本发明涉及聚丙烯无卤电缆料领域，尤其涉及一种耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料及制备方法。
背景技术：
随着城市化的不断推进，人们通过高铁、城轨、地铁等便捷、高效地行走于各地，人们的生活水平也因此得到极大的改善。我国铁路建设提速将带来对机车电缆、通信和信号电缆等市场的巨大需求，预计年平均需求将分别达到16～20万千米和7～10万千米；城市轨道交通将产生车辆用电缆年需求2.5-3万千米；交通用信号电缆年需求1.5-2万千米。可见，铁路运营里程数的增加，将带动轨道交通的强劲需求。因此，用于轨道交通领域的电线电缆需求量将会以同样强劲的势头攀升。
轨道交通领域的电线电缆，尤其是车辆电线电缆对阻燃、耐油、抗酸碱性、耐刮磨性等性能有极高的要求，常常需要满足tb/t1484.1-2010标准要求。常见的机车缆为125℃或150℃的辐照交联聚乙烯电缆，但辐照交联设备设备资金大、管控严格，且辐照工艺的设置也增加了后续加工艺时间与经济成本，不方便客户使用。因此，辐照交联机车缆不为普通电缆厂可生产，这些电缆厂亟需电缆料生产商开发一款免辐照或自交联机车缆料。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料及其制备方法，该耐油聚丙烯无卤料可应用于机车或轨道交通电缆。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料，原料配方由接枝a组分与催化b组分组成，接枝a组分与催化b组分的重量比为90~95：5~15；
所述接枝a组分包括下列重量份数的组分：
聚丙烯树脂30~50份，
改性聚丙烯共混物10~30份，
乙华平橡胶10~15份，
高密度聚乙烯树脂15~30份，
引发剂0.5~1.5份，
促交联剂2~5份，
乙烯基硅烷1~3份；
阻燃剂a80~150份，
所述接枝b组分包括下列重量份数的组分：
乙华平（evm）橡胶10~40份，
高密度聚乙烯（hdpe）树脂50~75份，
马来酸酣接枝物10~25份，
催化剂0.5~4份，
金属氧化物2~5份，
阻燃剂b5~25份；
其中，所述聚丙烯树脂为等规聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯；
所述改性聚丙烯共混物是由聚丙烯（pp）、聚丙烯接枝丙烯酸共聚物（pp-g-aa）以及乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）三者组成的高分子共混物；
所述乙华平橡胶为酣酸乙烯酯（va）含量超过30%的乙烯-酣酸乙烯酯共聚物；
所述高密度聚乙烯树脂为结晶度为50~90%的高密度聚乙烯；
所述引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）；
所述促交联剂为二乙烯基苯（dvb）；
所述乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以及乙烯基三叔丁氧基硅烷中的任意一种；
所述阻燃剂a为粒径d50在1~3微米的氢氧化镁、水菱镁石、海泡石、蒙脱土、分子筛、硼酸锌以及次磷酸铝中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物；
所述马来酸酣接枝物为聚丙烯接枝马来酸酣（pp-g-mah）、聚乙烯接枝马来酸酣（pe-g-mah）、乙烯-辛烯无规共聚弹性体接枝马来酸酣（poe-g-mah）、聚烯烃嵌段共聚物弹性体接枝马来酸酣（obcs-g-mah）以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酣（eva-g-mah）中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物，接枝率在0.5%~1.2%；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二丁辛锡、氧化锌、四苯基锡、辛酸亚锡、烷基苯磺酸中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物；
所述金属氧化物为氧化钙，市售；
所述阻燃剂b为粒径d50在1~3微米的氢氧化铝。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述接枝a组分还包括1~3份的第一抗氧剂，所述第一抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂300、抗氧剂3052以及抗氧剂412s中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物。
