一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法与流程

文档序号:11098557阅读:935来源:国知局

本发明属于有机高聚物技术领域,涉及一种电力电缆线材,尤其涉及一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法。



背景技术:

船舶工业是为水上交通、海洋开发和国防建设等行业提供技术装备的现代综合性产业。我国拥有适宜造船的漫长海岸线,发展船舶工业具有较强的优势。我国船舶行业未来需求增加,船用电缆的市场也随之增加,市场需求也将逐步扩大,市场发展前景广阔。

传统的电缆护套一般以氯丁橡胶(CR)和氯磺化聚乙烯为主体材料,其加工性能及成品性能欠佳,且成本较高。CN 103131067A公开了一种橡皮护套配方及制造方法,配方中采用氯丁橡胶与氯化聚乙烯为主体材料。然而传统阻燃电缆有其局限性,燃烧后将会释放大量有害腐蚀性卤化氢气体。毒气将沿着通风系统在整条船上快速蔓延,烟雾干扰视线,有害气体弥漫,给现场逃生和救援带来困难。此外,腐蚀性气体还会腐蚀船体仪器等设施,较直接燃烧的危险性更大。

CN 102746555A公开了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,其所述线材由下述组分按重量份组成:热塑性弹性体(TPE)A:5-20份;热塑性弹性体(TPE)B:15-40份;氢氧化铝40-70份;安定剂:1-5份;硅酮母粒:1-5份。虽然所述电力电缆材料具有优异的阻燃性能,燃烧时烟释放量极低,烟中透光率可达到90%以上,但其在提高其阻燃性能的同时,以牺牲其物理性能及耐油性能为代价,造成其物理力学性能和耐油性能降低,限制了其进一步的应用。

因此,如何研究出一种具有良好阻燃性能同时兼具良好力学性能和耐油性能的船用电力电缆材料是亟需解决的问题。



技术实现要素:

针对现有船用电力电缆材料在提高其阻燃性能的同时,以牺牲其物理性能及耐油性能为代价,造成其物理力学性能和耐油性能降低,限制了其进一步的应用等问题。本发明提供了一种船用低烟无卤防油电力电缆材料及其制备方法,所述电力电缆材料以热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂以及硅酮母粒的组合物为原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物与热塑性弹性体A和热塑性弹性体B发生协同作用,经过组合物各组分的合理配比,得到了一种具有良好阻燃性能同时兼具良好力学性能和耐油性能的船用电力电缆材料。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

第一方面,本发明提供了一种船用低烟无卤防油电力电缆材料,所述材料由以下组分按重量份计组成:

其中,热塑性弹性体A的重量份可为10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份、14.5份或15份等;热塑性弹性体B的重量份可为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等;氢氧化铝的重量份可为30份、30.5份、31份、31.5份、32份、32.5份、33份、33.5份、34份、34.5份或35份等;安定剂的重量份可为1份、2份、3份、4份或5份等;硅酮母粒的重量份可为1份、2份、3份、4份或5份等。

上述组合物各组分的重量份计组成不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案,所述材料由以下组分按重量份计组成:

本发明所述电力电缆材料以上述组成配比制得的性能更优。

优选地,所述热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的质量比为1:2。

本发明中,又以热塑性弹性体A和热塑性弹性体B的质量比为1:2时制得的电力电缆材料的性能为最优。

作为本发明优选的技术方案,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为15~30wt%,例如15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、22wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,进一步优选为19wt%。

本发明中,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物分子主链中含有极性较强的羰基,所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物与热塑性弹性体A和热塑性弹性体B发生协同作用,进而在保证电力电缆材料的低烟无卤性能的基础上,提高其防油性能以及综合性能。

因此,本发明需控制乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量在合适的范围内,若所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量小于15wt%,会使材料整体极性偏低,不利于提高防油性能;若所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量大于30wt%,会使乙烯-丙烯酸乙酯共聚物与热塑性弹性体间的作用力减小即相容性变差,最终导致材料拉伸强度降低。

作为本发明优选的技术方案,所述热塑性弹性体A按重量份计由以下组分组成:

