105℃热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料及其制备方法
【专利摘要】105℃热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，包含以下原料：乙烯醋酸乙烯共聚物，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，乙烯-辛稀共聚弹性体，马来酸酐接枝料，硅酮母粒，氢氧化铝，氢氧化镁，硼酸锌，氮?磷?膨?胀?型?阻?燃?剂，硅烷偶联剂，润滑剂，复合抗氧剂，光稳定剂，环保型防鼠蚁剂，经高速混合机混合均匀后，通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出造粒制成。本发明配方、配比科学合理，工艺先进，制得的105℃热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料用于电缆的制造，其电缆既具有很好的机械性能、阻燃性能、电性能、低温性能，又具有优异的防鼠蚁性、耐热氧老化和良好的高温抗开裂性能。
【专利说明】105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型电缆护套料及其制备方法，属于电线电缆用材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]我国大部分地区都存在老鼠、白蚁活动猖獗、破坏电缆的现象，作为供电系统“动脉”和“神经”的电缆，如果被老鼠、蚂蚁啃咬，不仅会造成严重的电力故障和信息混乱，甚至会造成大规模短路引发火灾等。
[0003]此外无卤阻燃型电缆存在的最大问题就是护套开裂，往往还在电缆盘上就会发生，且通常是线盘的最外层向阳面的大规格电缆，夏季发生的概率比冬季发生概率高。为解决电缆防鼠蚁抗开裂的问题，在这以前许多人做了大量的研究试验，但至今未能很好地解决问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的为防鼠蚁的破坏同时解决无卤阻燃型护套易开裂等问题，提供一种105°C热塑性无卤低 烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料及其制备方法。
[0005]经研究认为电缆护套开裂与电缆弯曲受力以及受热有关。抗开裂性能的解决思路应从这两个角度着手。采用添加环保型防鼠蚁剂。该类环保防鼠蚁剂属第三代产品，环保、低毒、无明显辛辣味、半衰期长。可以对电缆进行有效的防护。同时在基料树脂中添加了乙烯-辛稀共聚热塑性弹性体和高密度聚乙烯。乙烯-辛稀共聚弹性体其分子结构中没有不饱和双键，具有优异的耐老化性能；其次其分子量分布窄，具有很好的流动性，使体系受到冲击受力时能起到分散缓冲的作用，减少因受力产生裂纹的几率。高密度聚乙烯其结晶度和熔点都相对比较高，同时具有较好的刚性和韧性，无需交联就可以达到较高的耐温等级(105°C)，同时提高体系硬度，起到一定的物理防鼠功能。
[0006]等级(105°C)，同时提高体系硬度，起到一定的物理防鼠功能。相对于热固性护套，采用热塑性护套具有降低原料成本、简化生产工艺、提高生产效率，材料可以循环再利用等突出优点。
[0007]本发明的目的实现的技术方案一，105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，由包括以下重量份制备而成:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份；
线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份；
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份；
乙烯-辛稀共聚弹性体10-30份；
马来酸酐接枝料10-30份；
硅酮母粒1-5份；氢氧化招40-100份；
氢氧化镁20-60份；
硼酸锌5-30份；
氮磷膨胀型阻燃剂5-30份；
硅烷偶联剂1-3份；
润滑剂2-5份；
复合抗氧剂1.5-4份；
光稳定剂1.5-4份；
环保型防鼠蚁剂2-5份。
[0008]所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0009]所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油、硬脂酸锌中的一种或二种、三种组合。
[0010]所述环保型防鼠蚁剂包括环保型防鼠剂、环保型防蚁剂。
[0011]本发明的目的实现的技术方案二，105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，其特征是，包括以下步骤:
O按照重量份配备原料:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份，
线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份，
乙烯-辛稀共聚弹性体10-30份，
马来酸酐接枝料10-30份，
硅酮母粒1-5份，
氢氧化招40-100份，
氢氧化镁20-60份，
硼酸锌5-30份，
氮磷膨胀型阻燃剂5-30份，
硅烷偶联剂1_3份，
润滑剂2-5份，
复合抗氧剂1.5-4份，
光稳定剂1.5-4 份，
环保型防鼠蚁剂2-5份；
2)将步骤I)配备的原料加入高速混合机中混合，混合温度为80-100°C，混合时间为10-15分钟，充分混合均匀成混合料；
3)将步骤2)的混合料通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为150°C _195°C，螺杆转速为100-150转/分钟，下阶料筒温度范围为135°C _155°C，螺杆转速为30-80转/分钟；
