CN110643106A - 一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法 - Google Patents

一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：（1）将聚烯烃树脂、弹性体树脂、接枝料、偶联剂、抗氧剂和加工助剂置于密炼机中搅拌均匀；（2）在步骤（1）中的原料搅拌均匀后加入炭黑和阻燃剂；（3）在密炼机中加压密炼；（4）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，即得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料具有良好的机械性能、加工性能和较高的氧指数。

Description

一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法
技术领域
本发明属于电线电缆技术领域，涉及一种隔氧层料，具体为电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法。
背景技术
电缆用低烟无卤阻燃隔氧层料是以聚烯烃为主要基材，用于有较高阻燃等级要求的电线电缆，是燃烧时发烟量较少的一种低烟无卤阻燃材料。阻燃等级要求较高的无卤电缆都可使用低烟无卤隔氧层料来满足要求，可通过A类燃烧实验，阻燃性能优异。但由于有大量阻燃剂的填充，隔氧层料的机械性能以及加工性能较差。
中国专利CN 106279956 B公开了一种膨胀型低烟无卤高阻燃隔氧层电缆料及其制备方法，其是以乙烯醋酸乙烯共聚物、环氧树脂、相容剂树脂为基料，加入助剂和阻燃剂后混合密炼而成。制得的隔氧层料具有良好的机械性能，但其在制备过程中需要先将除环氧树脂以外的物料密炼造粒，之后再与环氧树脂混合后密炼造粒，两次密炼造粒的过程容易造成焦料，且过程繁琐，影响产量。
中国专利CN 109971067 A公开了一种中压电缆用低烟无卤高阻燃隔氧层电缆料，其是以乙烯醋酸乙烯树脂、硅橡胶和接枝共聚物为基料，再加入偶联剂、阻燃剂、炭黑和抗氧剂。该发明中阻燃剂的添加量是树脂的3倍左右，会降低材料的机械性能及加工性能。
发明内容
解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料及其制备方法，通过配方工艺改进使其具有高氧指数以及良好的机械性能和加工性能。
技术方案：一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）将普通聚烯烃树脂、大熔指聚烯烃树脂、弹性体树脂、接枝料、偶联剂、抗氧剂和加工助剂置于密炼机中搅拌均匀；
（2）向步骤（1）的密炼机中加入炭黑和阻燃剂，加压密炼，密炼温度为160～170℃，密炼时间15～20min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料；
其中，各组分的重量份数为：步骤（1）中，普通聚烯烃树脂50～65份，大熔指聚烯烃树脂为5～15份，弹性体5～20份，接枝料15～30份，偶联剂2～5份，抗氧剂1～2.5份，加工助剂2～5份；步骤（2）中，炭黑0.5～2份，阻燃剂200～280份。
优选的，所述聚烯烃树脂为高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯中的至少一种；聚烯烃树脂的密度为0.7～1.0g/cm3，普通聚烯烃熔融指数为5～10g/10min，大熔指聚烯烃树脂熔融指数为15～20g/10min。
优选的，所述弹性体为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物或丁二烯共聚物中的至少一种。
优选的，所述接枝料为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为11-100偶联剂。
优选的，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）中的至少一种。
优选的，所述加工助剂为硅油、硅酮母粒和聚乙烯蜡中的至少一种。
优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种。
由以上任一所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
有益效果：本发明以聚乙烯醋酸乙烯酯树脂、弹性体树脂、聚乙烯、接枝料以及适当的熔融指数较大的聚烯烃树脂为基料，加入偶联剂、抗氧剂及加工助剂后在密炼机中搅拌均匀。偶联剂对提高材料的氧指数有较大的帮助，必须在加入阻燃剂之前先与树脂混合均匀。再加入炭黑和阻燃剂，混合均匀后加压密炼。由于添加了适当的大熔指的聚烯烃树脂，加工性能得以改善，所以阻燃剂的添加量可以进一步加大，以提高产品的氧指数以及阻燃性能。
所以，本发明所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料具有（1）较高的氧指数和良好的机械性能；（2）流动性好，易加工的特点，提高了电缆的生产效率。
附图说明
图1是本发明所述电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
（1）将65份普通聚乙烯醋酸乙烯酯、5份大熔融指数的聚乙烯醋酸乙烯酯、10份乙烯丁烯共聚物、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份四〔β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、2份偶联剂和3份硅酮母粒倒入密炼机中搅拌均匀；
（2）在密炼机中加入1份炭黑和210份氢氧化铝密炼，温度165℃，时间15min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，即得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
由实施例1所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 拉伸强度 MPa GB/T 1040 8.4
2 断裂伸长率 % GB/T 1040 140
3 氧指数 % GB/T 2406 45
4 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T 1410 6.02×10<sup>9</sup>
实施例2
（1）将60份普通聚乙烯醋酸乙烯酯、10份大熔融指数的聚乙烯醋酸乙烯酯、15份乙烯辛烯共聚物、15份聚乙烯接枝马来酸酐、1份四〔β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、2.5份偶联剂和3份聚乙烯蜡倒入密炼机中搅拌均匀；
（2）在密炼机中加入1份炭黑和230份氢氧化铝密炼和10份氢氧化镁，温度165℃，时间15min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，即得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
由实施例2所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 拉伸强度 MPa GB/T 1040 8.1
2 断裂伸长率 % GB/T 1040 135
3 氧指数 % GB/T 2406 48
4 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T 1410 5.82×10<sup>9</sup>
实施例3
（1）将58份普通聚乙烯醋酸乙烯酯、12份大熔融指数的聚乙烯醋酸乙烯酯、10份乙烯丁烯共聚物、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1份4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、2份偶联剂和2.5份硅油倒入密炼机中搅拌均匀；
（2）在密炼机中加入1份炭黑和230份氢氧化铝和20份氢氧化镁密炼，温度165℃，时间15min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，即得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
由实施例3所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 拉伸强度 MPa GB/T 1040 7.9
2 断裂伸长率 % GB/T 1040 145
3 氧指数 % GB/T 2406 50
4 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T 1410 5.94×10<sup>9</sup>
实施例4
（1）将55份普通聚乙烯醋酸乙烯酯、15份大熔融指数的聚乙烯醋酸乙烯酯、10份乙烯丁烯共聚物、20份乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、1份四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、1份4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）、2份偶联剂和3份聚乙烯蜡倒入密炼机中搅拌均匀；
（2）在密炼机中加入1份炭黑和210份氢氧化铝密炼和50份氢氧化镁，温度170℃，时间20min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，即得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
由实施例4所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料性能测试结果如下表所示：
项目 单位 测试方法 结果
1 拉伸强度 MPa GB/T 1040 8.5
2 断裂伸长率 % GB/T 1040 145
3 氧指数 % GB/T 2406 52
4 20℃体积电阻率 Ω·m GB/T 1410 6.15×10<sup>9</sup>

