CN109593266A - 一种超低烟密度无卤阻燃电缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低烟密度无卤阻燃电缆料及其制备方法，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、相容剂10份、阻燃剂40份、高分子处理剂2份、抑烟剂10份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份，其中相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝EVA或马来酸酐接枝POE，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁，高分子处理剂为低聚乙烯基三乙氧基硅烷或低聚乙烯基三(b‑甲氧基乙氧基)硅烷，抑烟剂为钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，抗氧剂为抗氧剂1010等，润滑剂为聚硅氧烷。采用本发明的配方和方法制备出的电缆料可有效解决现有的电缆料存在的燃烧后产生的烟密度大，阻燃效果差的问题。

Description

一种超低烟密度无卤阻燃电缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及超低烟密度电缆料技术领域，具体涉及一种超低烟密度无卤阻燃电缆料及其制备方法。
背景技术
随着人们对于环境健康以及可持续发展的持续关注，用绿色材料替代燃烧有毒聚氯乙烯(PVC)材料越来越引起关注。在电线电缆领域中，传统的阻燃电缆中含卤素，其燃烧后发烟量大，会产生有毒致癌物质等，已逐步被无卤低烟电缆料所取代。目前已经有大量的无卤阻燃电缆料被开发出来，满足了不同类型的电线需求。然而，在欧盟的电线电缆标准中，电线还需要满足超低烟密度的要求。目前的阻燃电缆所使用的大部分阻燃剂，包括磷酸盐类等，以及所采用的树脂，如聚酯、聚苯醚等，其分子结构中还有苯环，在燃烧过程中依然会产生烟雾，而且阻燃效果也不理想，无法达到欧盟对于烟密度的最低要求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种超低烟密度无卤阻燃电缆料及其制备方法，采用该方法制备出的电缆料可有效解决现有的电缆料存在的燃烧后产生的烟密度大，阻燃效果差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物20-40份、聚乙烯5-15份、纳米蒙脱土5-15份、相容剂5-15份、阻燃剂35-60份、高分子处理剂1-5份、抑烟剂5-15份、抗氧剂0.1-1.5份、润滑剂0.1-1份。
进一步地，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25-30份、茂金属线性低密度聚乙烯7-12份、纳米蒙脱土5-10份、相容剂5-10份、阻燃剂40-50份、高分子处理剂1-2份、抑烟剂10-15份、抗氧剂0.2-1份、润滑剂0.3-1份。
进一步地，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、相容剂10份、阻燃剂40份、高分子处理剂2份、抑烟剂10份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份。
进一步地，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝EVA或马来酸酐接枝POE。
进一步地，阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁，氢氧化铝和氢氧化镁的质量比为1:1。
进一步地，高分子处理剂为2-3个聚合度的低聚乙烯基三乙氧基硅烷或2-3个聚合度的低聚乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷，。
进一步地，抑烟剂为钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐的重量比为1:1:2。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂300。
进一步地，润滑剂为聚硅氧烷。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140-150℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
采取上述方案的有益效果为：
1、本发明中添加的聚硅氧烷在本发明中既作为电缆料的润滑剂，改善电缆生产过程中的加工挤出性能，又可作为结壳改性剂，提高燃烧过程材料的成碳比例，在电缆表面形成一层稳定的碳层结构，在减少氧气与内部材料的接触，提高电缆的阻燃性能，降低电缆料燃烧时的发烟量。
2、本发明中采用氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂，电缆料在燃烧时，其内部的氢氧化铝和氢氧化镁吸收大量的热量并逐渐分解，释放出结晶水和水蒸气，在吸热脱水的过程中延缓了电缆料的燃烧速度，同时水蒸气还可以冲淡燃烧的气体，降低电缆料燃烧后的烟密度。本发明中还添加有纳米蒙脱土，其为一种含水的层状硅酸盐，由于其纳米层状结构，可形成阻隔层，降低氧气的渗透和熔融物滴落，同时配合氢氧化铝和氢氧化镁阻燃剂，提高材料的阻燃性能，降低烟密度。
3、本发明中添加有钼酸锌、八钼酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐作为抑烟剂，钼酸锌和八钼酸铵作为抑烟剂的作用原理为在凝聚相中限制苯衍生物的形成，进而起到抑烟的作用；三聚氰胺氰尿酸盐在燃烧时产生一层泡沫层，产生的泡沫层对电缆料起保护作用，隔绝氧气，进而起到阻燃、抑烟的作用；将合适重量的钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐进行配合，协同作用，可使抑烟的效果最佳。
具体实施方式
实施例1
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物20份、聚乙烯5份、纳米蒙脱土5份、马来酸酐接枝聚乙烯5份、氢氧化铝17.5份、氢氧化镁17.5份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷1份、钼酸锌1.3份、八钼酸铵1.3份、三聚氰胺氰尿酸盐2.4份、抗氧剂10760.1份和聚硅氧烷0.1份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
实施例2
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物40份、聚乙烯15份、纳米蒙脱土15份、马来酸酐接枝EVA15份、氢氧化铝30份、氢氧化镁30份、3个聚合度的聚乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷5份、钼酸锌4份、八钼酸铵4份、三聚氰胺氰尿酸盐7份、抗氧剂10101.5份、聚硅氧烷1份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度150℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
实施例3
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物30份、聚乙烯12份、纳米蒙脱土10份、马来酸酐接枝POE10份、氢氧化铝25份、氢氧化镁25份、3个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、钼酸锌3.7份、八钼酸铵3.7份、三聚氰胺氰尿酸盐7.6份、抗氧剂10101份、聚硅氧烷1份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度150℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
实施例4
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、聚乙烯7份、纳米蒙脱土5份、马来酸酐接枝EVA5份、氢氧化铝20份、氢氧化镁20份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷1份、钼酸锌2.5份、八钼酸铵2.5份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、抗氧剂10100.2份、聚硅氧烷0.3份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
实施例5
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、氢氧化铝20份、氢氧化镁20份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、钼酸锌2.5份、八钼酸铵2.5份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、抗氧剂10100.5份、聚硅氧烷0.5份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
对比例1
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、氢氧化铝20份、氢氧化镁20份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、钼酸锌2.5份、八钼酸铵2.5份、抗氧剂10100.5份、聚硅氧烷0.5份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
对比例2
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、氢氧化镁20份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、八钼酸铵2.5份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、抗氧剂10100.5份、聚硅氧烷0.5份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
对比例3
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、2个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、钼酸锌2.5份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、抗氧剂10100.5份、聚硅氧烷0.5份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
对比例4
一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、茂金属线性低密度聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、马来酸酐接枝聚乙烯10份、氢氧化铝50份、氢氧化镁35份、5个聚合度的乙烯基三乙氧基硅烷2份、钼酸锌2.5份、八钼酸铵2.5份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、抗氧剂10100.5份、聚硅氧烷0.5份。
上述超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
试验例
对实施例1-5和对比例1-4生产的电缆料进行性能检测，具体检测结果见表1。
表1：电缆料的性能检测结果
通过上表可知，采用本发明的方法生产出的电缆料完全符合国家规定的检测标准；实施例1-5的电缆料各项性能均比对比例1-4好，尤其是实施例5的电缆料，各项检测性能均为最优的，当发生火灾或者其他极端的情况下可以自熄，而且产生的烟密度较低，可大大提高人民的生命及财产的安全性。

