辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法。其特点是所述辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料是用线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、高粘度有机硅混合物、硬脂酸镁、含磷无卤阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂等原料，经密闭式混炼机混炼后，再用六温度段双螺杆挤出机挤制而成。采用本发明作为绝缘层制成的电线电缆，不仅具有阻燃性好、透光率高、电气绝缘性好、耐水性好等优点，而且具有耐温等级高（可在105℃环境下长期使用）、绝缘层机械物理性能好等特点。可用作低烟无卤高阻燃电线绝缘层的原料。
【专利说明】辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
【技术领域】 [0001]本发明涉及一种塑料粒子及其制备方法。具体说，是用来制作低烟无卤高阻燃电线绝缘层的原料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国冶金、电力、电子、自动化及信息化网络等行业的迅猛发展，使得与之配套的阻燃电线电缆以及电力电缆、控制电缆、信号电缆、仪器仪表电缆、计算机电缆等电线电缆的用量急剧增加。
[0003]传统的阻燃电缆大都采用聚氯乙烯作为绝缘或护套。虽然聚氯乙烯具有阻燃好、价廉、挤出工艺好等特点，但由于其含有卤素，遇到火灾燃烧时会释放大量卤化氢气体和浓烟，造成火灾的“二次危害”，从而加大了火灾的损失。经科学研究证实，卤化物对人体健康与环境所造成的危害已愈来愈严重，人们越来越重视环保，欧盟等都提出了对聚氯乙烯限制使用的条例。在国内，北京市供电局1998年3月即发文规定禁止聚氯乙烯类电线电缆在该局系统内使用，2002年华东建筑设计研究院推出的《民用建筑电线电缆防火设计规程》明确提出了使用低烟无卤电线电缆的要求。以上这些，使得低烟无卤阻燃电线电缆得到广泛使用并呈现出很大的发展潜力，特别是在地铁、高层建筑、各种场馆建筑等人口密集场合都要求使用低烟无卤阻燃电线电缆。但目前市场上的低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料存在阻燃性不高、电气绝缘性能较差、耐水性不良等缺陷，难以满足B类阻燃要求及有较潮湿场合使用的低烟无卤阻燃建筑布电线的要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的一个问题是提供一种辐照交联低烟无卤聚烯烃高阻燃电缆料。采用本发明作为绝缘层制成的电线电缆，不仅具有阻燃性好(可通过单根垂直阻燃和B类成束阻燃)、透光率高(≥80%)、电气绝缘性好、耐水性好(可用于地下室等潮湿场合)等优点，而且具有耐温等级高(可在105°C环境下长期使用)、绝缘层机械物理性能好等特点。
[0005]本发明要解决的另一个问题是提供一种制备辐照交联低烟无卤聚烯烃高阻燃电缆料的方法。
[0006]为解决上述问题，采取以下技术方案:
本发明的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料特点是包括以下重量份数的原料:
线型低密度聚乙烯树脂20-25重量份；
乙烯醋酸乙烯共聚物35~45重量份；
乙烯丙烯酸乙酯共聚物45~30重量份；
氢氧化铝80-90重量份；
氢氧化镁70~60重量份；
3.5水硼酸锌10-20重量份；
高粘度有机硅混合物15~20重量份；硬脂酸镁5~8重量份；
含磷无卤阻燃剂15~20重量份；
聚乙烯蜡0.5~1.0重量份；
抗氧剂0.8 -1.2重量份；
交联剂0.7~1.0重量份。
[0007]其中:
所述线型低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量为28%，熔融指数为4飞g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量为15~19%，熔融指数为
0.5~5dg/min ；
所述高粘度有机硅混合物是GE东芝有机硅有限公司生产的SFR 100型高粘度有机硅混合物；
所述含磷无卤阻燃剂是德国科莱恩公司出品的OP 935型高效无卤阻燃剂，其磷含量约为23~24重量％ ；
所述抗氧剂是2，2’-硫代双[3- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]或四[β(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
[0008]制备所述辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料的方法特点是依次包括以下步骤:
先将线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、硬脂酸镁、含磷无卤阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂一起投入温度为135~145°C的密闭式混炼机中，混炼8~10分钟，得到团状物料；
然后，将高粘度有机硅混合物加入到上述温度为135~145°C的密闭式混炼机中，与所述团状物料一起继续混炼4飞分钟，得到料坯；
最后，将所述料坯投入六温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料；其中，所述刘温度段双螺杆挤出机的六个温度段温度分别为135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0009]采用上述方案,具有如下优点:
由于本发明的原料中含有乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯醋酸乙烯共聚物，通过乙烯丙烯酸乙酯共聚物和乙烯醋酸乙烯共聚物两者的配合，均能填充大量无卤阻燃剂。其中，前者具有更高的热稳定性，使得本发明能适应的加工条件范围更宽，且在遇到火灾燃烧时对于防滴落有明显的贡献。另外，前者电绝缘性好，使得本发明具有较好的电气绝缘性能。后者具有较好的流动性能，有助于改善挤出加工`时的流动性。
[0010]又由于本发明的原料中含有高粘度有机硅混合物和硬脂酸镁，二者协同配合后，有助于氢氧化铝/氢氧化镁阻燃体系形成极佳的碳层，大大提高了本发明的阻燃性能。
[0011]由于本发明采用的含磷无卤阻燃剂抗水解性能出色，作为高效磷活性元素能显著提高本发明遇火燃烧时的自熄性能。而高粘度有机硅混合物的加入，会使含磷无卤阻燃剂的热稳定性得到提高，有助于改进本发明的体系阻燃效果。
[0012]另外，闻粘度有机娃混合物的加入，还提闻了本发明的耐水性。【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0014]实施例一
先选取20重量份的线型低密度聚乙烯树脂、35重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、45重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、80重量份的氢氧化铝、70重量份的氢氧化镁、10重量份的3.5水硼酸锌、15重量份的高粘度有机硅混合物、5重量份的硬脂酸镁、15重量份的含磷无卤阻燃剂、0.5重量份的聚乙烯蜡、0.8重量份的抗氧剂、0.7重量份的交联剂。
[0015]然后，将线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、硬脂酸镁、含磷无齒阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂一起投入温度为135°C的密闭式混炼机中，混炼8分钟，得到团状物料。
[0016]之后，将高粘度有机硅混合物加入到上述温度为135°C的密闭式混炼机中，与所述团状物料一起继续混炼4分钟，得到料坯。
[0017]最后，将所述料坯投入六温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料。其中，所述刘温度段双螺杆挤出机的六个温度段温度分别为135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0018]本实施例中:
所述线型低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0-2.0g/10min ； 所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量为28%，熔融指数为4飞g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量为15-19%，熔融指数为
0.5-5dg/min ；
所述高粘度有机硅混合物是GE东芝有机硅有限公司生产的SFR 100型高粘度有机硅混合物；
所述含磷无卤阻燃剂是德国科莱恩公司出品的OP 935型高效无卤阻燃剂，其磷含量约为23-24重量％ ；
所述抗氧剂是2，2’ -硫代双[3- (3, 5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯];
所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
[0019]实施例二
先选取22重量份的线型低密度聚乙烯树脂、40重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、38重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、85重量份的氢氧化铝、65重量份的氢氧化镁、15重量份的3.5水硼酸锌、17重量份的高粘度有机硅混合物、7重量份的硬脂酸镁、18重量份的含磷无卤阻燃剂、0.7重量份的聚乙烯蜡、1.0重量份的抗氧剂、0.8重量份的交联剂。
[0020]然后，将线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、硬脂酸镁、含磷无齒阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂一起投入温度为140°C的密闭式混炼机中，混炼9分钟，得到团状物料。
[0021]之后，将高粘度有机硅混合物加入到上述温度为140°C的密闭式混炼机中，与所述团状物料一起继续混炼5分钟，得到料坯。
[0022]最后，将所述料坯投入六温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料。其中，所述刘温度段双螺杆挤出机的六个温度段温度分别为135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0023]本实施例中:
所述线型低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量为28%，熔融指数为4-6g/10min ；所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量为15-19%，熔融指数为0.5-5dg/min ；
所述高粘度有机硅混合物是GE东芝有机硅有限公司生产的SFR 100型高粘度有机硅混合物；
所述含磷无卤阻燃剂是德国科莱恩公司出品的OP 935型高效无卤阻燃剂，其磷含量约为23-24重量％ ；
所述抗氧剂是四[β (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
[0024]实施例三
