同时保证电缆料的阻燃效果及机械性能，优选，复合阻燃协效剂的制备为：将沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂按50：50：10：10：1.5的质量比置于高速混合机中混合30±2min，即得复合阻燃协效剂，其中，转速为1000±50r/min。。
为了进一步保证电缆料的加工性能和机械性能，改性线性低密度聚乙烯为三井化学生产的SP0540。
申请人经研究发现，三井化学生产的SP0540可进一步促进本申请各组分之间的协同效应，是所得电缆具有优异的电性能和机械性能，且吃粉料性能优异，解决了配方体系因填料添加过多导致的机械性能差和电性能差的困境。
为了进一步促进各组分之间的协同效应，相容剂为上海久聚的相容剂JY035，抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂1098质量比为2:1的混合物；润滑剂为PE蜡。
为进一步提高电缆料的均匀性，提高电缆料的机械性能，优选，氢氧化铝为双层包覆，内层为硅烷包覆，外层为有机树脂包覆，粒径为1～2μm。氢氧化镁为双层包覆，内层为硅烷包覆，外层为有机树脂包覆，粒径为2～3μm。
这样使所得电缆料的机械性能有了更进一步的改善，耐环境应力开裂性能更加优良。
为了使电缆料更加均匀、其中的粉体成分能够更好的分散开以发挥其材料自身优势、促进各组分之间的协同效应，本申请采用先进行复合阻燃剂母粒生产，再进行密炼机+双阶造粒，具体如下：
阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，包括如下步骤：
A、将改性线性低密度聚乙烯、复合阻燃协效剂、相容剂、氢氧化铝、氢氧化镁、抗氧剂、润滑剂置于高速混合机中混合5min，转速为1000r/min，再经双螺杆挤出造粒机组挤出，得复合阻燃协效剂母粒；
B、将所得复合阻燃协效剂母粒置于密炼机中并加入线性低密度聚乙烯、硅酮母粒、炭黑进行混炼，然后双阶挤出造粒，最后风冷，即得阻燃聚乙烯电缆料。
上述制备方法可使各物料充分混合，且所得电缆料的均匀性显著提升，很好地解决了现有无机粉料分散性差的缺陷，保证材料耐环境应力开裂性能合格。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明阻燃聚乙烯电缆料通过对各原料组分及用量的选择，大幅度降低了阻燃剂的使用量，在保证电缆料阻燃效果的同时保证了电缆料的力学性能、加工性能、耐环境应力开裂等性能；制备方法简单易操作。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例中，所用复合阻燃协效剂为沸石粉(1000目，宁波嘉和新材料科技有限公司)、凹凸棒土(1000目，明美矿物化工有限公司)、硼酸锌(2000目，淄博旭贝化工有限公司)、红磷(Alfa Aesar啊法埃莎)和偶联剂(钛酸酯偶联剂CS-101，南京创世化工助剂有限公司)的质量比为10：10：2：2：0.3的混合物，具体制备为：将沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂按50：50：10：10：1.5的质量比置于高速混合机中混合30min，即得复合阻燃协效剂，其中，转速为1000r/min。
抗氧剂为抗氧剂1010(南京华立明化工有限公司)与抗氧剂1098(南京华立明化工有限公司)质量比为2:1的混合物；相容剂为上海久聚的相容剂JY035；线性低密度聚乙烯为埃克森美孚的LLDPE3518CB；改性线性低密度聚乙烯为SP0540(三井化学)；硅酮母粒为MB50-B004硅酮母粒(上海同卓新材料科技有限公司)；炭黑为炭黑N115(天津亿博瑞化工有限公司)；润滑剂为PE蜡(PE-101，常州可赛成功润滑剂)；氢氧化镁为双层包覆氢氧化镁(江苏艾特克的55PA2)；氢氧化铝为双层包覆氢氧化铝(江苏艾特克140PA2)。
实施例1
一种阻燃聚乙烯电缆料的原料包括如下组分：埃克森美孚的LLDPE3518CB 50份，改性线性低密度聚乙烯SP0540(三井化学)40份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，双层包覆氢氧化铝60份，双层包覆氢氧化镁10份，复合阻燃协效剂2份，抗氧剂1份，PE蜡(常州可赛成功润滑剂)2份，经检测，各项指标如表1所示。
阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，包括如下步骤：
A、将改性线性低密度聚乙烯、复合阻燃协效剂、相容剂、氢氧化铝、氢氧化镁、抗氧剂、润滑剂置于高速混合机中混合5min，转速为1000r/min，再经双螺杆挤出造粒机组挤出，得复合阻燃协效剂母粒，双螺杆挤出造粒机温度为150～180℃；