4)将步骤3)热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。
[0012]步骤I)所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0013]步骤I)所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油、硬脂酸锌中的一种或二种、三种组合。[0014]步骤I)所述环保型防鼠蚁剂包括环保型防鼠剂、环保型防蚁剂。
[0015]本发明配方、配比科学合理，工艺先进，制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，是兼具优良的机械性能、电气性能，同时加工性能优异，耐温等级高的绿色环保型无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁耐开裂热塑性护套材料。采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，VA含量大于28%)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-辛稀弹性体和马来酸酐接枝料合理的复配，使得无卤阻燃材料各项性能之间更完美的平衡，在保持其原有机械性能、阻燃性能、电性能、低温性能的情况下，具有较好的防鼠蚁性、优异的耐热氧老化和良好的高温抗开裂性能。阻燃体系中采用高效、高含量硅烷偶联剂表面处理改性的超细氢氧化铝、氢氧化镁颗粒作为无机阻燃剂，表面进行改性包覆处理后获得有机、无机的核壳结构，氮磷系膨胀型阻燃剂纳米包覆技术与镁铝系阻燃剂联用。进一步提高了阻燃体系的分散性能以及与聚合物基体的相容性，大大降低无机阻燃剂的用量，同时提高复合阻燃体系的成壳、耐熔滴、阻燃效果，在提高机械性能的同时保证电缆的阻燃性能。抗氧剂及光稳定剂的采用，能使材料的耐湿热老化性能和耐紫外线性能得到很大程度的提闻。
[0016]采用本发明制备的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料用于电缆的制造，其电缆既具有很好的机械性能、阻燃性能、电性能、低温性能，又具有优异的防鼠蚁性、耐热氧老化和良好的高温抗开裂性能，可以配套应用于能源、电力、交通、通信、建筑等基础设施建设。
[0017]下面进一 步对配方说明，增加对本发明的理解。
[0018]1、由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-辛稀共聚弹性体组成主基料树脂。其中EVA选取VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。EVA可以提高柔韧性，阻燃性及其与填料的相容性，降低阻燃填料的用量；乙烯-辛稀共聚热塑性弹性体其分子结构中没有不饱和双键，具有优异的耐老化性能，其次其分子量分布窄，具有很好的流动性，使体系受到冲击受力时能起到分散缓冲的作用，减少因受力产生裂纹的几率；高密度聚乙烯其结晶度及熔点高，无需交联就可以达到较高的耐温等级(1050C )，同时具有较高的刚性和韧性，具备一定的物理防鼠功能。
[0019]2、由马来酸酐接枝料和硅酮母粒组成界面相容剂。极性聚合物基料和无机填料的相容性很差，添加预先制备的相容剂，选取马来酸酐接枝物，能够提高共混材料中分散相与连续相之间的界面粘结力，提闻材料的抗开裂性能；闻含量闻分子量的娃丽可以提闻材料的挤出速度以及线缆表面爽滑度和耐刮擦性能。
[0020]3、由氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌和氮磷膨胀型纳米复配阻燃剂组成阻燃体系。无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性，同非极性聚合物材料相容性差，界面难以形成良好的结合和粘接。为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性，采用硅烷偶联剂对其进行表面处理，经过表面改性处理后的无机阻燃剂，表面活性得到了提高，增加了与树脂之间的亲和力，改善了材料的物理力学性能，增加了树脂的加工流动性，提高了阻燃材料的各种电气性能，而且可以将阻燃效果显著提高。
[0021]4、由硅油、聚乙烯蜡和硬脂酸锌组成润滑体系。该体系有助于改善聚烯烃材料的流动性，提高阻燃填料与各种试剂间的分散性，充当内润滑剂使用。
[0022]5、由复合抗氧剂构成的防老体系。选用受阻酚类、硫代酯类、亚磷酸酯类三种中的两种作为复合抗氧剂。
[0023] 6、由二苯甲酮类、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种或两种组成光稳定剂。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:
105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，原料包括以下重量份组
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 30份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10份，
乙烯-辛稀共聚弹性体25份，
马来酸酐接枝料20份，
硅酮母粒3份，
氢氧化铝100份，
氢氧化镁20份，
硼酸锌5份，
氮磷膨胀型阻燃剂5份，
硅油1份，
硬脂酸锌1份，
聚乙烯蜡1.5份，
复合抗氧剂2份，
光稳定剂2.5份，
环保型防鼠剂1.5份，
环保型防蚁剂1.5份，
硅烷偶联剂1份。
[0025]其制备步骤如下:
将配备的所有原料加入高速混合机中混合，混合温度为80°C，混合时间为10分钟，充分混合均匀成混合料；再通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为150°C，螺杆转速为100转/分钟，下阶料筒温度范围为135°C，螺杆转速为30转/分钟；将热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。该105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，耐热氧老化性能、抗开裂性能优异。
[0026]实施例2:
105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，原料包括以下重量份组
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 60份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 30份，
乙烯_辛稀共聚弹性体30份，马来酸酐接枝料30份，
硅酮母粒5份，
氢氧化铝40份，
氢氧化镁60份，
硼酸锌30份，
氮磷膨胀型阻燃剂30份，
硅油1份，
硬脂酸锌1.5份，
聚乙烯蜡1.5份，
复合抗氧剂4份，
光稳定剂4份,
环保型防鼠剂2.5份，
环保型防蚁剂2.5份，
硅烷偶联剂3份。
[0027]其制备步骤如下:
将配备的所有原料加入高速混合机中混合，混合温度为100°c，混合时间为15分钟，充分混合均匀成混合料；再通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为195°C，螺杆转速为150转/分钟，下阶料筒温度范围为155°C，螺杆转速为80转/分钟；将热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。该105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，耐热氧老化性能、抗开裂性能优异。
[0028]实施例3:
105°C热塑性无卤低 烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，原料包括以下重量份组
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 20份，
高密度聚乙烯(HDPE) 20份，
乙烯-辛稀共聚弹性体15份，
马来酸酐接枝料20份，
硅酮母粒3份，
氢氧化铝90份，
氢氧化镁25份，
硼酸锌5份，
氮磷膨胀型阻燃剂10份，
硅油1份，
硬脂酸锌1份，
聚乙烯蜡1.5份，
复合抗氧剂2份，
光稳定剂1.5份，环保型防鼠剂2.5份，
环保型防蚁剂2份，
硅烷偶联剂1份。
[0029]将配备的所有原料加入高速混合机中混合，混合温度为90°C，混合时间为12分钟，充分混合均匀成混合料；再通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为170°C，螺杆转速为125转/分钟，下阶料筒温度范围为145°C，螺杆转速为55转/分钟；将热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。该105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，防鼠蚁性能优异。
[0030]实施例4:
105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，原料包括以下重量份组
份:
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 40份(乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%)， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 30份，
高密度聚乙烯(HDPE) 30份，
乙烯-辛稀共聚弹性体10份，
马来酸酐接枝料10份，
硅酮母粒1份，
氢氧化铝50份，
氢氧化镁40份，
硼酸锌15份，
氮磷膨胀型阻燃剂20份，
硅油0.5份，
硬脂酸锌0.5份，
聚乙烯蜡1份，
复合抗氧剂1.5 份，
光稳定剂2份,
环保型防鼠剂1份，
环保型防蚁剂1份，
硅烷偶联剂2份。
[0031]将配备的所有原料加入高速混合机中混合，混合温度为95°C，混合时间为13分钟，充分混合均匀成混合料；再通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为190°C，螺杆转速为130转/分钟，下阶料筒温度范围为150°C，螺杆转速为60转/分钟；将热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。该105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，防鼠蚁性能优异。
[0032]实施例5:
105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，包括以下步
骤:
I)按照重量份配备原料
乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份，线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份，
高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份，
乙烯-辛稀共聚弹性体10-30份，
马来酸酐接枝料10-30份，
硅酮母粒1-5份，