Claims (10)

1.一种超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物20-40份、聚乙烯5-15份、纳米蒙脱土5-15份、相容剂5-15份、阻燃剂35-60份、高分子处理剂1-5份、抑烟剂5-15份、抗氧剂0.1-1.5份、润滑剂0.1-1份。
2.如权利要求1所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25-30份、聚乙烯7-12份、纳米蒙脱土5-10份、相容剂5-10份、阻燃剂40-50份、高分子处理剂1-2份、抑烟剂10-15份、抗氧剂0.2-1份、润滑剂0.3-1份。
3.如权利要求1或2所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，包括以下重量份的组分：乙烯醋酸乙烯共聚物25份、聚乙烯10份、纳米蒙脱土10份、相容剂10份、阻燃剂40份、高分子处理剂2份、抑烟剂10份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份。
4.如权利要求3所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料，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EVA或马来酸酐接枝POE。
5.如权利要求3所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁，所述氢氧化铝和氢氧化镁的质量比为1:1。
6.如权利要求3所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述高分子处理剂为低聚乙烯基三乙氧基硅烷或低聚乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷。
7.如权利要求3所述超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述抑烟剂为钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐，所述钼酸锌、八钼酸铵和三聚氰胺氰尿酸盐的重量比为1:1:2。
8.如权利要求3所述超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂300。
9.如权利要求3所述超低烟密度无卤阻燃电缆料，其特征在于，所述润滑剂为聚硅氧烷。
10.权利要求1-9任一项所述的超低烟密度无卤阻燃电缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取各种原料，依次投入密炼机中，在温度140-150℃密炼15分钟，备用；
(2)步骤(1)密炼后的混合物料采用双阶式挤出造粒机进行挤出造粒，制得。
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