2、上述方案中，所述接枝a组分还包括2~5份的润滑剂，所述接枝b组分还包括1~3份的润滑剂，所述接枝a组分的润滑剂和接枝b组分的润滑剂均为超高分子量硅酮母粒、pe蜡、硬脂酸、含氟流变剂、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物。
3、上述方案中，所述接枝b组分还包括1~3份的第二抗氧剂，所述第二抗氧剂为抗氧剂1024、稳定剂531、稳定剂770、抗氧剂445中的任意一种或至少两种以上以任意比例的混合物。
4、上述方案中，在所述改性聚丙烯共混物中，所述聚丙烯（pp）、聚丙烯接枝丙烯酸共聚物（pp-g-aa）以及乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）的质量比为50~70：10~20：10~40。
5、上述方案中，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为0.5~8g/10min，且抗张强度不小于30mpa；所述乙华平橡胶的熔体流动速率为2~7g/10min；所述高密度聚乙烯树脂为结晶度的熔体流动速率为0.2~7g/10min。
进一步地，所述的耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料的制备方法，依次包括以下步骤：
步骤（1），制备接枝a组分：按配方比例将乙烯基硅烷、引发剂、促交联剂、第一抗氧剂搅拌混合均匀制得交联混合液；再按配方将聚丙烯树脂、改性聚丙烯共混物、乙华平橡胶、高密度聚乙烯树脂、润滑剂、阻燃剂a依次倒入密炼机的混炼缸中，同时将所述交联混合液洒入所述混炼缸中；之后，经充分密炼，待熔体温度达到140~150℃，倒入提升机，再而转入双螺杆-单螺杆双阶混炼机组中混炼造粒，得到接枝a组分；其中，双螺杆与单螺杆的温度控制在110~150℃，熔体温度控制在170~180℃之间；
步骤（2），制备催化b组分：按配方比例将乙华平橡胶、高密度聚乙烯树脂、马来酸酣接枝物、催化剂、金属氧化物、第二抗氧剂、润滑剂、阻燃剂b加入密炼机中，控制密炼温度在130~140℃得到混炼胶，再将混炼胶转入双螺杆-单螺杆双阶混炼机组中混炼造粒，在混炼机组中熔体控制在130~150℃，得到催化b组分；
步骤（3），将步骤（1）所得接枝a组分和步骤（2）所得催化b组分按重量比混合均匀，经单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在180~230℃之间，使得熔体温度在220~240℃之间，且控制熔体在螺杆停留时间在1~4分钟，即可制得一种耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料。
与现有技术相比，本发明的设计特点是：近年来，硅烷交联技术正逐步由硅烷交联聚乙烯向硅烷交联阻燃聚烯烃发展。本发明也采用硅烷交联技术，但有别于常规的水煮硅烷交联方法。本发明无需另借热水，而是利用阻燃剂在高温下热分解产生的水而完成硅烷交联，无需水煮、无需辐照即可实现室温下自交联。也就是说，第一步先将乙烯基硅烷接枝到主材聚丙烯树脂上，进而制备得到接枝a组分，第二步再利用催化剂催化使得马来酸酐接枝物与乙华平橡胶、高密度聚乙烯树脂发生缩合反应形成交联物即催化b组分；第三步，将接枝a组分和催化b组分混合均匀并挤出，在挤出过程中，即在180~230℃条件下，阻燃剂b氢氧化铝会分解出水，促进硅烷交联反应发生。最后，在挤出机挤出后，只需在室温自然冷却条件下本发明的电缆料即可完成自交联，而不需要后续的诸如水煮等的后处理。
本发明配方中的改性聚丙烯共混物为一种亲水性聚丙烯，可促进硅烷交联反应发生，减少成品存放时间；
此外，本发明采用聚丙烯作为主材，质轻、强度大、耐弯折、耐磨，是常规聚乙烯材料不能比拟的，适合机车电缆用。
总之，本发明所提供的电缆料在挤包时因氢氧化铝在高温下释放出水分而促使硅烷交联反应的发生，进而形成交联物。免去了普通电缆料挤包辐照工艺，不仅节省了大量的成本开支，而且缩短工期，保证产品质量。按照发明配方和制备方法制成的电缆，即可得到较优良的耐油性能、耐高温性、高阻燃待性能，也兼具环保、优良的加工性能，满足tb/t1481.1-2010标准要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~3：一种耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料及其制备方法
耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料，其原材料配方（单位：重量份）如表1：
表1耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料