Claims (9)

1.一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将普通聚烯烃树脂、大熔指聚烯烃树脂、弹性体树脂、接枝料、偶联剂、抗氧剂和加工助剂置于密炼机中搅拌均匀；
（2）向步骤（1）的密炼机中加入炭黑和阻燃剂，加压密炼，密炼温度为160～170℃，密炼时间15～20min；
（3）密炼完成后经双螺杆风冷造粒，得电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料；
其中，各组分的重量份数为：步骤（1）中，普通聚烯烃树脂50～65份，大熔指聚烯烃树脂5～15份、弹性体5～20份，接枝料15～30份，偶联剂2～5份，抗氧剂1～2.5份，加工助剂2～5份；步骤（2）中，炭黑0.5～2份，阻燃剂200～280份。
2.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述聚烯烃树脂为高密度聚乙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯中的至少一种；聚烯烃树脂的密度为0.7～1.0g/cm3，普通聚烯烃树脂熔融指数为5～10g/10min，大熔指聚烯烃树脂熔融指数为15～20g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述弹性体树脂为乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物或丁二烯共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述接枝料为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述偶联剂为11-100偶联剂。
6.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇、4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述加工助剂为硅油、硅酮母粒或聚乙烯蜡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种。
9.由权利要求1-8任一所述方法制备获得的电缆用低烟无卤阻燃聚烯烃隔氧层料。
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