氢氧化招40-100份，
氢氧化镁20-60份；
硼酸锌5- 30份，
氮磷膨胀型阻燃剂5-30份，
硅烷偶联剂1_3份，
润滑剂2-5份，
复合抗氧剂1 .5-4份，
光稳定剂1.5-4份，
环保型防鼠蚁剂2-5份；
2)将步骤I)配备的原料加入高速混合机中混合，混合温度为80-100°C，混合时间为10-15分钟，充分混合均匀成混合料；
3)将步骤2)的混合料通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为150°C _195°C，螺杆转速为100-150转/分钟，下阶料筒温度范围为135°C _155°C，螺杆转速为30-80转/分钟；
4)将步骤3)热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。
[0033]所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA (醋酸乙烯)含量大于28%，小于50%。
[0034]所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油、硬脂酸锌中的一种或二种、三种组合。
[0035]所述环保型防鼠蚁剂包括环保型防鼠剂、环保型防蚁剂。
[0036]该105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，用于电缆的制造，其电缆既具有很好的机械性能、阻燃性能、电性能、低温性能，又具有优异的防鼠蚁性、耐热氧老化和良好的高温抗开裂性能，可以配套应用于能源、电力、交通、通信、建筑等基础设施建设。性能测试如表一。
[0037]性能测试表一
【权利要求】
1.105°c热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，由包括以下重量份制备而成: 乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份， 高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份， 乙烯-辛稀共聚弹性体10-30份， 马来酸酐接枝料10-30份， 硅酮母粒1-5份， 氢氧化招40-100份， 氢氧化镁20-60份， 硼酸锌5-30份， 氮磷膨胀型阻燃剂5-30份， 硅烷偶联剂1_3份， 润滑剂2-5份， 复合抗氧剂1.5-4份， 光稳定剂1.5-4份， 环保型防鼠蚁剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，其特征是，所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%。
3.根据权利要求1所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，其特征是，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油、硬脂酸锌中的一种或二种、三种组合。
4.根据权利要求1所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，其特征是，所述环保型防鼠蚁剂包括环保型防鼠剂、环保型防蚁剂。
5.105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，其特征是，包括以下步骤: 1)按照重量份配备原料 乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA) 25-60份， 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 15-50份， 高密度聚乙烯(HDPE) 10-30份， 乙烯-辛稀共聚弹性体10-30份， 马来酸酐接枝料10-30份， 硅酮母粒1-5份， 氢氧化招40-100份， 氢氧化镁20-60份， 硼酸锌5-30份， 氮磷膨胀型阻燃剂5-30份， 硅烷偶联剂1_3份， 润滑剂2-5份， 复合抗氧剂1.5-4份，光稳定剂1.5-4份， 环保型防鼠蚁剂2-5份， 2)将步骤I)配备的原料加入高速混合机中混合，混合温度为80-100°C，混合时间为10-15分钟，充分混合均匀成混合料； 3)将步骤2)的混合料通过双阶单螺杆往复挤出机组挤出，热切造粒，上阶料筒温度范围为150°C _195°C，螺杆转速为100-150转/分钟，下阶料筒温度范围为135°C _155°C，螺杆转速为30-80转/分钟； 4)将步骤3)热切造粒制得的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料，筛选包装。
6.根据权利要求5所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，其特征是，所述乙烯醋酸乙烯共聚物VA含量大于28%，小于50%。
7.根据权利要求5所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，其特征是，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硅油、硬脂酸锌中的一种或二种、三种组合
8.根据权利要求5所述的105°C热塑性无卤低烟阻燃耐紫外线防鼠蚁抗开裂型护套料的制备方法，其特征是，所述环保型防鼠蚁剂包括环保型防鼠剂、环保型防蚁剂。
【文档编号】C08K13/06GK103965541SQ201410208139
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】李茁实, 王永, 甘胤嗣, 许超, 何玉明, 徐云海 申请人:宝胜科技创新股份有限公司