在实施例1中，聚丙烯树脂为扬子石化生产的等规聚丙烯，牌号为f401；改性聚丙烯共混物按重量比pp：pp-g-aa：eaa=70：15：15；乙华平橡胶为杜邦公司生产的40l-03；高密度聚乙烯树脂为陶氏化学公司生产的dgdk-3364nt；阻燃剂a为雅保公司生产氢氧化镁，牌号为h5iv；阻燃剂b为中州铝业生产的氢氧化铝，牌号为h-wf-01-sp；第一抗氧剂为1.5份抗氧剂1010与1份抗氧剂168的共混物；润滑剂为大华公司生产的超高分子量硅酮，牌号为pw1050；马来酸酣接枝物为pe-g-mah；催化剂为二月桂酸二丁基锡；乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷；引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）；第二抗氧剂为抗氧剂1024；所述金属氧化物为氧化钙，市售；所述促交联剂为二乙烯基苯（dvb），市售。
在实施例2中，聚丙烯树脂为福聚公司生产的共聚聚丙烯，牌号为st866；改性聚丙烯共混物按pp：pp-g-aa：eaa=60/12/28；乙华平橡胶为郞盛公司生产的evm500；高密度聚乙烯树脂为陶氏化学公司生产的dgdk-3364nt；阻燃剂a为雅保公司生产氢氧化镁（牌号为h5iv）100份与力矿公司生产的水菱镁40份；阻燃剂b为中州铝业生产的氢氧化铝，牌号为h-wf-01-sp；第一抗氧剂为抗氧剂10101份与抗氧剂dltp1份的共混物；润滑剂为大华公司生产的超高分子量硅酮，牌号为pw1050；马来酸酣接枝物为obcs-g-mah；催化剂为二月桂酸二丁基锡；乙烯基硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷；引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）；第二抗氧剂为1份稳定剂531和1份稳定剂770的混合物；所述金属氧化物为氧化钙，市售；所述促交联剂为二乙烯基苯（dvb），市售。
在实施例3中，聚丙烯树脂为新加坡聚烯烃公司生产的共聚聚丙烯，牌号为as164；改性聚丙烯共混物按pp：pp-g-aa：eaa=55/12/33；乙华平橡胶为三井化学公司生产的ev45lx；高密度聚乙烯树脂为利安德巴塞尔公司生产的4261ag；阻燃剂a为雅保公司生产氢氧化镁（牌号为h5iv）100份、力矿公司生产的水菱镁55份与海泡石5份；阻燃剂b为中州铝业生产的氢氧化铝，牌号为h-wf-01-sp；第一抗氧剂为抗氧剂10101份、抗氧剂dltp1份与抗氧剂3000.5份的共混物；润滑剂为浙江佳华公司生产的超高分子量硅酮，牌号为gt-300；马来酸酣接枝物为eva-g-mah；催化剂为二月桂酸二丁基锡；乙烯基硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷引发剂为过氧化二异丙苯（dcp）；第二抗氧剂为抗氧剂445；所述金属氧化物为氧化钙，市售；所述促交联剂为二乙烯基苯（dvb），市售。
所有实施例的生产方法均如下：
（1）制备接枝料a组份：按配方比例将乙烯基硅烷、引发剂、促交联剂、第一抗氧剂搅拌混合均匀制得交联混合液；再按配方将pp树脂、改性pp、evm橡胶、hdpe树脂、润滑剂、阻燃剂a等依次倒入密炼机的混炼缸中，同时将交联混合液洒入其中。之后，经充分密炼，待熔体温度达到150℃，倒入提升机，再而转入双螺杆-单螺杆双阶混炼机组中混炼造粒，得到接枝a组份。其中，双螺杆与单螺杆温度控制在110~150℃，熔体温度控制在170~180℃之间。
（2）制备催化b组份：按配方将evm橡胶、hdpe树脂、马来酸酣接枝物、催化剂、金属氧化物、第二抗氧剂、润滑剂、阻燃剂b等加入密炼机中，控制密炼温度在130℃得到混炼胶，再将混炼胶转入双螺杆-单螺杆双阶混炼机组中混炼造粒，在混炼机组中熔体控制在130~150℃，得到催化b组份。
（3）将步骤（1）所得接枝a组份和步骤（2）所得催化b组份按重量比混合均匀，经单螺杆挤出机挤出，挤出温度控制在180~230℃之间，使得熔体温度在220~240℃之间，且控制熔体在螺杆停留时间在1~4分钟，即可制得耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料。
其中，在实施例1中，接枝a组份：催化b组份按重量比为95：5；在实施例2中，接枝a组份：催化b组份按重量比为90：10；在实施例3中，接枝a组份：催化b组份按重量比为92：8。
各实施例制得的耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料的性能见表2：
表2耐温150℃室温自交联耐油聚丙烯无卤料的性能
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。