其中,乙烯-丙烯共聚物的重量份可为10份、11份、12份、13份、14份、15份、18份、20份、22份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;乙烯-辛稀共聚物的重量份可为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等;聚乙烯的重量份可为20份、21份、22份、23份、24份、25份、28份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等;聚丙烯的重量份可为30份、31份、32份、33份、34份、35份、38份、40份、42份、45份、46份、47份、48份、49份或50份等。

上述热塑性弹性体A组合物中各组分的重量份组成不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述乙烯-丙烯共聚物的分子量为10~20万,例如11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万、18万、19万或20万等,100℃下的门尼粘度为30~60,例如31、33、35、38、40、43、45、48、50、53、55、58或60等,硬度为邵氏A30-60,例如31、33、35、38、40、43、45、48、50、53、55、58或60等;上述乙烯-丙烯共聚物各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述乙烯-辛稀共聚物的分子量8-15万,例如8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万或15万等,熔融指数(190℃,2.16kg)为0.5~3g/10min,例如0.5g/10min、0.8g/10min、1g/10min、1.5g/10min、1.8g/10min、2g/10min、2.5g/10min、2.8g/10min或3g/10min等;上述乙烯-辛稀共聚物各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述聚丙烯为无硅共聚聚丙烯,分子量为8~16万,例如8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万、15万或16万等,熔融指数(190℃,2.16kg)为1~6g/10min,例如1g/10min、2g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min或6g/10min等;上述聚丙烯各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案,所述热塑性弹性体B按重量份计由以下组分组成:

其中,乙烯-丙烯和非共轭双烯三元共聚物的重量份可为20份、21份、22份、23份、24份、25份、28份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等;氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的重量份可为15份、16份、17份、18份、19份、20份、22份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等;聚乙烯的重量份可为30份、32份、35份、38份、40份、45份、50份、55份、60份、62份、65份、68份或70份等;白油的重量份可为25份、26份、27份、28份、29份、30份、32份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。

上述热塑性弹性体B组合物各组分案重量份计组成不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

其中,所述乙烯-丙烯和非共轭双烯三元共聚物为乙烯-丙烯和少量非共轭双烯的三元共聚物。

优选地,所述乙烯-丙烯和非共轭双烯三元共聚物的分子量为5~15万,例如5万、6万、7万、8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万或15万等;100℃下的门尼粘度为30~70,例如30、32、35、38、40、45、50、55、60、62、65、68或70等;硬度为邵氏A20-50,例如20、22、25、28、30、35、40、42、45、48或50等;上述乙烯-丙烯和非共轭双烯三元共聚物各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量为8~14万,例如8万、9万、10万、11万、12万、13万或14万等;其中丁二烯类的含量为30~60wt%,例如30wt%、32wt%、35wt%、38wt%、40wt%、45wt%、50wt%、52wt%、55wt%、58wt%或60wt%等;苯乙烯的含量为40~70wt%,例如40wt%、42wt%、45wt%、48wt%、50wt%、55wt%、60wt%、62wt%、65wt%、68wt%或70wt%等;上述乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量为8~16万,例如8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万、15万或16万等;熔融指数(190℃,2.16kg)为1~5g/10min,例如1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min等;上述聚乙烯各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述白油分子量为300~400,例如310、320、330、340、350、360、370、380、390或400等;40℃的运动粘度为15~35m2/s,例如15m2/s、18m2/s、20m2/s、22m2/s、25m2/s、28m2/s、30m2/s、32m2/s或35m2/s等;上述白油各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案,所述氢氧化铝为拜耳-烧结联合法制备得到的氢氧化铝,其目数为4000~8000目,例如4000目、4500目、5000目、5500目、6000目、6500目、7000目、7500目或8000目等,但并不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述安定剂为由以下述组分按重量份计组成:

硬脂酸钙 40-60份;

硬脂酸锌 5-50份;

四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯 30-50份。

其中,硬脂酸钙的重量份可为40份、41份、42份、43份、44份、45份、48份、50份、52份、55份、56份、57份、58份、59份或60份等;硬脂酸锌的重量份可为5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或60份等;四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量份可为30份、32份、35份、40份、42份、45份、48份或50份等。

