专利名称：膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子材料，特别是涉及一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/ 乙烯醋酸乙烯电缆料。
技术背景聚丙烯与其它原料配合后广泛用于电缆材料中。中国专利CN101418102A公开了一种高温无卤阻燃聚丙烯/三元乙丙橡胶电缆料及其 制备方法。其组分按重量份计包括聚丙烯10 25份，三元乙丙橡胶25 40份，聚磷酸铵30 40份，硅酮1 3份，橡胶油5 20份，交联剂0. 3 l.O份，交联助剂0.2 2.5份，加工助剂O. 5 1.5份。其中，基体树脂 是聚丙烯、三元乙丙橡胶，二者与极性阻燃剂相容性很差，阻燃剂在基体 树脂中分散困难，致使电缆料产品存在力学性能差、耐环境应力开裂性能 差以及燃烧性能差等缺点，再者，阻燃剂选用单一聚磷酸铵，阻燃效果较 差，阻燃剂添加量也较多。中国专利CN 1506398A公开了一种聚丙烯无卤 阻燃电缆料的制备方法，它以占阻燃电缆料总重量60 75%的高抗冲聚丙 烯(丙烯一乙烯共聚物)与乙烯一辛烯共聚物的混合物为基本树脂。两种 基体树脂均为非极性材料，存在与阻燃剂相容性差、阻燃剂在电缆料中分 散困难等缺点，再者，其中，无卤阻燃剂是占阻燃电缆总重量22 40%的 重量比为3: 1的聚磷酸铵、季戊四醇粉的缚合物或单独使用季戊四醇磷酸 酯三聚氰胺盐类化合物与占阻燃电缆总重量0 3%的协同添加剂红磷、白 炭黑、分子筛中的一种或多种组合而成。所得电缆料的拉伸强度大于 14MPa，断裂伸长率大于250%，氧指数大于35，垂直燃烧试验通过UL94 V0级。发明内容本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种柔韧性好，断裂伸长率高， 拉伸强度好，电绝缘性好，阻燃性好，较好地满足了电缆料的燃烧性能、 力学性能及热性能的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料。'本发明膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料其组分按重量份 计是聚丙烯20 40份，乙烯醋酸乙烯80 60份，复合阻燃剂45 65 份，接枝剂5 15合物，其配合比例按重量份计是基本阻燃剂阻燃协效剂=40 50:5 15。 基本阻燃剂是聚磷酸铵、季戊四醇及三聚氰胺的混合物，配合比例按重量 份计是聚磷酸铵季戊四醇:三聚氰胺=25 35:10 15:2 5。聚磷酸铵的聚 合度以大于1000为好；阻燃协效剂是白度化微胶囊红磷阻燃剂、有机化纳 米蒙脱土、硼酸锌及有机硅阻燃剂中的至少一种，当选用两种及两种以上 时，可以是任意比例混合；接枝剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝 聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种；抗氧剂是四(P-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯 (1010)、三[2.4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯(16'8)、硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)中的至少一种，当为两种 或两种经上时可以是任意比例混合；紫外线吸收剂是2-羟基-4-正辛氧基 二苯甲酮(UV531 )、 2- (2'-羟基-3' ， 5 —二叔丁基苯基)苯并三唑(UV328)、 2- (2'-羟基-3' ， 5' -二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV327)中的 一种；加工助剂是聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种，当为两 种或两种以上时，可以是任意比例混合。本发明膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料的优点在于1)、 本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料基体树脂是聚 丙烯与乙烯醋酸乙烯的共混物，既克服了单一聚丙烯电缆料硬度太高、柔 韧性差、断裂伸长率低等问题，同时又可克服以单一乙烯醋酸乙烯树脂为 基体电缆料热变形温度低、拉伸强度差、电绝缘性差、耐环境应力差等问 题；2)本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料中的膨 胀型无卤复合阻燃剂是以聚磷酸錄、季戊四醇、三聚氰胺为基本阻燃剂， 外添加白度化微胶囊红磷阻燃剂、纳米蒙脱土、硼酸锌、有机硅阻燃剂中 的至少一种复配而成的复合型阻燃剂，该复合阻燃剂集多种阻燃机理于一 体，有利于进一步发挥阻燃剂的协同阻燃作用，减少阻燃剂添加量，从而 提高电缆料的力学性能和燃烧性能；3)本发明提供的膨胀型无卤阻燃聚丙 烯/乙烯醋酸乙烯电缆料中均加入了接枝改性剂，同时所加入的阻燃剂均经 过偶联剂处理，从而使阻燃剂在电缆料中的分散性得到显著改善，两种树 脂的相容性也得到进一步提高，另外阻燃剂经偶联剂处理后也可显著改善 其吸湿性问题，从而使电缆料的绝缘性得到进一步提高；4)本发明提供的 膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料的拉伸强度达到15. 2MPA、断 裂伸长率达到566. 7%，氧指数达到35. 0%、水平垂直燃烧达到UL 94 V0 级，70(TC残炭量可以达到18.08%，同时最大热释放速率下降到为193.5 kw/m2，较好的满足了电缆料的燃烧性能、力学性能以及热性能。主要用 作电缆的外包覆材料。
具体实施方式
4聚丙烯 40, 乙烯醋酸乙烯 60， 接枝剂(马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物) 15， 复合阻燃剂 65， 抗氧剂(四(e-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯)2， 紫外线吸收剂(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮) 1， 加工助剂(聚乙烯蜡) 2。 其中，复合阻燃剂按重量份计是基本阻燃剂(聚磷酸铵:季戊四醇:三聚氰胺=30:15:5) 50， 阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷) 15。 将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔融 挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155 160°C、 160 165°C、 170 175°C、 175 185°C、 175 185°C、 155 160 X:。