先选取25重量份的线型低密度聚乙烯树脂、45重量份的乙烯醋酸乙烯共聚物、30重量份的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、90重量份的氢氧化铝、60重量份的氢氧化镁、20重量份的
3.5水硼酸锌、20重量份的高粘度有机硅混合物、8重量份的硬脂酸镁、20重量份的含磷无卤阻燃剂、1.0重量份的聚乙烯蜡、1.2重量份的抗氧剂、1.0重量份的交联剂。
[0025]然后，将线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、硬脂酸镁、含磷无齒阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂一起投入温度为145°C的密闭式混炼机中，混炼10分钟，得到团状物料。
[0026]之后，将高粘度有机硅混合物加入到上述温度为145°C的密闭式混炼机中，与所述团状物料一起继续混炼6分钟，得到料坯。
[0027]最后，将所述料坯投入六温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料。其中，所述刘温度段双螺杆挤出机的六个温度段温度分别为135°C、145°C、155°C、160°C、160°C、155°C。
[0028]本实施例中:
所述线型低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0-2.0g/10min ；
所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量为28%，熔融指数为4飞g/10min ； 所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量为15-19%，熔融指数为
0.5-5dg/min ；
所述高粘度有机硅混合物是GE东芝有机硅有限公司生产的SFR 100型高粘度有机硅混合物；
所述含磷无卤阻燃剂是德国科莱恩公司出品的OP 935型高效无卤阻燃剂，其磷含量约为23-24重量％ ；
所述抗氧剂是四[β (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
【权利要求】
1.辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于包括以下重量份数的原料: 线型低密度聚乙烯树脂20-25重量份； 乙烯醋酸乙烯共聚物35~45重量份； 乙烯丙烯酸乙酯共聚物45~30重量份； 氢氧化铝80-90重量份； 氢氧化镁70~60重量份； 3.5水硼酸锌10-20重量份； 高粘度有机硅混合物15~20重量份； 硬脂酸镁5~8重量份； 含磷无卤阻燃剂15~20重量份； 聚乙烯蜡0.5~1.0重量份； 抗氧剂0.8-1.2重量份； 交联剂0.7~1.0重量份。
2.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述线型低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0-2.0g/10min。
3.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述乙烯醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯的重量含量为28%，熔融指数为4-6g/10min。
4.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述乙烯丙烯酸乙酯共聚物中，丙烯酸乙酯的重量含量为15~19%，熔融指数为0.5飞dg/min。
5.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述高粘度有机硅混合物是GE东芝有机硅有限公司生产的SFR 100型高粘度有机硅混合物。
6.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述含磷无卤阻燃剂是德国科莱恩公司出品的OP 935型高效无卤阻燃剂，其磷含量约为23~24重量％。
7.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述抗氧剂是2,2，-硫代双[3- (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸乙酯]或四[β (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
8.如权利要求1所述的辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料，其特征在于所述交联剂是三聚氰酸三烯丙酯。
9.制备权利要求1所述辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料的方法，其特征在于依次包括以下步骤: 先将线型低密度聚乙烯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、氢氧化镁、3.5水硼酸锌、硬脂酸镁、含磷无卤阻燃剂、聚乙烯蜡、抗氧剂和交联剂一起投入温度为135~145°C的密闭式混炼机中，混炼8~10分钟，得到团状物料； 然后，将高粘度有机硅混合物加入到上述温度为135~145°C的密闭式混炼机中，与所述团状物料一起继续混炼4飞分钟，得到料坯； 最后，将所述料坯投入六温度段双螺杆挤出机中，挤制成颗粒，得到辐照交联低烟无卤高阻燃聚烯烃电缆料；其中，所述刘温度段双螺杆挤出机的六个温度段温度分别为135°C、145 °C、155 °C、160 °C、160 °C、155 °C。
【文档编号】C08K3/22GK103450552SQ201310416252
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】游泳, 祁建强, 环征程 申请人:无锡杰科塑业有限公司