上述安定剂组合物各组分案重量份计组成不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案,所述硅酮母粒由以下组分按重量份计组成:

低密度聚乙烯 10-20份;

硅油 20-60份;

二氧化硅 30-60份;

其中,低密度聚乙烯的重量份可为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等;硅油20-60份的重量份可为20份、22份、25份、28份、30份、35份、40份45份、50份、52份、55份、58份或60份等;二氧化硅的重量份可为30份、32份、35份、38份、40份、45份、50份、52份、55份、58份或60份等。

上述硅酮母粒组合物各组分案重量份计组成不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述低密度聚乙烯的分子量为1~5万,例如1万、1.5万、2万、2.5万、3万、3.5万、4万、4.5万或5万等;熔融指数为5~10g/10min,例如5g/10min、5.5g/10min、6g/10min、6.5g/10min、7g/10min、7.5g/10min、8g/10min、8.5g/10min、9g/10min、9.5g/10min或10g/10min等;上述低密度聚乙烯各参数不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述硅油为二甲基硅油。

优选地,所述二氧化硅为沉淀法制备得到的二氧化硅,目数4000~6000目,例如4100目、4200目、4300目、4400目、4500目、4800目、5000目、5200目、5500目、5600目、5700目、5800目、5900目或6000目等,但并不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

第二方面,本发明提供了上述电力电缆材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将配方量的热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂和硅酮母粒通过密炼机熔融共混,然后通过双螺杆挤出机和单螺杆挤出机进行造粒,得到粒子;

(2)将步骤(1)得到的粒子通过挤出机挤成线材;

(3)将步骤(2)得到的线材经电子加速器进行辐照交联制得成品。

作为本发明优选的技术方案,上述制备方法步骤(1)中所述双螺杆挤出机分为六个区,各区的工作温度为:

第一区90~100℃,例如90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃等;

第二区100~120℃,例如100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等;

第三区120~140℃,例如120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;

第四区120~140℃,例如120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;

第五区140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;

第六区150~160℃,例如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃等;

上述双螺杆挤出机各区工作温度不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(1)中所述单螺杆挤出机分为五个区,各区的工作温度为:

第一区100~110℃,例如100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃等;

第二区110~120℃,例如110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃等;

第三区130~140℃,例如130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;

第四区140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;

第五区140~150℃例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等。

上述单螺杆挤出机各区工作温度不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案,步骤(2)中所述挤出机分为四个区,各区的工作温度为:

第一区130~140℃,例如130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃或140℃等;

第二区140~150℃,例如140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃或150℃等;

第三区150~180℃,例如150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃或180℃等;

第四区160~180℃;160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、170℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃或180℃等;

上述挤出机各区工作温度不仅限于所列举的数值,各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,步骤(3)中线材经电子加速器进行辐照交联后形成三维网状结构。

本发明中,线材经电子加速器进行辐照交联后形成的三维网状结构后,其耐油性明显增强。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)本发明以热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂以及硅酮母粒的组合物为原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物与热塑性弹性体A和热塑性弹性体B发生协同作用,使制备得到的船用电力电缆材料不仅具有良好阻燃性能,其同时兼具良好力学性能和耐油性能,其抗张强度可达20MPa以上,断裂伸长率可达270%以上,烟中透光率可达96%以上。

(2)本发明制备的船用电力电缆材料,其制备方法过程简单,操作容易,耗能低,适合工业化生产。

具体实施方式

为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施例部分提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述材料由以下组分按重量份计组成:

其制备方法包括以下步骤:

(1)将配方量的热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂和硅酮母粒通过密炼机熔融共混,然后通过双螺杆挤出机和单螺杆挤出机进行造粒,得到粒子;

(2)将步骤(1)得到的粒子通过挤出机挤成线材;

(3)将步骤(2)得到的线材经电子加速器进行辐照交联制得成品。

以下为本发明典型但非限制性实施例:

实施例1:

本实施例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述材料由以下组分按重量份计组成:热塑性弹性体A 13份、热塑性弹性体B 26份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物10份、氢氧化铝35份、安定剂3份和硅酮母粒3份。

所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为20wt%。

所述热塑性弹性体(TPE)A由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯共聚物20份、乙烯-辛稀共聚物5份、聚乙烯30份和聚丙烯45份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量为15万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;乙烯-辛稀共聚物分子量10万,熔融指数(190℃,2.16kg)1.0g/10min;聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min。

所述热塑性弹性体(TPE)B由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物25份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油30份。其中,所述乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物分子量为10万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量为12万,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量为360,运动粘度(40℃)为30㎡/s;所述乙烯-丙烯酸酯共聚物丙烯酸乙酯含量15~30%;所述氢氧化铝为拜耳-烧结联合法制备的,目数6000目。

所述安定剂由下述组分按重量份组成:硬脂酸钙50份、硬脂酸锌15份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯35份。

所述的硅酮母粒由下述组分按重量份组成:低密度聚乙烯15份、硅油35份和二氧化硅50份。其中,所述低密度聚乙烯分子量2万,熔融指数8g/10min;所述硅油为二甲基硅油;所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅,目数5000目。

所述材料的制备方法为:

(1)将配方量的热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂和硅酮母粒通过密炼机熔融共混,然后通过双螺杆挤出机和单螺杆挤出机进行造粒,得到粒子;

(2)将步骤(1)得到的粒子通过挤出机挤成线材;

(3)将步骤(2)得到的线材经电子加速器进行辐照交联制得成品。

其中,步骤(1)中密炼机熔融共混的具体参数为:密炼温度为120~140℃,密炼时间为10~15分钟;

步骤(1)中双螺杆挤出机分为六个区,各区的工作温度为:第一区90~100℃,第二区100~120℃,第三区120~140℃,第四区120~140℃,第五区140~150℃,第六区150~160℃;单螺杆挤出机分为五个区,各区的工作温度为:第一区100~110℃,第二区110~120℃,第三区130~140℃,第四区140~150℃,第五区140~150℃;

步骤(2)中所述挤出机分为四个区,各区的工作温度为:第一区130~140℃,第二区140~150℃,第三区150~180℃,第四区160~180℃。

对本实施例中制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

实施例2:

本实施例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述材料由以下组分按重量份计组成:热塑性弹性体A 15份、热塑性弹性体B 20份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物8份、氢氧化铝33份、安定剂2份和硅酮母粒2.5份。

所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为15wt%。

所述的热塑性弹性体(TPE)A由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯共聚物20份、乙烯-辛稀共聚物5份、聚乙烯30份和聚丙烯45份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量为15万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述乙烯-辛稀共聚物分子量10万,熔融指数(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述聚丙烯为无硅共聚聚丙烯,分子量11万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.5g/10min。

所述的热塑性弹性体(TPE)B由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物25份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油30份。其中,所述乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物分子量为10万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量为12万,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量为360,运动粘度(40℃)为30㎡/s;所述的氢氧化铝为拜耳-烧结联合法制备的,目数6000目。

所述的安定剂由下述组分按重量份组成:硬脂酸钙50份、硬脂酸锌15份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯35份。

所述的硅酮母粒由下述组分按重量份组成:低密度聚乙烯15份、硅油35份和二氧化硅50份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2万,熔融指数8g/10min;所述硅油为二甲基硅油;所述的二氧化硅为沉淀法二氧化硅,目数5000目。

所述材料的制备方法与实施例1中所述制备方法相同。

对本实施例中制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

实施例3:

本实施例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述材料由以下组分按重量份计组成:热塑性弹性体A 10份、热塑性弹性体B 30份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5份、氢氧化铝30份、安定剂1份和硅酮母粒1份。

所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为30wt%。

所述的热塑性弹性体(TPE)A由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯共聚物10份、乙烯-辛稀共聚物1份、聚乙烯20份和聚丙烯30份。其中,所述的乙烯-丙烯共聚物的分子量为15万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述乙烯-辛稀共聚物的分子量10万,熔融指数(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述聚丙烯为无硅共聚聚丙烯,分子量11万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.5g/10min。