B、将所得复合阻燃协效剂母粒置于密炼机中并加入线性低密度聚乙烯、硅酮母粒、炭黑进行混炼，然后双阶挤出造粒，最后风冷，即得阻燃聚乙烯电缆料；各段温度分别为：密炼机：150℃，单螺杆挤出段100～110℃，双螺杆挤出段110～130℃。
实施例2
同实施例1步骤，不同之处在于阻燃聚乙烯电缆料原料的重量分组成为：LLDPE3518CB(埃克森美孚的线性低密度聚乙烯)60份，SP0540(三井化学)30份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，氢氧化铝60份，氢氧化镁10份，复合阻燃协效剂3份，抗氧剂0.7份，PE蜡2份。经检测，各项指标如表1所示。
实施例3
同实施例1步骤，不同之处在于各阻燃聚乙烯电缆料原料的重量分组成为：LLDPE3518CB(埃克森美孚的线性低密度聚乙烯)70份，SP0540(三井化学)20份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，氢氧化铝60份，氢氧化镁10份，复合阻燃协效剂4份，抗氧剂1份，PE蜡2份。经检测，各项指标如表1所示。
实施例4
同实施例1步骤，不同之处在于阻燃聚乙烯电缆料原料的重量分组成为：LLDPE3518CB(埃克森美孚的线性低密度聚乙烯)50份，SP0540(三井化学)40份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，氢氧化铝50份，氢氧化镁30份，复合阻燃协效剂2份，抗氧剂1份，PE蜡1份。经检测，各项指标如表1所示。
实施例5
同实施例1步骤，不同之处在于阻燃聚乙烯电缆料原料的重量分组成为：LLDPE3518CB(埃克森美孚的线性低密度聚乙烯)50份，SP0540(三井化学)40份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，氢氧化铝50份，氢氧化镁10份，复合阻燃协效剂3份，抗氧剂0.6份，PE蜡2份。经检测，各项指标如表1所示。
实施例6
同实施例1步骤，不同之处在于阻燃聚乙烯电缆料原料的重量分组成为：LLDPE3518CB(埃克森美孚的线性低密度聚乙烯)50份，SP0540(三井化学)40份，JY035(久聚的相容剂)10份，硅酮母粒5份，炭黑5份，氢氧化铝50份，氢氧化镁20份，复合阻燃协效剂2份，抗氧剂1份，PE蜡2份。经检测，各项指标如表1所示。
表1
Claims (2)
1.一种阻燃聚乙烯电缆料，其特征在于：其原料包括如下组分：
线性低密度聚乙烯40～80份，
改性线性低密度聚乙烯20～60份，
相容剂5～15份，
硅酮母粒3～10份，
炭黑3～5份，
氢氧化铝50～60份，
氢氧化镁10～30份，
复合阻燃协效剂2～4份，
抗氧剂0.6～1份，
润滑剂1～3份；所述份数为质量份数；
所述线性低密度聚乙烯为埃克森美孚的LLDPE3518CB；
所述改性线性低密度聚乙烯为三井化学生产的SP0540；
所述相容剂为上海久聚的相容剂JY035；
所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂1098质量比为2:1的混合物；
所述润滑剂为PE蜡；
所述氢氧化铝为双层包覆，内层为硅烷包覆，外层为有机树脂包覆，粒径为1～2μm；
所述氢氧化镁为双层包覆，内层为硅烷包覆，外层为有机树脂包覆，粒径为2～3μm；
其中，复合阻燃协效剂为沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和钛酸酯偶联剂的混合物，沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和钛酸酯偶联剂的质量比为10：10：2：2：0.3；
沸石粉的粒径为900-1100目，凹凸棒土的粒径为900-1100目，硼酸锌的粒径为1900-2100目；
复合阻燃协效剂的制备为：将沸石粉、凹凸棒土、硼酸锌、红磷和偶联剂按50：50：10：10：1.5的质量比置于高速混合机中混合30±2min，即得复合阻燃协效剂，其中，转速为1000±50r/min。
2.权利要求1所述的阻燃聚乙烯电缆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将改性线性低密度聚乙烯、复合阻燃协效剂、相容剂、氢氧化铝、氢氧化镁、抗氧剂、润滑剂置于高速混合机中混合5min，转速为1000r/min，再经双螺杆挤出造粒机组挤出，得复合阻燃协效剂母粒；
B、将所得复合阻燃协效剂母粒置于密炼机中并加入线性低密度聚乙烯、硅酮母粒、炭黑进行混炼，然后双阶挤出造粒，最后风冷，即得阻燃聚乙烯电缆料。
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