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度为13.5MPa，断裂伸长率为418.6%， 氧指数为32，水平垂直燃烧实验通过UL-94 V0级，70(TC残炭量达到 12. 8%，最大热释放速率为247. 1 kw/m2。 实施例2原料组分按重量份计是聚丙烯 30， 乙烯醋酸乙烯 70， 复合阻燃剂 57， 接枝剂(马来酸酐接枝聚乙烯) 10, 抗氧剂(四(0 -(3， 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯) 1， 紫外线吸收剂(2-(2'-羟基-3' ， 5 —二叔丁基苯基)苯并三唑)1.5， 加工助剂(聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌) .3 。其中，复合阻燃剂按重量份计是.-基本阻燃剂(聚磷酸:季戊四醇:三聚氰胺=35:10:2) 47,阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷、有机硅) 10。 将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔 融挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155 160。C、 160 165。C、 170 175。C、 175 185。C、 175 185。C、 155 160°C。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度达到15.2MPA、断裂伸长率达 到566.7%，氧指数达到35.0%、水平垂直燃烧达到UL 94 V0级，700。C残 炭量可以达到18. 08%，同时最大热释放速率下降到为193. 5 kw/m2 实施例3
原料组分按重量份计是
聚丙烯 20， 乙烯醋酸乙烯 80， 接枝剂(马来酸酐接枝聚丙烯) 5， 复合阻燃剂 45， 抗氧剂(四(P-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、 三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮) 1. 5，
紫外线吸收剂(5' -二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑) 2 加工助剂(硬脂酸锌、硬脂酸钙) 1。 其中，
复合阻燃剂按重量份计是
基本阻燃剂(聚磷酸铵:季戊四醇三聚氰胺=25:12:3) 40， 阻燃协效剂(硼酸锌、白度化微胶囊红磷、纳米蒙脱土、
有机硅) 5。 将上述原料按重量称取后经高速混料机混合，再经双螺杆挤出机熔融 挤出、拉条、水冷、切粒而得。双螺杆挤出机的六段加工温度分别为155 160°C、 160 165°C、 170 175°C、 175 185°C、 175 185°C、 155 160 匸。实验表明，本实验电缆料的拉伸强度为12. 5MPa,断裂伸长率为587. 3%， 氧指数为28，水平垂直燃烧实验通过UL-94 VO级，700。C残炭量达到9. 2%, 最大热释放速率为395. 8 kw/m2 。
权利要求
1、一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于组分按重量份计是聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯80～60份，复合阻燃剂45～65份，接枝剂5～15份，抗氧剂1.0～2.0份，紫外线吸收剂1.0～2.0份，加工助剂1.0～3.0份。
2、 如权利要求l所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于复合阻燃剂是基本阻燃剂与阻燃协效剂的混合物，其配合比例按 重量份计是基本阻燃剂阻燃协效剂=40 50:5 15，其中，基本阻燃剂是聚磷酸铵、季戊四醇及三聚氰胺的混合物，配合比例按重量份计是聚磷酸 铵季戊四醇:三聚氰胺=25' 35:10 15:2 5;阻燃协效剂是白度化微胶囊 红磷阻燃剂、有机化纳米蒙脱土、硼酸锌及有机硅阻燃剂中的至少一种。
3、 如权利要求l所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其 特征在于接枝剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸 酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种。
4、 如权利要求l所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其 特征在于抗氧剂是四(P -(3， 5-二叔丁基二4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、 三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。
5、如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其 特征在于紫外线吸收剂是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基 -3' ，5—二叔丁基苯基)苯并三唑、2- (2'-羟基-3' , 5' -二叔丁基苯 基)-5-氯代苯并三唑中的一种。
6、 如权利要求1所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其 特征在于加工助剂是聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的至少一种；
7、 根据权利要求2所述的膨胀型无卤聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料， 其特征在于聚磷酸铵的聚合度大于iooo。
全文摘要
本发明提供一种膨胀型无卤阻燃聚丙烯/乙烯醋酸乙烯电缆料，其特征在于组分按重量份计是聚丙烯20～40份，乙烯醋酸乙烯80～60份，复合阻燃剂45～65份，接枝剂5～15份，抗氧剂1.0～2.0份，紫外线吸收剂1.0～2.0份，加工助剂1.0～3.0份。该材料柔韧性好，断裂伸长率高，拉伸强度好，电绝缘性好，阻燃性好，较好地满足了电缆料的燃烧性能、力学性能及热性能。主要用作电缆的外包覆材料。
文档编号C08L23/00GK101649088SQ20091016766
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者彬 兰, 卢国建, 帆 张, 张玉才, 李碧英, 阳世群 申请人:公安部四川消防研究所