所述的热塑性弹性体(TPE)B由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物20份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物15份、聚乙烯30份和白油25份。其中,所述的乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物分子量为10万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量为12万,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述白油分子量为360,运动粘度(40℃)为30㎡/s;所述的氢氧化铝为拜耳-烧结联合法制备的,目数6000目。

所述的安定剂由下述组分按重量份组成:硬脂酸钙40份、硬脂酸锌5份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯30份。

所述的硅酮母粒由下述组分按重量份组成:低密度聚乙烯10份、硅油20份和二氧化硅30份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2万,熔融指数8g/10min;所述硅油为二甲基硅油;所述二氧化硅为沉淀法二氧化硅,目数5000目。

所述材料的制备方法与实施例1中所述制备方法相同。

对本实施例中制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

实施例4:

本实施例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述材料由以下组分按重量份计组成:热塑性弹性体A 13份、热塑性弹性体B 25份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物20份、氢氧化铝35份、安定剂5份和硅酮母粒5份。

所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为20wt%。

所述的热塑性弹性体(TPE)A由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯共聚物30份、乙烯-辛稀共聚物10份、聚乙烯40份和聚丙烯50份。其中,所述乙烯-丙烯共聚物的分子量为15万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A45;所述的乙烯-辛稀共聚物分子量10万,熔融指数(190℃,2.16kg)1.0g/10min;所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述的聚丙烯为无规共聚聚丙烯,分子量11万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.5g/10min。

所述的热塑性弹性体(TPE)B由以下组分按重量份组成:乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物40份、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份、聚乙烯70份和白油40份。其中,所述的乙烯-丙烯及少量非共轭双烯三元共聚物分子量为10万,门尼粘度(100℃)50,硬度邵氏A35;所述的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子量为12万,丁二烯含量40%,苯乙烯含量60%;所述的聚乙烯为低密度聚乙烯,分子量12万,熔融指数(190℃,2.16kg)2.0g/10min;所述的白油分子量为360,运动粘度(40℃)为30㎡/s;所述的氢氧化铝为拜耳-烧结联合法制备的,目数6000目。

所述的安定剂由下述组分按重量份组成:硬脂酸钙60份、硬脂酸锌50份和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯50份。

所述的硅酮母粒由下述组分按重量份组成:低密度聚乙烯20份、硅油60份和二氧化硅60份。其中,所述的低密度聚乙烯分子量2万,熔融指数8g/10min;所述的硅油为二甲基硅油;所述的二氧化硅为沉淀法二氧化硅,目数5000目。

所述材料的制备方法与实施例1中所述制备方法相同。

对本实施例中制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

对比例1:

本对比例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述制备原料中除了不含乙烯-丙烯酸乙酯共聚物外,其他物料用量及制备方法均与实施例1中相同。

制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

对比例2:

本对比例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述制备原料中除了所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为5wt%(<15wt%)外,其他物料用量及制备方法均与实施例1中相同。

制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

对比例3:

本对比例提供了一种船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料及其制备方法,所述制备原料中除了所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中丙烯酸乙酯的含量为40wt%(>30wt%)外,其他物料用量及制备方法均与实施例1中相同。

制得的船用低烟无卤防油高性能电力电缆材料进行性能测试,测试结果如表1中所示。

表1:实施例1-4和对比例1-3制得的电力电缆材料进行性能测试结果表

综合实施例1-4和对比例1-3的结果可以看出,本发明以热塑性弹性体A、热塑性弹性体B、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氢氧化铝、安定剂以及硅酮母粒的组合物为原料,利用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物与热塑性弹性体A和热塑性弹性体B发生协同作用,使制备得到的船用电力电缆材料不仅具有良好阻燃性能,其同时兼具良好力学性能和耐油性能,其抗张强度可达20MPa以上,断裂伸长率可达270%以上,烟中透光率可达96%以上。

同时,本发明制备的船用电力电缆材料,其制备方法过程简单,操作容易,耗能低,适合工业化生产。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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